公布日：2023.10.17
申請日：2023.08.21
分類號：C02F3/30(2023.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了無動力內(nèi)循環(huán)的一體化污水處理設備及污水處理方法，主要涉及污水處理領(lǐng)域。包括包括處理池(1)，所述處理池(1)側(cè)邊設有出水槽(2)，且所述處理池(1)包括爆氣區(qū)(3)、導流區(qū)(4)和沉淀區(qū)(5)；所述爆氣區(qū)(3)的中部位置設置曝氣器(8)，在爆氣區(qū)(3)形成氣提作用；所述池底設有進水管(9)，所述進水管(9)的垂直位置位于第二隔板(7)下方處的導流區(qū)(4)內(nèi)，進水管(9)在池底多點水平進水，且進水方向朝向曝氣區(qū)。本發(fā)明的有益效果在于：它是一種自動內(nèi)循環(huán)的一體化污水處理設備，在保留曝氣沉淀池優(yōu)點的同時，增加了生物脫氮除磷功能。
權(quán)利要求書
1.無動力內(nèi)循環(huán)的一體化污水處理設備，包括處理池(1)，所述處理池(1)側(cè)邊設有出水槽(2)，且所述處理池(1)包括爆氣區(qū)(3)、導流區(qū)(4)和沉淀區(qū)(5)；所述爆氣區(qū)(3)、導流區(qū)(4)之間通過第一隔板(6)隔開，所述導流區(qū)(4)和沉淀區(qū)(5)之前通過第二隔板(7)隔開，所述第一隔板(6)最頂部位于液面以下，所述第二隔板(7)最頂部位于液面以上；其特征在于：所述爆氣區(qū)(3)的中部位置設置曝氣器(8)，在爆氣區(qū)(3)形成氣提作用；所述池底設有進水管(9)，所述進水管(9)的垂直位置位于第二隔板(7)下方處的導流區(qū)(4)內(nèi)，進水管(9)在池底多點水平進水，且進水方向朝向曝氣區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述無動力內(nèi)循環(huán)的一體化污水處理設備，其特征在于：所述第二隔板(7)上設有進水口(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述無動力內(nèi)循環(huán)的一體化污水處理設備，其特征在于：所述沉淀區(qū)(5)下方設有朝向?qū)Я鲄^(qū)(4)傾斜的污泥倒流斜板(11)，所述污泥倒流斜板(11)最下方靠近進水管(9)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述無動力內(nèi)循環(huán)的一體化污水處理設備，其特征在于：所述進水管(9)通過大阻力配水系統(tǒng)間歇進水的方式進水。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述無動力內(nèi)循環(huán)的一體化污水處理設備，其特征在于：所述曝氣器(8)以下的爆氣區(qū)(3)區(qū)域和曝氣器(8)以下的導流區(qū)(4)區(qū)域設置填料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項所述無動力內(nèi)循環(huán)的一體化污水處理設備的污水處理方法，其特征在于：包括以下步驟：S1,從池底進水管(9)進水，進水管(9)在池底多點水平進水，且進水方向朝向曝氣區(qū)；S2,S1進的水和污泥混合液從曝氣區(qū)自下而上涌動，經(jīng)過爆氣區(qū)(3)的中部位置的曝氣器(8)，曝氣器(8)產(chǎn)生的氣泡能在爆氣區(qū)(3)形成氣提作用；S3,從曝氣器(8)處上涌的氣體、污泥、水的混合液涌到曝氣區(qū)上區(qū)方域然后再流向?qū)Я鲄^(qū)(4)上方區(qū)域，在曝氣的作用下使曝氣區(qū)上方區(qū)域、導流區(qū)(4)上方區(qū)域溶解氧濃度高，處于好氧環(huán)境，形成好氧區(qū)；S4,由于進水管(9)在池底多點水平進水，且進水方向朝向曝氣區(qū)；所以在池底形成射流器，根據(jù)射流原理，導流區(qū)(4)的水、污泥混合液會從上往下流動，但是導流區(qū)(4)上部的曝氣氣體不會向下流動，從而使導流區(qū)(4)的下部區(qū)域溶解氧濃度大大降低，處于缺氧環(huán)境，形成缺氧區(qū)；S5,導流區(qū)(4)的水、污泥混合液從上往下流動過程中，混合液由第二隔板(7)上的進水口(10)自流入沉淀區(qū)(5)，進行泥水分離；S6,泥水分離后，沉淀污泥則通過第二隔板(7)下方與污泥倒流斜板(11)之間的回流縫(12)回流到導流區(qū)(4)下方的缺氧區(qū)，上清液由出水槽(2)排出；S7,通過回流縫(12)回流的污泥再次與缺氧區(qū)的水、污泥混合液以及進水管(9)流入的原水混合，由于進水方向朝向曝氣區(qū)，所以混合液再次被帶入曝氣區(qū)，完成水、污泥混合液的回流，回流的混合液中溶解氧濃度幾乎為零，因此在曝氣器(8)以下的曝氣區(qū)區(qū)域，處于厭氧環(huán)境，形成厭氧區(qū)；S8,循環(huán)重復上述S1～S7步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述無動力內(nèi)循環(huán)的一體化污水處理設備的污水處理方法，其特征在于：所述進水管(9)的動力進水方式為通過大阻力配水系統(tǒng)間歇進水。