公布日：2022.01.25
申請日：2021.11.25
分類號：C02F3/10(2006.01)I;C02F3/30(2006.01)I;C02F7/00(2006.01)I
摘要
本申請公開一種篩選連續(xù)流好氧顆粒污泥反應器及其運行方法。篩選連續(xù)流好氧顆粒污泥反應器包括罐體、進水系統(tǒng)、沉淀篩選系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)和排泥系統(tǒng)。曝氣系統(tǒng)、進水系統(tǒng)和沉淀篩選系統(tǒng)沿罐體的高度方向自下而上依次設置；沉淀篩選系統(tǒng)包括進水區(qū)、污泥富集區(qū)、污泥篩選區(qū)、出水區(qū)，進水區(qū)連通罐體的內部和污泥富集區(qū)；污泥富集區(qū)、污泥篩選區(qū)、出水區(qū)沿罐體的高度方向自下而上依次設置，污泥富集區(qū)的第一開口與罐體的內部連通以使得顆粒污泥回流至好氧顆粒污泥反應區(qū)，污泥富集區(qū)的第二開口與污泥篩選區(qū)連通用于將泥水混合液輸送至污泥篩選區(qū)；出水區(qū)用于將清水排至罐體外部；排泥系統(tǒng)連接污泥篩選區(qū)，用于將污泥排至罐體外部。
權利要求書
1.一種篩選連續(xù)流好氧顆粒污泥反應器，其特征在于，包括罐體、進水系統(tǒng)、沉淀篩選系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)和排泥系統(tǒng)；所述曝氣系統(tǒng)、所述進水系統(tǒng)和所述沉淀篩選系統(tǒng)設置于所述罐體，且在所述罐體內，所述曝氣系統(tǒng)、所述進水系統(tǒng)和所述沉淀篩選系統(tǒng)沿所述罐體的高度方向自下而上依次設置；在所述罐體的底部和所述沉淀篩選系統(tǒng)之間形成好氧顆粒污泥反應區(qū)；所述沉淀篩選系統(tǒng)包括進水區(qū)、污泥富集區(qū)、污泥篩選區(qū)、出水區(qū)，所述進水區(qū)連通所述罐體的內部和所述污泥富集區(qū)；在所述罐體內，所述污泥富集區(qū)、所述污泥篩選區(qū)、所述出水區(qū)沿所述罐體的高度方向自下而上依次設置，所述污泥富集區(qū)形成有第一開口和第二開口，所述第一開口與所述罐體的內部連通以使得顆粒污泥回流至所述好氧顆粒污泥反應區(qū)，所述第二開口與所述污泥篩選區(qū)連通用于將泥水混合液輸送至所述污泥篩選區(qū)；所述污泥篩選區(qū)用于篩選污泥并使得所述污泥回落至所述污泥富集區(qū)；所述出水區(qū)連通所述污泥篩選區(qū)和罐體外部，用于將清水排至罐體外部；所述排泥系統(tǒng)連接所述污泥篩選區(qū)，用于將污泥排至罐體外部。
2.根據權利要求1所述的篩選連續(xù)流好氧顆粒污泥反應器，其特征在于，所述污泥富集區(qū)包括沿所述罐體高度方向上自上而下依次設置的上部菱形四棱錐體和下部菱形四棱錐體，所述上部菱形四棱錐體和下部菱形四棱錐體的大小不同，所述下部菱形四棱錐體的上部部分嵌入上部菱形四棱錐體內且二者之間具有縫隙，以形成所述第一開口；所述上部菱形四棱錐體包括自上而下依次設置的污泥斗和四棱錐體，所述污泥斗和所述四棱錐體相互扣合，所述污泥斗和所述四棱錐體之間形成有豁口，所述進水區(qū)插入于所述豁口以分隔為進水口和第二開口，所述進水區(qū)通過所述進水口連通所述污泥斗。
