公布日：2023.01.13

申請日：2022.11.12

分類號：C02F3/02(2006.01)I;C02F3/30(2006.01)I;C02F1/00(2006.01)I

摘要

本申請公開了一種好氧生化與固液分離同步的污水處理設(shè)備，其包括污水處理筒，污水處理筒內(nèi)設(shè)置有第一好氧區(qū)和固液分離區(qū)，第一好氧區(qū)底部設(shè)置有第一曝氣裝置，固液分離區(qū)的底部設(shè)置有第二曝氣裝置，固液分離區(qū)的中部設(shè)置有分離器，分離器與第二曝氣裝置之間形成第二好氧區(qū)，第二好氧區(qū)連通第一好氧區(qū)，分離器與固液分離區(qū)的頂部之間形成沉淀區(qū)，分離器連接有氣提回流管，沉淀區(qū)的上部設(shè)置有出水管。本申請具有減少固液分離區(qū)的混合液發(fā)生厭氧反應(yīng)及其底部污泥淤積影響水質(zhì)達標的情況出現(xiàn)的效果。

權(quán)利要求書

1.一種好氧生化與固液分離同步的污水處理設(shè)備，其特征在于：包括污水處理筒，所述污水處理筒包括內(nèi)筒(1)、中筒(2)和外筒(3)，所述內(nèi)筒(1)設(shè)置有厭氧區(qū)(III)，所述中筒(2)的內(nèi)壁和所述內(nèi)筒(1)的外壁之間設(shè)置有微氧區(qū)(II)，所述外筒(3)的內(nèi)壁和所述中筒(2)的外壁之間設(shè)置有第一好氧區(qū)(I)和固液分離區(qū)，所述第一好氧區(qū)(I)底部設(shè)置有第一曝氣裝置(15)，所述固液分離區(qū)的底部設(shè)置有第二曝氣裝置(16)，所述固液分離區(qū)的中部設(shè)置有分離器(4)，所述分離器(4)與第二曝氣裝置(16)之間形成第二好氧區(qū)(IV)，所述第二好氧區(qū)(IV)連通所述第一好氧區(qū)(I)，所述分離器(4)與固液分離區(qū)的頂部之間形成沉淀區(qū)(V)，所述分離器(4)連接有氣提回流管(12)，所述氣提回流管(12)設(shè)有多根，所述第二曝氣裝置(16)設(shè)有若干分組，若干組所述第二曝氣裝置(16)和多根所述氣提回流管(12)在數(shù)量及位置上一一對應(yīng)，至少有一根所述氣提回流管(12)連通所述厭氧區(qū)(III)，余下所述氣提回流管(12)連通所述微氧區(qū)(II)；所述沉淀區(qū)(V)的上部設(shè)置有出水管(11)；所述分離器(4)包括集氣槽(6)和至少兩層隔空交錯布置的倒V形板，所述倒V形板下方形成氣室(5)，所述氣室(5)與集氣槽(6)相連通，所述集氣槽(6)連接所述氣提回流管(12)；所述污水處理設(shè)備的污水處理工藝包括以下步驟：步驟

1.待處理的污水流入內(nèi)筒(1)的底部，向上形成升流，與從固液分離區(qū)氣提回流過來的活性菌泥混合液混合均勻，在厭氧區(qū)(III)內(nèi)營厭氧反應(yīng)，厭氧反應(yīng)后的污水溢流進入中筒(2)；實時監(jiān)測內(nèi)筒(1)中DO濃度，調(diào)節(jié)第二曝氣裝置(16)控制混合液的氣提回流量，將DO值恒定在0-0.2mg/L的范圍；步驟

2.中筒(2)內(nèi)的污水與從固液分離區(qū)氣提回流過來的活性菌泥及硝化液混合，在微氧區(qū)(II)內(nèi)營反硝化反應(yīng)，在反硝化菌的作用下將混合液中的硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氣態(tài)氮溢出，實現(xiàn)氨氮的去除，然后污水混合液進入外筒(3)；實時監(jiān)測中筒(2)內(nèi)DO濃度，調(diào)節(jié)第二曝氣裝置(16)控制混合液的氣提回流量，將DO值恒定在0.2-0.5mg/L范圍；步驟

