CN218561239U - 一种改善活性污泥性能的污水处理*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种改善活性污泥性能的污水处理***，涉及污水处理领域。该***包括生化池、二沉池、气动隔膜泵和旋流器，所述生化池的出水口与所述二沉池的进水口连接，所述二沉池的排泥口通过所述气动隔膜泵与所述旋流器的进口连接，所述旋流器的底流口与所述生化池连接。本实用新型通过旋流器将性能好的活性污泥有效地截流返回生化池，提高了***内微生物群体的数量，提高了污泥的沉降性能和污泥活性，增大了污水处理效率。同时本实用新型结合气动隔膜泵，代替本领域常规使用的离心污泥回流泵，能够有效避免输送过程中对于污泥絮体的破坏，从而能够更有效的改善污泥的沉降性能。

Description

一种改善活性污泥性能的污水处理***

技术领域

本实用新型涉及污水处理领域，具体涉及一种改善活性污泥性能的污水处理***。

背景技术

活性污泥法是一种吸附并去除水中悬浮物和溶解性杂质、分解有机物、去除氮磷污染物的污水处理方法。由于具有效果好、效率高、适应范围广、技术成熟等优点，使得活性污泥法及其衍生改良工艺成为处理城市污水最广泛使用的方法。

活性污泥是微生物群体及它们所依附的有机物质和无机物质的总称，且微生物群体是净化污水的关键之处。活性污泥中微生物群体包括：细菌、原生动物、真菌、后生动物等，它们通过自身的代谢机制，将污水中的有机物转化为无机物，从而达到净水的目的。一般情况下处理生活污水的活性污泥的MLVSS/MLSS比值在0.75左右，且活性污泥中微生物占比越多，处理效率越佳，但目前很多污水处理厂存在MLVSS/MLSS比值较低的问题。活性污泥法能否实现效益最佳关键要看活性污泥的性能，沉降性是污泥性能的关键指标之一，直接影响着后续处理工艺的正常运行。

在生化工艺中产生的剩余污泥中也含有活性较好的污泥，但是目前生化处理后的污泥基本上都被排放到二沉池，经泥水分离后直接进入污泥处理阶段或者部分回流，这样会造成大量活性污泥资源的浪费，也增加了后续污泥处理任务量。因此回收生化性能好的污泥，将其继续投入生化处理阶段，以提高微生物群体的数量和污泥的沉降性，进而改善活性污泥的性能，对污水处理领域意义重大，这也成为本领域亟待解决的技术问题。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的活性污泥性能差且容易造成大量资源浪费的缺陷，从而提供一种改善活性污泥性能的污水处理***。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型提供一种改善活性污泥性能的污水处理***，包括生化池、二沉池、气动隔膜泵和旋流器，所述生化池的出水口与所述二沉池的进水口连接，所述二沉池的排泥口通过所述气动隔膜泵与所述旋流器的进口连接，所述旋流器的底流口与所述生化池连接。

进一步地，所述旋流器的数量为至少两个，采用并联的方式连接。

进一步地，所述旋流器由中空的圆柱体和位于其下方并与之相连的中空倒锥体组成，所述圆柱体的侧面开设进口，顶面开设溢流口，所述倒锥体的底部开设底流口。

进一步地，所述圆柱体的内径为100～165mm，高度为975～1892mm；所述进口的直径为32～65mm，所述溢流口的直径为32～80mm，所述底流口的直径为25～32mm。

进一步地，所述圆柱体的内径为165mm，高度为1250mm；所述进口的直径为65mm，所述溢流口的直径为80mm，所述底流口的直径为32mm。

进一步地，所述旋流器的排口比＜0.5，旋流器锥度小于15°。

进一步地，旋流器锥度为8°。

进一步地，所述气动隔膜泵和旋流器之间还设置有阀门、缓冲器和压力表。

进一步地，所述生化池包括氧化沟。

进一步地，所述的改善活性污泥性能的污水处理***还包括与所述旋流器的溢流口连接的储泥池。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