3.根據權利要求2所述的篩選連續(xù)流好氧顆粒污泥反應器，其特征在于，所述進水區(qū)呈環(huán)狀，環(huán)設于所述污泥富集區(qū)、所述污泥篩選區(qū)、所述出水區(qū)的外圍；所述進水區(qū)具有進水布水孔，所述進水布水孔位于所述罐體的液位和所述進水口之間。
4.根據權利要求2所述的篩選連續(xù)流好氧顆粒污泥反應器，其特征在于，所述污泥篩選區(qū)包括三相分離系統(tǒng)，所述三相分離系統(tǒng)包括三個倒八字形三相分離器和兩個三角分離器；三個所述倒八字形三相分離器位于出水區(qū)和所述污泥富集區(qū)之間，且三個所述倒八字形三相分離器呈高低交錯間隔布置；兩個所述三角分離器位于所述三個倒八字形三相分離器和所述污泥富集區(qū)之間且位于所述三個倒八字形三相分離器的兩側。
5.根據權利要求4所述的篩選連續(xù)流好氧顆粒污泥反應器，其特征在于，所述上部菱形四棱錐體和所述倒八字形三相分離器的頂部均設置有排氣管，所述排氣管沿所述罐體的高度方向上延伸，被配置為所述排氣管的排氣口位于所述罐體內的液位之上。
6.根據權利要求4所述的篩選連續(xù)流好氧顆粒污泥反應器，其特征在于，所述出水區(qū)包括出水槽、出水三角堰板和出水管，所述出水槽設置在所述三個倒八字形三相分離器的頂部，所述出水三角堰板安裝于所述出水槽的內側，所述出水槽的邊緣下凹形成集水槽，所述出水管連通所述集水槽，所述出水管的出水口穿過所述罐體的壁面并位于所述罐體外。
7.根據權利要求2 6任一項所述的篩選連續(xù)流好氧顆粒污泥反應器，其特征在于，所述排泥系統(tǒng)包括剩余污泥排泥管、篩選污泥排泥管和排泥主管，所述排泥主管位于罐體的外壁；所述剩余污泥排泥管于所述污泥富集區(qū)接出至罐體外部；所述篩選污泥排泥管為環(huán)形布置，位于污泥篩選區(qū)下部，所述篩選污泥排泥管的下半圓兩側設置排泥孔，兩側孔水平向下45°間隔布置，孔徑20mm；所述剩余污泥排泥與所述排泥主管相連以接至罐體外。
8.根據權利要求7所述的篩選連續(xù)流好氧顆粒污泥反應器，其特征在于，所述進水系統(tǒng)包括進水管、布水管及反沖洗管；所述布水管安裝在罐體內部并高于罐底300mm；所述布水管采用面包布水管的型式，多個面包布水管平行設置并與布水進水主管連接，所述面包布水管的左右兩側均設置有布水孔；所述布水進水主管與所述反沖洗管相連，所述反沖洗管置于罐體外部，所述反沖洗管上設置閥門；所述進水系統(tǒng)還設置有進水排氣管，所述進水排氣管與每個所述面包布水管頂部連接，接至所述罐體外并設置閥門。
9.根據權利要求7所述的篩選連續(xù)流好氧顆粒污泥反應器，其特征在于，所述曝氣系統(tǒng)包括曝氣主管、布氣管、曝氣器；布氣管安裝于所述罐體內部且高于罐底100mm，多個所述布氣管與所述曝氣主管連接并呈“豐”字型布置，所述曝氣器安裝在所述布氣管上；所述曝氣主管上設置泄水管，所述泄水管連接至罐體外部并高于所述罐體液面500mm以上并設置閥門。