3.第一曝氣裝置(15)對第一好氧區(qū)(I)供氧曝氣，外筒(3)內(nèi)的污水混合液在第一好氧區(qū)(I)的有氧環(huán)境下，營好氧硝化反應(yīng)，在硝化菌的作用下，污水混合液中的氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮等物質(zhì)，然后進入到第二好氧區(qū)(IV)；步驟

4.第二曝氣裝置(16)對第二好氧區(qū)(IV)供氧曝氣，固液分離區(qū)的污水混合液在第二好氧區(qū)(IV)進行有氧接觸反應(yīng)后，上升進入分離器(4)，在分離器(4)的作用下進行固相、液相、氣相三相分離，液相向上進入沉淀區(qū)(V)從出水管(11)排放，固體污泥靜沉落回第二好氧區(qū)(IV)形成混合液，隨曝氣氣體由分離器(4)匯入集氣槽(6)，再氣提回流至內(nèi)筒(1)和中筒(2)；實時監(jiān)測第二好氧區(qū)(IV)內(nèi)DO濃度，調(diào)節(jié)第一曝氣裝置(15)將第一好氧區(qū)(I)DO濃度恒定在適宜范圍，間接控制第二好氧區(qū)(IV)的DO濃度值在0.8-1.5mg/L范圍。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種好氧生化與固液分離同步的污水處理設(shè)備，其特征在于：還包括控制系統(tǒng)，所述第二好氧區(qū)(IV)設(shè)置有檢測污水混合液溶解氧濃度的第一檢測儀，所述微氧區(qū)(II)設(shè)置有檢測污水混合液溶解氧濃度的第二檢測儀，所述厭氧區(qū)(III)設(shè)置有檢測污水混合液溶解氧濃度的第三檢測儀，所述第一檢測儀、第二檢測儀、第三檢測儀分別電連接所述控制系統(tǒng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種好氧生化與固液分離同步的污水處理設(shè)備，其特征在于：所述中筒(2)和外筒(3)皆設(shè)置有隔板(13)，所述隔板(13)上安裝有過流泵(14)，所述過流泵(14)電連接所述控制系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

為了減少固液分離區(qū)的混合液發(fā)生厭氧反應(yīng)及底部污泥淤積，本申請?zhí)峁┮环N好氧生化與固液分離同步的污水處理設(shè)備及工藝。

第一方面，本申請?zhí)峁┑囊环N好氧生化與固液分離同步的污水處理設(shè)備，采用如下的技術(shù)方案：

一種好氧生化與固液分離同步的污水處理設(shè)備，包括污水處理筒，所述污水處理筒內(nèi)設(shè)置有第一好氧區(qū)和固液分離區(qū)，所述第一好氧區(qū)底部設(shè)置有第一曝氣裝置，所述固液分離區(qū)的底部設(shè)置有第二曝氣裝置，所述固液分離區(qū)的中部設(shè)置有分離器，所述分離器與第二曝氣裝置之間形成第二好氧區(qū)，所述第二好氧區(qū)連通所述第一好氧區(qū)，所述分離器與固液分離區(qū)的頂部之間形成沉淀區(qū)，所述分離器連接有氣提回流管，所述沉淀區(qū)的上部設(shè)置有出水管。

通過采用上述技術(shù)方案，污水混合液在第一好氧區(qū)進行硝化反應(yīng)，由氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化成硝態(tài)氮，然后進入第二好氧區(qū)，進一步進行接觸好氧反應(yīng)后，三相混合液上升進入分離器，在分離器的作用下進行泥、水、氣三相分離后，液相向上進入沉淀區(qū)從出水管排出，氣相和泥相混合液經(jīng)氣提回流管排出。本申請通過分離器巧妙地實現(xiàn)了好氧生化與固液分離同步進行，污水在進行好氧反應(yīng)的同時能進行固液分離，能夠減少污泥在固液分離工藝段發(fā)生厭氧反應(yīng)和反硝化反應(yīng)，從而減少處理后的水發(fā)黑發(fā)臭、指標超標的現(xiàn)象。而本申請通過分離器和氣提回流管將第二曝氣裝置曝出的氣體收集并排出，阻擋氣體進入到沉淀區(qū)，降低第二曝氣裝置對沉淀區(qū)的污泥的沉淀的不利影響，從而使得沉淀區(qū)內(nèi)的污泥能夠靜沉落回，減少氣體附著污泥浮出液面的情況。