本实用新型提供的改善活性污泥性能的污水处理***，在二沉池后设置气动隔膜泵和旋流器，可以实现通过气动隔膜泵将二沉池排泥口排出的污泥输送到旋流器中，较细颗粒的污泥由于受到的离心力小，作内旋流从溢流口排出，随后进入污泥处理阶段；而粗重污泥颗粒在旋流场的作用下同时沿轴向向下运动，沿径向向外运动，最终从底流口流出并回流至生化池，重新进入生化处理阶段，继续净化污水。

通常生长速率缓慢的微生物易长成稠密而稳定的生物膜，因此相对比重更大一些。所以，比重大的污泥由世代周期较长的微生物如聚磷菌和硝化菌组成。通过旋流筛选，回流比重大的污泥有利于硝化菌和聚磷菌等时代周期长的微生物在***中的富集，可形成粒径1mm左右的颗粒污泥，这种颗粒污泥质密不易破碎。

本实用新型通过旋流器将性能好的活性污泥有效地截流返回生化池，提高了***内微生物群体的数量，提高了污泥的沉降性能和污泥活性，增大了污水处理效率。同时本实用新型结合气动隔膜泵，代替本领域常规使用的离心污泥回流泵，能够有效避免输送过程中对于污泥絮体的破坏，从而能够更有效的改善污泥的沉降性能。

经实验研究发现，气动隔膜泵不会改变污泥的粒径分布，与后面的旋流器组合能加速污泥的颗粒化，长时间运行后，会提高***内颗粒污泥的占比，污泥活性高、沉降性能好。此外，使用气动隔膜泵相比离心污泥回流泵更具有结构简单，不易堵塞，便于维护、节能的优点。

综上所述，本实用新型选择气动隔膜泵和旋流器的组合能够显著改善污泥的性能，增强污水厂的处理效率。同时该***具有低成本、占地面积小、装置简单易操作、高效且可应用于工程中的改善活性污泥性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例中改善活性污泥性能的污水处理***的连接关系示意图；

图2是本实用新型实施例中旋流器的结构示意图。

附图标记：

1-生化池；2-二沉池；3-气动隔膜泵；4-旋流器；41-圆柱体；42-倒锥体；43-进口；44-溢流口；45-底流口；5-储泥池。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1所示，本实用新型提供一种改善活性污泥性能的污水处理***，包括生化池1、二沉池2、气动隔膜泵3和旋流器4，生化池1的出水口与二沉池2的进水口连接，二沉池2的排泥口通过气动隔膜泵3与旋流器4的进口43连接，旋流器4的底流口45与生化池1连接。

本实用新型提供的改善活性污泥性能的污水处理***，在二沉池2后设置气动隔膜泵3和旋流器4，可以实现通过气动隔膜泵3将二沉池2排泥口排出的污泥输送到旋流器4中，较细颗粒的污泥由于受到的离心力小，作内旋流从溢流口44排出，随后进入污泥处理阶段；而粗重污泥颗粒在旋流场的作用下同时沿轴向向下运动，沿径向向外运动，最终从底流口45流出并回流至生化池1，重新进入生化处理阶段，继续净化污水。底流口45的污泥比重较大，内部含较多世代周期较长的微生物如聚磷菌和硝化菌等，回流这些污泥有利于聚磷菌和硝化菌的富集，有利于形成颗粒污泥。

本实用新型通过旋流器4将性能好的活性污泥有效地截流返回生化池1，提高了***内微生物群体的数量，提高了污泥的沉降性能和污泥活性，增大了污水处理效率。同时本实用新型结合气动隔膜泵3，代替本领域常规使用的离心污泥回流泵，能够有效避免输送过程中对于污泥絮体的破坏，从而能够更有效的改善污泥的沉降性能。

本实用新型所述的生化池1是污水处理***中的主要环节，用于通过活性污泥将废水中的有机污染物作为营养物质进行有氧或厌氧新陈代谢转化为二氧化碳和水从而将有机污染物进行无害化处理达到排放标准。本领域技术人员可对生化池1的种类进行常规选择和调整，例如采用氧化沟工艺时，生化池1指的是氧化沟，采用厌氧-缺氧-好氧工艺(AAO工艺)时，生化池1指的是依序连接的厌氧池、缺氧池和好氧池。本实用新型不对其进行限制，本领域技术人员还可以选择现有技术中生化池1的其他种类，均在本实用新型请求保护的范围内。