10.一種篩選連續(xù)流好氧顆粒污泥反應器的運行方法，其特征在于，基于權利要求1 9任一項所述的篩選連續(xù)流好氧顆粒污泥反應器，采用連續(xù)進水、曝氣、污泥沉淀篩選和出水階段連續(xù)運行；所述運行方法包括如下步驟：進水，所述進水系統(tǒng)工作向罐體內進水；曝氣，所述曝氣系統(tǒng)工作，向所述好氧顆粒污泥反應區(qū)均勻曝氣，使好氧顆粒污泥與水充分混合接觸，并提供顆粒污泥所需氧氣；污泥沉淀篩選，反應充分的泥水混合液持續(xù)進入沉淀篩選系統(tǒng)；粒徑大、沉淀性能好的顆粒污泥在所述污泥富集區(qū)沉淀富集，并回流至所述好氧顆粒污泥反應區(qū)；污泥粒徑較小、沉淀性能較差的污泥被所述污泥篩選區(qū)攔截并回落至污泥富集區(qū)；通過所述排泥系統(tǒng)排出沉淀性能較差的污泥以污篩選泥；出水，經所述污泥篩選區(qū)泥水分離后上清液進入所述出水區(qū)以排至罐體外。
發(fā)明內容
本申請?zhí)峁┝艘环N篩選連續(xù)流好氧顆粒污泥反應器及其運行方法，能夠解決現(xiàn)有反應器占地面積大、處理效率低的問題。
第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N篩選連續(xù)流好氧顆粒污泥反應器，其包括罐體、進水系統(tǒng)、沉淀篩選系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)和排泥系統(tǒng)；
所述曝氣系統(tǒng)、所述進水系統(tǒng)和所述沉淀篩選系統(tǒng)設置于所述罐體，且在所述罐體內，所述曝氣系統(tǒng)、所述進水系統(tǒng)和所述沉淀篩選系統(tǒng)沿所述罐體的高度方向自下而上依次設置；在所述罐體的底部和所述沉淀篩選系統(tǒng)之間形成好氧顆粒污泥反應區(qū)；
所述沉淀篩選系統(tǒng)包括進水區(qū)、污泥富集區(qū)、污泥篩選區(qū)、出水區(qū)，所述進水區(qū)連通所述罐體的內部和所述污泥富集區(qū)；在所述罐體內，所述污泥富集區(qū)、所述污泥篩選區(qū)、所述出水區(qū)沿所述罐體的高度方向自下而上依次設置，所述污泥富集區(qū)形成有第一開口和第二開口，所述第一開口與所述罐體的內部連通以使得顆粒污泥回流至所述好氧顆粒污泥反應區(qū)，所述第二開口與所述污泥篩選區(qū)連通用于將泥水混合液輸送至所述污泥篩選區(qū)；所述污泥篩選區(qū)用于篩選污泥并使得所述污泥回落至所述污泥富集區(qū)；所述出水區(qū)連通所述污泥篩選區(qū)和罐體外部，用于將清水排至罐體外部；
所述排泥系統(tǒng)連接所述污泥篩選區(qū)，用于將污泥排至罐體外部。
上述實現(xiàn)的過程中，將進水系統(tǒng)、沉淀篩選系統(tǒng)和曝氣系統(tǒng)沿罐體的高度方向上自下而上依次設置，使得本申請?zhí)峁┑暮Y選連續(xù)流好氧顆粒污泥反應器的占地面積小，適用于建設用地緊張的項目。在篩選連續(xù)流好氧顆粒污泥反應器工作過程中，水由進水系統(tǒng)進入罐體內部，罐體底部曝氣系統(tǒng)向好氧顆粒污泥反應區(qū)均勻曝氣，使好氧顆粒污泥與水充分混合接觸，并提供顆粒污泥所需氧氣，利用每個顆粒污泥外、中、內層的好氧、缺氧、厭氧的微環(huán)境來實現(xiàn)有機物、氮、磷的去除，有機物的去除是利用好氧、缺氧、厭氧的微環(huán)境中微生物降解去除；氮的去除過程是利用同步硝化反硝化原理，在顆粒污泥外層進行氨氮的硝化，在顆粒污泥的中層進行反硝化；磷的去除過程也是同步吸附磷和釋放磷，在顆粒污泥內層進行磷的釋放，在顆粒污泥的外層進行磷的超量吸收，通過排泥的方式實現(xiàn)磷的去除；