優(yōu)選的，所述分離器包括集氣槽和至少兩層隔空交錯布置的倒V形板，所述倒V形板下方形成氣室，所述氣室與集氣槽相連，所述集氣槽連接所述氣提回流管。

通過采用上述技術(shù)方案，第二好氧區(qū)的氣體上升聚集到氣室內(nèi)，然后匯入集氣槽，集氣槽的氣壓形成上升動力，攜帶混合液進入氣提回流管，將混合液回流至中筒和內(nèi)筒，實現(xiàn)能量回收，不再需要用水泵提升進行內(nèi)回流，提升了設(shè)備的處理效率。

優(yōu)選的，所述氣提回流管設(shè)有多根，所述第二曝氣裝置設(shè)有多個，多個所述第二曝氣裝置和多根所述氣提回流管在數(shù)量及位置上一一對應(yīng)。

通過采用上述技術(shù)方案，第二曝氣裝置設(shè)置多個，能夠分開控制各氣提回流管的回流量。

優(yōu)選的，所述污水處理筒包括內(nèi)筒、中筒和外筒，所述內(nèi)筒設(shè)置有厭氧區(qū)，所述中筒設(shè)置有微氧區(qū)，至少有一根所述氣提回流管連通所述厭氧區(qū)，余下所述氣提回流管連通所述微氧區(qū)。

通過采用上述技術(shù)方案，氣提回流管將混合液回流至微氧區(qū)和厭氧區(qū)，提供微氧區(qū)和厭氧區(qū)所需要的微生物，使得污水處理循環(huán)進行，并且控制氣提回流管的回流量能夠控制內(nèi)筒的厭氧環(huán)境和內(nèi)筒的微氧環(huán)境。

優(yōu)選的，還包括控制系統(tǒng)，所述第二好氧區(qū)設(shè)置有檢測污水混合液溶解氧濃度的第一檢測儀，所述微氧區(qū)設(shè)置有檢測污水混合液溶解氧濃度的第二檢測儀，所述厭氧區(qū)設(shè)置有檢測污水混合液溶解氧濃度的第三檢測儀，所述第一檢測儀、第二檢測儀、第三檢測儀分別電連接所述控制系統(tǒng)。

通過采用上述技術(shù)方案，第一檢測儀、第二檢測儀、第三檢測儀分別用于檢測第二好氧區(qū)、微氧區(qū)、厭氧區(qū)的DO濃度，以便隨時監(jiān)控、調(diào)整。

優(yōu)選的，所述中筒和外筒皆設(shè)置有隔板，所述隔板上安裝有過流泵，所述過流泵電連接所述控制系統(tǒng)。

通過采用上述技術(shù)方案，控制系統(tǒng)通過改變過流泵的轉(zhuǎn)速調(diào)整推力，達到控制筒內(nèi)混合液流速的目的，隔板保證水流朝一個方向運行，不產(chǎn)生逆流或紊流。

第二方面，本申請?zhí)峁┮环N好氧生化與固液分離同步的污水處理工藝，采用如下的技術(shù)方案：

一種好氧生化與固液分離同步的污水處理工藝包括以下步驟：

步驟1.待處理的污水流入內(nèi)筒的底部，向上形成升流，與從固液分離區(qū)氣提回流過來的活性菌泥混合液混合均勻，在厭氧區(qū)內(nèi)營厭氧反應(yīng)，厭氧反應(yīng)后的污水溢流進入中筒；

步驟2.中筒內(nèi)的污水與從固液分離區(qū)氣提回流過來的活性菌泥及硝化液混合，在微氧區(qū)內(nèi)營反硝化反應(yīng)，在反硝化菌的作用下將混合液中的硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氣態(tài)氮溢出，實現(xiàn)氨氮的去除，然后污水混合液進入外筒；

