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(shè)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(shè)有出水槽(2)，且所述處理池(1)包括爆氣區(qū)(3)、導(dǎo)流區(qū)(4)和沉淀區(qū)(5)；所述爆氣區(qū)(3)的中部位置設(shè)置曝氣器(8)，在爆氣區(qū)(3)形成氣提作用；所述池底設(shè)有進(jìn)水管(9)，所述進(jìn)水管(9)的垂直位置位于第二隔板(7)下方處的導(dǎo)流區(qū)(4)內(nèi)，進(jìn)水管(9)在池底多點(diǎn)水平進(jìn)水，且進(jìn)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(shè)備，在保留曝氣沉淀池優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，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(shè)備，包括處理池(1)，所述處理池(1)側(cè)邊設(shè)有出水槽(2)，且所述處理池(1)包括爆氣區(qū)(3)、導(dǎo)流區(qū)(4)和沉淀區(qū)(5)；所述爆氣區(qū)(3)、導(dǎo)流區(qū)(4)之間通過第一隔板(6)隔開，所述導(dǎo)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(shè)置曝氣器(8)，在爆氣區(qū)(3)形成氣提作用；所述池底設(shè)有進(jìn)水管(9)，所述進(jìn)水管(9)的垂直位置位于第二隔板(7)下方處的導(dǎo)流區(qū)(4)內(nèi)，進(jìn)水管(9)在池底多點(diǎn)水平進(jìn)水，且進(jìn)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(shè)備，其特征在于：所述第二隔板(7)上設(shè)有進(jìn)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(shè)備，其特征在于：所述沉淀區(qū)(5)下方設(shè)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(jìn)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(shè)備，其特征在于：所述進(jìn)水管(9)通過大阻力配水系統(tǒng)間歇進(jìn)水的方式進(jìn)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(shè)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(dǎo)流區(qū)(4)區(qū)域設(shè)置填料。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述無動力內(nèi)循環(huán)的一體化污水處理設(shè)備的污水處理方法，其特征在于：包括以下步驟：S1,從池底進(jìn)水管(9)進(jìn)水，進(jìn)水管(9)在池底多點(diǎn)水平進(jìn)水，且進(jìn)水方向朝向曝氣區(qū)；S2,S1進(jìn)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(dǎo)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(jìn)水管(9)在池底多點(diǎn)水平進(jìn)水，且進(jìn)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(dǎo)流區(qū)(4)的水、污泥混合液會從上往下流動，但是導(dǎo)流區(qū)(4)上部的曝氣氣體不會向下流動，從而使導(dǎo)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(dǎo)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(jìn)水口(10)自流入沉淀區(qū)(5)，進(jìn)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(dǎo)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(jìn)水管(9)流入的原水混合，由于進(jìn)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(fù)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(shè)備的污水處理方法，其特征在于：所述進(jìn)水管(9)的動力進(jìn)水方式為通過大阻力配水系統(tǒng)間歇進(jìn)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(shè)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(fēng)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(shè)備的污水處理方法，其特征在于：每個進(jìn)水管(9)出口的進(jìn)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(shè)備的污水處理方法，其特征在于：所述污水處理設(shè)備為對稱型一體化設(shè)備或非對稱型一體化設(shè)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(shè)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(shè)備，在保留曝氣沉淀池優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，增加了生物脫氮除磷功能。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

無動力內(nèi)循環(huán)的一體化污水處理設(shè)備，包括處理池，所述處理池側(cè)邊設(shè)有出水槽，且所述處理池包括爆氣區(qū)、導(dǎo)流區(qū)和沉淀區(qū)；所述爆氣區(qū)、導(dǎo)流區(qū)之間通過第一隔板隔開，所述導(dǎo)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(shè)計(jì)改進(jìn)如下：

所述污水處理設(shè)備為對稱型一體化設(shè)備或非對稱型一體化設(shè)備。按池型不同可分為圓形池和方形池。對稱型一體化設(shè)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(dǎo)流區(qū)和沉淀區(qū)；非對稱型一體化設(shè)備是曝氣區(qū)在池子一側(cè)，導(dǎo)流區(qū)、沉淀區(qū)依次布置。本設(shè)備中導(dǎo)流區(qū)容積較傳統(tǒng)設(shè)備增大，通過增大導(dǎo)流區(qū)容積，保證污水在導(dǎo)流區(qū)的停留時(shí)間不低于2小時(shí)。