反應充分的泥水混合液持續(xù)通過沉淀篩選系統(tǒng)的進水區(qū)進入污泥富集區(qū)；在污泥富集區(qū)內，粒徑大、沉淀性能好的顆粒污泥在此區(qū)沉淀富集，并通過此區(qū)的第一開口回流至好氧顆粒污泥反應區(qū)，使好氧顆粒污泥反應區(qū)污泥保持高濃度；未回流的泥水混合液經污泥富集區(qū)的第二開口進入污泥篩選區(qū)，由于經污泥富集區(qū)的沉淀后，進入污泥篩選區(qū)的泥水混合液的污泥濃度降低，由污泥粒徑較小、沉淀性能較差的污泥組成，污泥篩選區(qū)起到攔截作用，使污泥沉淀回落到污泥富集區(qū)，通過設定排泥系統(tǒng)的排泥時間排出沉淀性能較差的污泥，從而起到污泥篩選的功能，通過污泥篩選使反應器內的污泥顆�；戎鸩教岣撸幚硇室蚕鄳岣�，排泥濃度一般為6000-8000mg/L。泥水混合液經污泥篩選區(qū)泥水分離后，上清液進入出水區(qū)并排至罐體外部。由于沉淀篩選系統(tǒng)位于曝氣系統(tǒng)的上方，故反應充分的泥水混合液進入沉淀篩選系統(tǒng)的動力可來自于曝氣系統(tǒng)產生的曝氣，因此本申請?zhí)峁┑姆磻骱侠砝昧似貧猱a生的動力，能夠達到節(jié)約能源的技術效果。同時，由于沉淀篩選系統(tǒng)集沉淀與篩選于一體，有效篩除粒徑小、沉淀性能差的污泥，有利于好氧顆粒污泥的富集，提高顆�；疤幚硇�。
可選地，在一種實施方式中，所述污泥富集區(qū)包括沿所述罐體高度方向上自上而下依次設置的上部菱形四棱錐體和下部菱形四棱錐體，所述上部菱形四棱錐體和下部菱形四棱錐體的大小不同，所述下部菱形四棱錐體的上部部分嵌入上部菱形四棱錐體內且二者之間具有縫隙，以形成所述第一開口；
所述上部菱形四棱錐體包括自上而下依次設置的污泥斗和四棱錐體，所述污泥斗和所述四棱錐體相互扣合，所述污泥斗和所述四棱錐體之間形成有豁口，所述進水區(qū)插入于所述豁口以分隔為進水口和第二開口，所述進水區(qū)通過所述進水口連通所述污泥斗。
上述實現(xiàn)的過程中，反應充分的泥水混合液由進水口進入污泥斗中，粒徑大、沉淀性能好的顆粒污泥在污泥斗沉淀富集，并向下移動至第一開口回流至好氧顆粒污泥反應區(qū)，使好氧顆粒污泥反應區(qū)污泥保持高濃度，污泥粒徑較小、沉淀性能較差的污泥則在水流的作用下向第二開口移動以進入污泥篩選區(qū)。由于下部菱形四棱錐體的下部表面為斜面，故具有止回的作用，能夠讓粒徑大、沉淀性能好的顆粒污泥穩(wěn)定地回流至好氧顆粒污泥反應區(qū)，也能夠阻止好氧顆粒污泥反應區(qū)內的曝氣和污泥進入沉淀篩選系統(tǒng)中，保證反應器的正常工作。
可選地，在一種實施方式中，所述進水區(qū)呈環(huán)狀，環(huán)設于所述污泥富集區(qū)、所述污泥篩選區(qū)、所述出水區(qū)的外圍；
所述進水區(qū)具有進水布水孔，所述進水布水孔位于所述罐體的液位和所述進水口之間。
上述實現(xiàn)的過程中，由于進水布水孔位于罐體的液位和所述進水口之間，故反應充分的泥水混合液在曝氣的動力下能夠進入進水布水孔，反應充分的泥水混合液在進水區(qū)內，可在重力的配合下，快速地向下有進水口進入沉淀篩選系統(tǒng)內進行篩分和沉淀。