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述無動力內(nèi)循環(huán)的一體化污水處理設備的污水處理方法，其特征在于：所述曝氣器(8)的曝氣方式為單側(cè)旋流式或雙側(cè)旋流式鼓風曝氣。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述無動力內(nèi)循環(huán)的一體化污水處理設備的污水處理方法，其特征在于：每個進水管(9)出口的進水流速不低于2m/s。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述無動力內(nèi)循環(huán)的一體化污水處理設備的污水處理方法，其特征在于：所述污水處理設備為對稱型一體化設備或非對稱型一體化設備。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供無動力內(nèi)循環(huán)的一體化污水處理設備及污水處理方法，它是一種自動內(nèi)循環(huán)的一體化污水處理設備，在保留曝氣沉淀池優(yōu)點的同時，增加了生物脫氮除磷功能。
本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
無動力內(nèi)循環(huán)的一體化污水處理設備，包括處理池，所述處理池側(cè)邊設有出水槽，且所述處理池包括爆氣區(qū)、導流區(qū)和沉淀區(qū)；所述爆氣區(qū)、導流區(qū)之間通過第一隔板隔開，所述導流區(qū)和沉淀區(qū)之前通過第二隔板隔開，所述第一隔板最頂部位于液面以下，所述第二隔板最頂部位于液面以上；設計改進如下：
所述污水處理設備為對稱型一體化設備或非對稱型一體化設備。按池型不同可分為圓形池和方形池。對稱型一體化設備的曝氣區(qū)在池子中間，在曝氣區(qū)兩側(cè)或四周依次布置導流區(qū)和沉淀區(qū)；非對稱型一體化設備是曝氣區(qū)在池子一側(cè)，導流區(qū)、沉淀區(qū)依次布置。本設備中導流區(qū)容積較傳統(tǒng)設備增大，通過增大導流區(qū)容積，保證污水在導流區(qū)的停留時間不低于2小時。
所述爆氣區(qū)的中部位置設置曝氣器，在爆氣區(qū)形成氣提作用；所述曝氣器的曝氣方式為單側(cè)旋流式或雙側(cè)旋流式鼓風曝氣。為了減少風壓，節(jié)省能耗，曝氣器安裝在曝氣區(qū)距水面0.8m左右的位置，依靠空氣上升時的氣提作用，在曝氣區(qū)、導流區(qū)之間形成液流循環(huán)。
所述池底設有進水管，所述進水管的垂直位置位于第二隔板下方處的導流區(qū)內(nèi)，進水管在池底多點水平進水，且進水方向朝向曝氣區(qū)。由于進水管在池底多點水平進水，且進水方向朝向曝氣區(qū)；所以在池底形成射流器，根據(jù)射流原理，導流區(qū)的水、污泥混合液會從上往下流動，但是導流區(qū)上部的曝氣氣體不會向下流動；而且曝氣器安裝在曝氣區(qū)距水面0.8m左右的位置，依靠空氣上升時的氣提作用；所以通過此下層射流、上層氣提的作用，能在曝氣區(qū)、導流區(qū)之間形成液流循環(huán)。
所述第二隔板上設有進水口。進水口設有若干個，混合液由進水口自流入沉淀區(qū)，進行泥水分離。所述沉淀區(qū)下方設有朝向?qū)Я鲄^(qū)傾斜的污泥倒流斜板，所述污泥倒流斜板最下方靠近進水管。第二隔板下方與污泥倒流斜板之間形成回流縫。