需要说明的是，本实用新型在生化池1前端还可依需设置沉砂池、初沉池等，用于对污水进行预处理，去除水中易于沉降的无机性颗粒物和密度较大的固体悬浮颗粒等，以保护水泵和管道免受磨损、减轻生物处理的有机负荷，提高活性污泥中微生物的活性等。预处理装置及方法均属于现有技术，本实用新型对此不做赘述。

本实用新型所述的二沉池2，又称二次沉淀池或最终沉淀池(终沉池)，是利用重力沉降作用将密度比水大的悬浮颗粒从水中去除的处理构筑物，用于泥水分离，使混合液澄清、污泥浓缩并分别进行后续处理。本领域技术人员可以按需对其处理规模和种类等进行调整，均在本实用新型请求保护的范围内。

本实用新型所述的气动隔膜泵3，是采用压缩空气为动力源的输送机械，其并不常规应用于本领域，也未见与旋流器4结合使用的方案。气动隔膜泵3相较于本领域常规使用的离心污泥回流泵而言，不对污泥絮体造成破坏。

本实用新型所述的旋流器4，用于对经二沉池2浓缩后的污泥进行筛分，将比重较大的颗粒污泥筛选出来，以回流至生化池1中再次发挥作用。本实用新型不对旋流器4的具体种类、数量和处理规模等做出限制，本领域技术人员可以结合旋流器4的处理规模和单个旋流器4的处理量进行选择和调整。

作为本实用新型的可选实施方式，旋流器4的数量为至少两个，采用并联的方式连接。具体而言，旋流器4前端的进水总管道分设多个分支管路，从中心位置通过分支管路向多个旋流器4均匀布水。多个旋流器4底流污泥合并后或者分别回流至前端生化池1中。

作为本实用新型的可选实施方式，气动隔膜泵3和旋流器4之间还设置有阀门、缓冲器和压力表。通过调节阀门可以控制进入旋流器4的流量大小。由于气动隔膜泵3在运作过程中是间歇式的抽动污水，所以出口处水流不均匀，因此添加缓冲器用以稳定水流，使其均匀流向旋流器4。压力表用于测定进入旋流器4内的污水的压力。通过在旋流器4前设置阀门，可用于调整进入旋流器4的流量大小。本领域技术人员可以对上述元件进行选择性调整。

作为本实用新型的可选实施方式，如图2所示，旋流器4由中空的圆柱体41和位于其下方并与之相连的中空倒锥体42组成，圆柱体41的侧面开设进口43，顶面开设溢流口44，倒锥体42的底部开设底流口45。其具体规格和长度等可以按需选择，例如，圆柱体41的内径为100～165mm，高度为975～1892mm；进口43的直径为32～65mm，溢流口44的直径为32～80mm，底流口45的直径为25～32mm。旋流器4的排口比＜0.5，旋流器4锥度小于15°。优选的，圆柱体41的内径为165mm，高度为1250mm，倒锥体42的椎体角度(旋流器锥度)为8°，进口43的直径为65mm，溢流口44的直径为80mm，底流口45的直径为32mm，旋流器4的排口比＜0.5。

作为本实用新型的可选实施方式，该***还包括与旋流器4的溢流口44连接的储泥池5，用于对旋流器4筛选出的比重轻的污泥进行收集，以便后续污泥处理。本领域技术人员可以按需对其处理规模和种类等进行调整，均在本实用新型请求保护的范围内。

以下对本实用新型提供的改善活性污泥性能的污水处理***的运行方法进行具体说明，该***的运行步骤如下：

将污水通入生化池1中进行生化处理；

将生化池1内污水和污泥排入二沉池2中进行泥水分离；

通过气动隔膜泵3将二沉池2排泥口流出的污泥输送至旋流器4内；

通过旋流器4对污泥进行筛选，并将底流污泥排入生化池1中再次对污水进行生化处理；

将旋流器4的溢流污泥排入储泥池5中。

本领域技术人员可以根据实际需要对***中各部分进行选择和控制，优选的，控制***的污泥回流量(污泥回流量与进水流量之比)为100％，并控制旋流器4的处理规模占污泥回流量的5％～10％。优选的，在进入生化池1之前对污水进行预处理。例如，将污水依次通过沉砂池和初沉池。