可選地，在一種實施方式中，所述污泥篩選區(qū)包括三相分離系統(tǒng)，所述三相分離系統(tǒng)包括三個倒八字形三相分離器和兩個三角分離器；
三個所述倒八字形三相分離器位于出水區(qū)和所述污泥富集區(qū)之間，且三個所述倒八字形三相分離器呈高低交錯間隔布置；
兩個所述三角分離器位于所述三個倒八字形三相分離器和所述污泥富集區(qū)之間且位于所述三個倒八字形三相分離器的兩側。
上述實現(xiàn)的過程中，污泥篩選區(qū)的三相分離系統(tǒng)對污泥起到攔截作用，使污泥沉淀回落到污泥富集區(qū)。
可選地，在一種實施方式中，所述上部菱形四棱錐體和所述倒八字形三相分離器的頂部均設置有排氣管，所述排氣管沿所述罐體的高度方向上延伸，被配置為所述排氣管的排氣口位于所述罐體內的液位之上。
可選地，在一種實施方式中，所述出水區(qū)包括出水槽、出水三角堰板和出水管，所述出水槽設置在所述三個倒八字形三相分離器的頂部，所述出水三角堰板安裝于所述出水槽的內側，所述出水槽的邊緣下凹形成集水槽，所述出水管連通所述集水槽，所述出水管的出水口穿過所述罐體的壁面并位于所述罐體外。
可選地，在一種實施方式中，所述排泥系統(tǒng)包括剩余污泥排泥管、篩選污泥排泥管和排泥主管，所述排泥主管位于罐體的外壁；所述剩余污泥排泥管于所述污泥富集區(qū)接出至罐體外部；所述篩選污泥排泥管為環(huán)形布置，位于污泥篩選區(qū)下部，所述篩選污泥排泥管的下半圓兩側設置排泥孔，兩側孔水平向下45°間隔布置，孔徑20mm；所述剩余污泥排泥與所述排泥主管相連以接至罐體外。
可選地，在一種實施方式中，所述進水系統(tǒng)包括進水管、布水管及反沖洗管；所述布水管安裝在罐體內部并高于罐底300mm；所述布水管采用面包布水管的型式，多個面包布水管平行設置并與布水進水主管連接，所述面包布水管的左右兩側均設置有布水孔；所述布水進水主管與所述反沖洗管相連，所述反沖洗管置于罐體外部，所述反沖洗管上設置閥門；
所述進水系統(tǒng)還設置有進水排氣管，所述進水排氣管與每個所述面包布水管頂部連接，接至所述罐體外并設置閥門。
上述實現(xiàn)的過程中，進水通過水泵進入進水系統(tǒng)內，進水通過面包布水管向好氧顆粒污泥反應區(qū)均勻布水。進水排氣管上的閥門根據需求開啟，排出面包布水管內積存的氣體，保證布水均勻。定期開啟進水系統(tǒng)的反沖洗管上的閥門，好氧顆粒污泥反應器內的泥水混合液反向進入面包布水管內，利用進水沖洗面包布水管內壁及其上布水孔，排出布水管內積存的大塊雜物，防止布水孔堵塞，也可利用清水正向進水沖洗。
可選地，在一種實施方式中，所述曝氣系統(tǒng)包括曝氣主管、布氣管、曝氣器；布氣管安裝于所述罐體內部且高于罐底100mm，多個所述布氣管與所述曝氣主管連接并呈“豐”字型布置，所述曝氣器安裝在所述布氣管上；所述曝氣主管上設置泄水管，所述泄水管連接至罐體外部并高于所述罐體液面500mm以上并設置閥門。
可選地，在一種實施方式中，所述篩選連續(xù)流好氧顆粒污泥反應器還包括配套系統(tǒng)，所述配套系統(tǒng)包括側壁扶梯、罐頂圍欄、取樣管及檢修口，所述側壁扶梯設置于所述罐體的外壁面，所述罐頂圍欄設置于所述罐體的頂部，所述取樣管設置于所述罐體的外壁面并與好氧顆粒污泥反應區(qū)連通。統(tǒng)包括三個倒八字形三相分離器和兩個三角分離器；