所述爆氣區(qū)的中部位置設(shè)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(fēng)曝氣。為了減少風(fēng)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(shí)的氣提作用，在曝氣區(qū)、導(dǎo)流區(qū)之間形成液流循環(huán)。

所述池底設(shè)有進(jìn)水管，所述進(jìn)水管的垂直位置位于第二隔板下方處的導(dǎo)流區(qū)內(nèi)，進(jìn)水管在池底多點(diǎn)水平進(jìn)水，且進(jìn)水方向朝向曝氣區(qū)。由于進(jìn)水管在池底多點(diǎn)水平進(jìn)水，且進(jìn)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(dǎo)流區(qū)的水、污泥混合液會從上往下流動，但是導(dǎo)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(shí)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(dǎo)流區(qū)之間形成液流循環(huán)。

所述第二隔板上設(shè)有進(jìn)水口。進(jìn)水口設(shè)有若干個，混合液由進(jìn)水口自流入沉淀區(qū)，進(jìn)行泥水分離。所述沉淀區(qū)下方設(shè)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(jìn)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(dǎo)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(jìn)水管在池底多點(diǎn)水平進(jìn)水，為保證進(jìn)水的均勻性，采用大阻力配水系統(tǒng)間歇進(jìn)水的方式，每個進(jìn)水管出口的進(jìn)水流速不低于2m/s，且進(jìn)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(dǎo)流區(qū)的水、污泥混合液會從上往下流動，但是導(dǎo)流區(qū)上部的曝氣氣體不會向下流動，從而使導(dǎo)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(dǎo)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(jìn)水口自流入沉淀區(qū)，進(jìn)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(dǎo)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(jìn)水管流入的原水混合，進(jìn)入池子的原水首先與回流污泥混合，利于反硝化脫氮反應(yīng)。由于進(jìn)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(dǎo)流區(qū)區(qū)域設(shè)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(jī)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(shè)備的污水處理方法，包括以下步驟：

S1,從池底進(jìn)水管進(jìn)水，進(jìn)水管在池底多點(diǎn)水平進(jìn)水，且進(jìn)水方向朝向曝氣區(qū)；

S2,S1進(jìn)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(dǎo)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(jìn)水管在池底多點(diǎn)水平進(jìn)水，且進(jìn)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(dǎo)流區(qū)的水、污泥混合液會從上往下流動，但是導(dǎo)流區(qū)上部的曝氣氣體不會向下流動，從而使導(dǎo)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(dǎo)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(jìn)水口自流入沉淀區(qū)，進(jìn)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(dǎo)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(jìn)水管流入的原水混合，由于進(jìn)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(fù)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(dǎo)流區(qū)的面積和體積，可在設(shè)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(dǎo)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(jī)物，攝取磷酸鹽，進(jìn)行硝化反應(yīng)，去除氨氮；而在導(dǎo)流區(qū)的下部區(qū)域，溶解氧濃度較低，該區(qū)域?yàn)槿毖鯀^(qū)，微生物處于缺氧狀態(tài)，微生物在此進(jìn)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?yàn)閰捬鯀^(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(dǎo)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(shè)備具備了生物脫氮除磷功能，擴(kuò)大了設(shè)備的應(yīng)用范圍。增大了導(dǎo)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(jìn)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(yīng)時(shí)間。

2、采用池底缺氧區(qū)多點(diǎn)水平進(jìn)水方式，原水首先進(jìn)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(jī)物，硝酸鹽氮先脫除，使得進(jìn)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(jìn)水的同時(shí)，也能沖刷池底，防止污泥沉積。進(jìn)水口朝向曝氣區(qū)，可避免未經(jīng)處理的污水直接進(jìn)入沉淀區(qū)。

3、由于在曝氣區(qū)和導(dǎo)流區(qū)之間有著液流循環(huán)，而進(jìn)水點(diǎn)又在導(dǎo)流區(qū)的底部，這樣廢水濃度自進(jìn)水點(diǎn)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(yīng)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(yuǎn);段修海;段修寧;王曙光;王秀杰;石榮杰）