以下将结合一个具体实施例对本实用新型提供的技术方案进行进一步详细说明。

实施例

本实施例提供一种污水处理***(采用氧化沟工艺)，在某污水处理厂实施，该***主要由奥贝尔型氧化沟、二沉池、气动隔膜泵、两个旋流器组成。

污水厂处理规模为2万m3/d，氧化沟为组合形(半圆形和矩形组合)钢筋混凝土结构，2座，有效容积为6044m3/座，根据沟内溶解氧仪的读数，通过调速电机来调节转蝶转速，从而控制各个沟道中溶解氧的含量。二沉池为控制污泥回流量、保证固液分离效果而单独设置的沉淀池，该污水厂采用中心进水周边出水辐流式沉淀池，二沉池为钢筋混凝土结构，2座，直径30m，配有2台周边传动刮泥机。气动隔膜泵处理规模为60m3/h，扬程为10m。按照整个污水处理厂的处理量2万m3/d，污水厂污泥回流量100％和旋流器处理规模占污泥回流量的6％来设计旋流筛分***，旋流器内径160mm，数量为2个，单个处理规模约为30m3/h。

氧化沟的出水口与二沉池的进水口连接，二沉池的排泥口通过气动隔膜泵与旋流器的进水总管道连接，进水总管道上安装阀门、缓冲器和压力表，该进水总管道一分为二，分别与两个旋流器的进口连接(即两个旋流器采用并联的方式连接)，旋流器的底流口与生化池连接，旋流器的溢流口与储泥池连接。

本实施例提供的污水处理***的运行方法如下：

将待处理污水经预处理后通入氧化沟中进行生化处理；

将氧化沟内污水和污泥排入二沉池中进行泥水分离；

调节旋流器的进水总管道上的阀门，调整到合适的流量和压力，通过气动隔膜泵将二沉池排泥泵房及配水井中的污泥经进水总管道一分为二从中心位置向两个旋流器均匀布水；

通过旋流器对污泥进行筛选，基于受离心力大小的不同，粗重污泥颗粒受到的离心力大，作外旋流运动，由旋流器的底流口流出并排入氧化沟的外沟，重新进入生化处理阶段，而较细颗粒的污泥由于受到的离心力小，作内旋流运动，由旋流器的溢流口排出并流向储泥池，随后进入污泥处理阶段。

实验例1

通过本实验例来验证增加气动隔膜泵和旋流器对污泥性能和污水处理效果的影响，具体实验方法如下：

测定安装气动隔膜泵和旋流器之前氧化沟出水口的水质参数和氧化沟内污泥的性质参数，然后在按照实施例提供的运行方法安装气动隔膜泵和旋流器并运行3个月后测定氧化沟出水口的水质参数和氧化沟内污泥的性质参数。测定的相关水质参数包括：化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD5)、氨氮、总氮、总磷，测定的污泥的性质参数包括：污泥体积指数(SVI)、混合液悬浮固体浓度(MLSS)、混合液挥发性悬浮固体质量浓度(MLVSS)、污泥粒径，并用VSS/MLSS代表单位体积有效微生物的比例，以确定该***对污泥的改善效果。上述各指标的检测方法参照相关国标检测方法。

测定结果如下：

安装气动隔膜泵和旋流器之前出水水质和污泥性质如下：COD56mg/L，BOD为21mg/L，氨氮1.0mg/L，总氮16mg/L，总磷0.4mg/L，MLSS为4500mg/L，MLVSS为2100mg/L，SVI为98，污泥粒径范围约为50-100μm。

安装气动隔膜泵和旋流器之后出水水质和污泥性质如下：COD29mg/L，BOD5为10mg/L，氨氮0.3mg/L，总氮9mg/L，总磷0.2mg/L，MLSS为3700mg/L，MLVSS为2850mg/L，SVI为58，污泥粒径范围约为50-1200μm，粒径800-1200μm的污泥占比为15％左右。

由此可见，***运行3个月后，氧化沟中微生物量明显增多，VSS/MLSS比值增大，可达到0.77，并且大颗粒污泥显著增多，证明污泥性能得到明显改善，污水处理效果明显提升。