三個所述倒八字形三相分離器位于出水區(qū)和所述污泥富集區(qū)之間，且三個所述倒八字形三相分離器呈高低交錯間隔布置；
兩個所述三角分離器位于所述三個倒八字形三相分離器和所述污泥富集區(qū)之間且位于所述三個倒八字形三相分離器的兩側。
上述實現(xiàn)的過程中，污泥篩選區(qū)的三相分離系統(tǒng)對污泥起到攔截作用，使污泥沉淀回落到污泥富集區(qū)。
可選地，在一種實施方式中，所述上部菱形四棱錐體和所述倒八字形三相分離器的頂部均設置有排氣管，所述排氣管沿所述罐體的高度方向上延伸，被配置為所述排氣管的排氣口位于所述罐體內的液位之上。
可選地，在一種實施方式中，所述出水區(qū)包括出水槽、出水三角堰板和出水管，所述出水槽設置在所述三個倒八字形三相分離器的頂部，所述出水三角堰板安裝于所述出水槽的內側，所述出水槽的邊緣下凹形成集水槽，所述出水管連通所述集水槽，所述出水管的出水口穿過所述罐體的壁面并位于所述罐體外。
可選地，在一種實施方式中，所述排泥系統(tǒng)包括剩余污泥排泥管、篩選污泥排泥管和排泥主管，所述排泥主管位于罐體的外壁；所述剩余污泥排泥管于所述污泥富集區(qū)接出至罐體外部；所述篩選污泥排泥管為環(huán)形布置，位于污泥篩選區(qū)下部，所述篩選污泥排泥管的下半圓兩側設置排泥孔，兩側孔水平向下45°間隔布置，孔徑20mm；所述剩余污泥排泥與所述排泥主管相連以接至罐體外。
可選地，在一種實施方式中，所述進水系統(tǒng)包括進水管、布水管及反沖洗管；所述布水管安裝在罐體內部并高于罐底300mm；所述布水管采用面包布水管的型式，多個面包布水管平行設置并與布水進水主管連接，所述面包布水管的左右兩側均設置有布水孔；所述布水進水主管與所述反沖洗管相連，所述反沖洗管置于罐體外部，所述反沖洗管上設置閥門；
所述進水系統(tǒng)還設置有進水排氣管，所述進水排氣管與每個所述面包布水管頂部連接，接至所述罐體外并設置閥門。
上述實現(xiàn)的過程中，進水通過水泵進入進水系統(tǒng)內，進水通過面包布水管向好氧顆粒污泥反應區(qū)均勻布水。進水排氣管上的閥門根據需求開啟，排出面包布水管內積存的氣體，保證布水均勻。定期開啟進水系統(tǒng)的反沖洗管上的閥門，好氧顆粒污泥反應器內的泥水混合液反向進入面包布水管內，利用進水沖洗面包布水管內壁及其上布水孔，排出布水管內積存的大塊雜物，防止布水孔堵塞，也可利用清水正向進水沖洗。
可選地，在一種實施方式中，所述曝氣系統(tǒng)包括曝氣主管、布氣管、曝氣器；布氣管安裝于所述罐體內部且高于罐底100mm，多個所述布氣管與所述曝氣主管連接并呈“豐”字型布置，所述曝氣器安裝在所述布氣管上；所述曝氣主管上設置泄水管，所述泄水管連接至罐體外部并高于所述罐體液面500mm以上并設置閥門。
可選地，在一種實施方式中，所述篩選連續(xù)流好氧顆粒污泥反應器還包括配套系統(tǒng)，所述配套系統(tǒng)包括側壁扶梯、罐頂圍欄、取樣管及檢修口，所述側壁扶梯設置于所述罐體的外壁面，所述罐頂圍欄設置于所述罐體的頂部，所述取樣管設置于所述罐體的外壁面并與好氧顆粒污泥反應區(qū)連通。
（發(fā)明人：曹天宇;關春雨;薛曉飛;張麗麗;任璐;蔣紅與;王志強;高世雄;張佩瑤）