步驟3.第一曝氣裝置對第一好氧區(qū)供氧曝氣，外筒內(nèi)的污水混合液在第一好氧區(qū)的有氧環(huán)境下，營好氧硝化反應(yīng)，在硝化菌的作用下，污水混合液中的氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮等物質(zhì)，然后進入到第二好氧區(qū)；

步驟4.第二曝氣裝置對第二好氧區(qū)供氧曝氣，固液分離區(qū)的污水混合液在第二好氧區(qū)進行有氧接觸反應(yīng)后，上升進入分離器，在分離器的作用下進行固相、液相、氣相三相分離，液相向上進入沉淀區(qū)從出水管排放，固體污泥靜沉落回第二好氧區(qū)形成混合液，隨曝氣氣體由分離器匯入集氣槽，再氣提回流至厭氧區(qū)和微氧區(qū)。

通過采用上述技術(shù)方案，本申請將好氧生化與固液分離同步進行，沉淀池需要的靜態(tài)停留時間較短，從而提高污水處理效率，降低設(shè)備成本；而且通過氣提回流管將氣相和泥相混合液回流至厭氧區(qū)和微氧區(qū)，使得污水處理能夠完成內(nèi)部循環(huán)并便于調(diào)節(jié)各工藝參數(shù)，減少外部環(huán)境對工藝參數(shù)的不利影響。

優(yōu)選的，步驟1中，實時監(jiān)測內(nèi)筒中DO濃度，調(diào)節(jié)第二曝氣裝置控制混合液的氣提回流量，將DO值恒定在0-0.2mg/L的范圍。

通過采用上述技術(shù)方案，通過調(diào)節(jié)第二曝氣裝置控制混合液的氣提回流量，使得厭氧區(qū)的環(huán)境穩(wěn)定在合適的范圍，提高厭氧反應(yīng)的效率。

優(yōu)選的，步驟2中，實時監(jiān)測中筒內(nèi)DO濃度，調(diào)節(jié)第二曝氣裝置控制混合液的氣提回流量，將DO值恒定在0.2-0.5mg/L范圍。

通過采用上述技術(shù)方案，通過調(diào)節(jié)第二曝氣裝置控制混合液的氣提回流量，使得微氧區(qū)的環(huán)境穩(wěn)定在合適的范圍，提高反硝化反應(yīng)的效率。

優(yōu)選的，步驟3、4中，實時監(jiān)測第二好氧區(qū)內(nèi)DO濃度，調(diào)節(jié)第一曝氣裝置將第一好氧區(qū)DO濃度恒定在適宜范圍，間接控制第二好氧區(qū)的DO濃度值在0.8-1.5mg/L范圍。

通過采用上述技術(shù)方案，通過調(diào)節(jié)第一曝氣裝置將第一好氧區(qū)DO濃度恒定在適宜范圍，滿足第一好氧區(qū)的生化反應(yīng)的氧量需求的同時，控制第二好氧區(qū)的DO濃度值，維持第二好氧區(qū)的環(huán)境參數(shù)在一個合適的范圍，減少第二好氧區(qū)的厭氧反應(yīng)。

綜上所述，本申請包括以下至少一種有益技術(shù)效果：

1.污水混合液進入固液分離區(qū)的第二好氧區(qū)，進一步進行接觸好氧反應(yīng)后，一路混合液上升進入分離器，在分離器的作用下進行泥、水、氣三相分離后，液相向上進入沉淀區(qū)從出水管排出，氣相和泥相混合液經(jīng)氣提作用排出。本發(fā)明通過分離器，巧妙地實現(xiàn)了好氧生化與固液分離同步進行，減少沉淀單元污泥發(fā)生厭氧反應(yīng)，導(dǎo)致發(fā)黑發(fā)臭、出水指標超標的現(xiàn)象；

2.通過分離器將第二好氧區(qū)的氣體進行回收，用作氣相和固相混合液氣提回流的動力，不再需要使用水泵進行混合液回流，有效地簡體了設(shè)備結(jié)構(gòu)，降低設(shè)備能耗，提高設(shè)備的處理效率。

（發(fā)明人：葉長飛）