实验例2

通过本实验例来验证气动隔膜泵相较于离心污泥回流泵对污泥性能的影响，实验方法如下：

按照实施例提供的***和运行方法在相同条件下进行对比实验，一组安装气动隔膜泵，而另一组安装相同流量和扬程的离心泵(流量60m3/h，扬程10m)，分别在两组实验运行第60天时，测进入气动隔膜泵和离心泵前后的污泥絮体粒径，测氧化沟污泥的SV30、污泥粒径分布、污泥呼吸速率(污泥粒径分布采用激光粒度仪，污泥呼吸速率通过测污泥的好氧速率获得)。

测定结果如下：

1.污泥絮体粒径相比进离心泵前减小3％，而在经过气动隔膜泵后，污泥絮体粒径没有变化；

2.采用离心泵时，SV30值为29％，采用气动隔膜泵时，SV30值为21％；

3.采用离心泵时，污泥的呼吸速率为10mgO₂/gMLVSS·h，采用气动隔膜泵时，污泥的呼吸速率为25mgO₂/gMLVSS·h；

4.采用离心泵时，污泥的粒径分布范围为10-50μm，采用气动隔膜泵时，污泥的粒径分布为30-1000μm。

对上述结果进行进一步分析：

活性污泥絮体主要由微生物、胞外聚合物(EPS)、原水中有机物和无机颗粒等经过一系列复杂的生物聚合过程构成，普通活性污泥的SV30一般为10-50％，呼吸速率一般为8～20mgO₂/gMLVSS·h，粒径一般为50～60μm，且直径达1mm的污泥颗粒基本没有。通过实验比较离心泵和气动隔膜泵两种不同类型泵对污泥絮体的影响，结果表明离心泵产生的剪切作用对污泥絮体的破坏更大，可以改变微生物的聚集性质，改变絮凝体结构，降低污泥粒径，从而使污泥的沉降性能降低，呼吸速率减小。而采用气动阻隔泵时不对污泥絮体造成影响，经长时间运行后，结合旋流器的筛分回流作用，能明显改善污泥的沉降性能，且***内活性物质明显增加，还提高了大粒径颗粒污泥的占比，具体而言，污泥的SV30能够降低到20％左右，呼吸速率增大到25mgO₂/gMLVSS·h，1mm左右粒径的污泥占比约15％，实现了该领域的巨大突破。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种改善活性污泥性能的污水处理***，其特征在于，包括生化池、二沉池、气动隔膜泵和旋流器，所述生化池的出水口与所述二沉池的进水口连接，所述二沉池的排泥口通过所述气动隔膜泵与所述旋流器的进口连接，所述旋流器的底流口与所述生化池连接。

2.根据权利要求1所述的改善活性污泥性能的污水处理***，其特征在于，所述旋流器的数量为至少两个，采用并联的方式连接。

3.根据权利要求1所述的改善活性污泥性能的污水处理***，其特征在于，所述旋流器由中空的圆柱体和位于其下方并与之相连的中空倒锥体组成，所述圆柱体的侧面开设进口，顶面开设溢流口，所述倒锥体的底部开设底流口。

4.根据权利要求3所述的改善活性污泥性能的污水处理***，其特征在于，所述圆柱体的内径为100～165mm，高度为975～1892mm；所述进口的直径为32～65mm，所述溢流口的直径为32～80mm，所述底流口的直径为25～32mm。

5.根据权利要求4所述的改善活性污泥性能的污水处理***，其特征在于，所述圆柱体的内径为165mm，高度为1250mm；所述进口的直径为65mm，所述溢流口的直径为80mm，所述底流口的直径为32mm。

6.根据权利要求1所述的改善活性污泥性能的污水处理***，其特征在于，所述旋流器的排口比＜0.5，旋流器锥度小于15°。

7.根据权利要求6所述的改善活性污泥性能的污水处理***，其特征在于，旋流器锥度为8°。

8.根据权利要求1所述的改善活性污泥性能的污水处理***，其特征在于，所述气动隔膜泵和旋流器之间还设置有阀门、缓冲器和压力表。

9.根据权利要求1所述的改善活性污泥性能的污水处理***，其特征在于，所述生化池包括氧化沟。

10.根据权利要求1所述的改善活性污泥性能的污水处理***，其特征在于，还包括与所述旋流器的溢流口连接的储泥池。

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