在曝氣的作用下使曝氣區(qū)上方區(qū)域、導流區(qū)上方區(qū)域溶解氧濃度高，處于好氧環(huán)境，形成好氧區(qū)；由于進水管在池底多點水平進水，為保證進水的均勻性，采用大阻力配水系統(tǒng)間歇進水的方式，每個進水管出口的進水流速不低于2m/s，且進水方向朝向曝氣區(qū)，所以在池底形成射流器，根據(jù)射流原理，導流區(qū)的水、污泥混合液會從上往下流動，但是導流區(qū)上部的曝氣氣體不會向下流動，從而使導流區(qū)的下部區(qū)域溶解氧濃度大大降低，處于缺氧環(huán)境，形成缺氧區(qū)；導流區(qū)的水、污泥混合液從上往下流動過程中，混合液由第二隔板上的進水口自流入沉淀區(qū)，進行泥水分離；泥水分離后，沉淀污泥則通過第二隔板下方與污泥倒流斜板之間的回流縫回流到導流區(qū)下方的缺氧區(qū)，上清液由出水槽排出；通過回流縫回流的污泥再次與缺氧區(qū)的水、污泥混合液以及進水管流入的原水混合，進入池子的原水首先與回流污泥混合，利于反硝化脫氮反應。由于進水方向朝向曝氣區(qū)，所以混合液再次被帶入曝氣區(qū)，完成水、污泥混合液的回流，回流的混合液中溶解氧濃度幾乎為零，因此在曝氣器以下的曝氣區(qū)區(qū)域，處于厭氧環(huán)境，形成厭氧區(qū)。
所述曝氣器以下的爆氣區(qū)區(qū)域和曝氣器以下的導流區(qū)區(qū)域設置填料。既可以增加污泥濃度，也能加快溶解氧的消耗，利于缺氧區(qū)、厭氧區(qū)維持缺氧或厭氧狀態(tài)，提高降解有機物、脫氮除磷的效果。
無動力內(nèi)循環(huán)的一體化污水處理設備的污水處理方法，包括以下步驟：
S1,從池底進水管進水，進水管在池底多點水平進水，且進水方向朝向曝氣區(qū)；
S2,S1進的水和污泥混合液從曝氣區(qū)自下而上涌動，經(jīng)過爆氣區(qū)的中部位置的曝氣器，曝氣器產(chǎn)生的氣泡能在爆氣區(qū)形成氣提作用；
S3,從曝氣器處上涌的氣體、污泥、水的混合液涌到曝氣區(qū)上區(qū)方域然后再流向?qū)Я鲄^(qū)上方區(qū)域，在曝氣的作用下使曝氣區(qū)上方區(qū)域、導流區(qū)上方區(qū)域溶解氧濃度高，處于好氧環(huán)境，形成好氧區(qū)；
S4,由于進水管在池底多點水平進水，且進水方向朝向曝氣區(qū)；所以在池底形成射流器，根據(jù)射流原理，導流區(qū)的水、污泥混合液會從上往下流動，但是導流區(qū)上部的曝氣氣體不會向下流動，從而使導流區(qū)的下部區(qū)域溶解氧濃度大大降低，處于缺氧環(huán)境，形成缺氧區(qū)；
S5,導流區(qū)的水、污泥混合液從上往下流動過程中，混合液由第二隔板上的進水口自流入沉淀區(qū)，進行泥水分離；
S6,泥水分離后，沉淀污泥則通過第二隔板下方與污泥倒流斜板之間的回流縫回流到導流區(qū)下方的缺氧區(qū)，上清液由出水槽排出；
S7,通過回流縫回流的污泥再次與缺氧區(qū)的水、污泥混合液以及進水管流入的原水混合，由于進水方向朝向曝氣區(qū)，所以混合液再次被帶入曝氣區(qū)，完成水、污泥混合液的回流，回流的混合液中溶解氧濃度幾乎為零，因此在曝氣器以下的曝氣區(qū)區(qū)域，處于厭氧環(huán)境，形成厭氧區(qū)；
S8,循環(huán)重復上述S1～S7步驟。
對比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：
1、由于增大了導流區(qū)的面積和體積，可在設備內(nèi)形成好氧區(qū)、缺氧區(qū)、厭氧區(qū)，從而具備了生物脫氮除磷功能。其中，在曝氣區(qū)上方區(qū)域(曝氣器以上區(qū)域)和導流區(qū)上方區(qū)域，因溶解氧濃度較高，為好氧區(qū)，微生物在該區(qū)域降解有機物，攝取磷酸鹽，進行硝化反應，去除氨氮；而在導流區(qū)的下部區(qū)域，溶解氧濃度較低，該區(qū)域為缺氧區(qū)，微生物處于缺氧狀態(tài)，微生物在此進行反硝化脫氮；在曝氣器以下的曝氣區(qū)區(qū)域，溶解氧濃度更低，甚至為零，該區(qū)域為厭氧區(qū)，微生物處于厭氧狀態(tài)，微生物在此釋磷。在曝氣區(qū)和導流區(qū)自發(fā)形成好氧區(qū)、缺氧區(qū)和厭氧區(qū)，使得一體化設備具備了生物脫氮除磷功能，擴大了設備的應用范圍。增大了導流區(qū)的表面積和體積，能夠完全釋放混合液中的氣泡，使水流平穩(wěn)進入沉淀區(qū)，這樣既能保證泥水分離效果，也能保證足夠的反硝化反應時間。
2、采用池底缺氧區(qū)多點水平進水方式，原水首先進入缺氧區(qū)，與回流污泥混合，缺氧菌能優(yōu)先攝取污水中的有機物，硝酸鹽氮先脫除，使得進入缺氧區(qū)的混合液處于完全厭氧狀態(tài)，利于厭氧釋磷。而且在進水的同時，也能沖刷池底，防止污泥沉積。進水口朝向曝氣區(qū)，可避免未經(jīng)處理的污水直接進入沉淀區(qū)。
3、由于在曝氣區(qū)和導流區(qū)之間有著液流循環(huán)，而進水點又在導流區(qū)的底部，這樣廢水濃度自進水點至沉淀區(qū)是逐漸下降的。由于在池內(nèi)存在這種濃度梯度，廢水降解反應的推動力較大，效率較高，不易發(fā)生污泥膨脹。
（發(fā)明人：段修遠;段修海;段修寧;王曙光;王秀杰;石榮杰）
