公布日：2023.01.13
申请日：2022.11.12
分类号：C02F3/02(2006.01)I;C02F3/30(2006.01)I;C02F1/00(2006.01)I
摘要
本申请公开了一种好氧生化与固液分离同步的污水处理设备，其包括污水处理筒，污水处理筒内设置有第一好氧区和固液分离区，第一好氧区底部设置有第一曝气装置，固液分离区的底部设置有第二曝气装置，固液分离区的中部设置有分离器，分离器与第二曝气装置之间形成第二好氧区，第二好氧区连通第一好氧区，分离器与固液分离区的顶部之间形成沉淀区，分离器连接有气提回流管，沉淀区的上部设置有出水管。本申请具有减少固液分离区的混合液发生厌氧反应及其底部污泥淤积影响水质达标的情况出现的效果。
权利要求书
1.一种好氧生化与固液分离同步的污水处理设备，其特征在于：包括污水处理筒，所述污水处理筒包括内筒(1)、中筒(2)和外筒(3)，所述内筒(1)设置有厌氧区(III)，所述中筒(2)的内壁和所述内筒(1)的外壁之间设置有微氧区(II)，所述外筒(3)的内壁和所述中筒(2)的外壁之间设置有第一好氧区(I)和固液分离区，所述第一好氧区(I)底部设置有第一曝气装置(15)，所述固液分离区的底部设置有第二曝气装置(16)，所述固液分离区的中部设置有分离器(4)，所述分离器(4)与第二曝气装置(16)之间形成第二好氧区(IV)，所述第二好氧区(IV)连通所述第一好氧区(I)，所述分离器(4)与固液分离区的顶部之间形成沉淀区(V)，所述分离器(4)连接有气提回流管(12)，所述气提回流管(12)设有多根，所述第二曝气装置(16)设有若干分组，若干组所述第二曝气装置(16)和多根所述气提回流管(12)在数量及位置上一一对应，至少有一根所述气提回流管(12)连通所述厌氧区(III)，余下所述气提回流管(12)连通所述微氧区(II)；所述沉淀区(V)的上部设置有出水管(11)；所述分离器(4)包括集气槽(6)和至少两层隔空交错布置的倒V形板，所述倒V形板下方形成气室(5)，所述气室(5)与集气槽(6)相连通，所述集气槽(6)连接所述气提回流管(12)；所述污水处理设备的污水处理工艺包括以下步骤：步骤
1.待处理的污水流入内筒(1)的底部，向上形成升流，与从固液分离区气提回流过来的活性菌泥混合液混合均匀，在厌氧区(III)内营厌氧反应，厌氧反应后的污水溢流进入中筒(2)；实时监测内筒(1)中DO浓度，调节第二曝气装置(16)控制混合液的气提回流量，将DO值恒定在0-0.2mg/L的范围；步骤
2.中筒(2)内的污水与从固液分离区气提回流过来的活性菌泥及硝化液混合，在微氧区(II)内营反硝化反应，在反硝化菌的作用下将混合液中的硝态氮转化为气态氮溢出，实现氨氮的去除，然后污水混合液进入外筒(3)；实时监测中筒(2)内DO浓度，调节第二曝气装置(16)控制混合液的气提回流量，将DO值恒定在0.2-0.5mg/L范围；步骤
3.第一曝气装置(15)对第一好氧区(I)供氧曝气，外筒(3)内的污水混合液在第一好氧区(I)的有氧环境下，营好氧硝化反应，在硝化菌的作用下，污水混合液中的氨态氮转化为硝态氮等物质，然后进入到第二好氧区(IV)；步骤
4.第二曝气装置(16)对第二好氧区(IV)供氧曝气，固液分离区的污水混合液在第二好氧区(IV)进行有氧接触反应后，上升进入分离器(4)，在分离器(4)的作用下进行固相、液相、气相三相分离，液相向上进入沉淀区(V)从出水管(11)排放，固体污泥静沉落回第二好氧区(IV)形成混合液，随曝气气体由分离器(4)汇入集气槽(6)，再气提回流至内筒(1)和中筒(2)；实时监测第二好氧区(IV)内DO浓度，调节第一曝气装置(15)将第一好氧区(I)DO浓度恒定在适宜范围，间接控制第二好氧区(IV)的DO浓度值在0.8-1.5mg/L范围。
2.根据权利要求1所述的一种好氧生化与固液分离同步的污水处理设备，其特征在于：还包括控制系统，所述第二好氧区(IV)设置有检测污水混合液溶解氧浓度的第一检测仪，所述微氧区(II)设置有检测污水混合液溶解氧浓度的第二检测仪，所述厌氧区(III)设置有检测污水混合液溶解氧浓度的第三检测仪，所述第一检测仪、第二检测仪、第三检测仪分别电连接所述控制系统。
3.根据权利要求2所述的一种好氧生化与固液分离同步的污水处理设备，其特征在于：所述中筒(2)和外筒(3)皆设置有隔板(13)，所述隔板(13)上安装有过流泵(14)，所述过流泵(14)电连接所述控制系统。
发明内容
为了减少固液分离区的混合液发生厌氧反应及底部污泥淤积，本申请提供一种好氧生化与固液分离同步的污水处理设备及工艺。
第一方面，本申请提供的一种好氧生化与固液分离同步的污水处理设备，采用如下的技术方案：
一种好氧生化与固液分离同步的污水处理设备，包括污水处理筒，所述污水处理筒内设置有第一好氧区和固液分离区，所述第一好氧区底部设置有第一曝气装置，所述固液分离区的底部设置有第二曝气装置，所述固液分离区的中部设置有分离器，所述分离器与第二曝气装置之间形成第二好氧区，所述第二好氧区连通所述第一好氧区，所述分离器与固液分离区的顶部之间形成沉淀区，所述分离器连接有气提回流管，所述沉淀区的上部设置有出水管。
通过采用上述技术方案，污水混合液在第一好氧区进行硝化反应，由氨态氮转化成硝态氮，然后进入第二好氧区，进一步进行接触好氧反应后，三相混合液上升进入分离器，在分离器的作用下进行泥、水、气三相分离后，液相向上进入沉淀区从出水管排出，气相和泥相混合液经气提回流管排出。本申请通过分离器巧妙地实现了好氧生化与固液分离同步进行，污水在进行好氧反应的同时能进行固液分离，能够减少污泥在固液分离工艺段发生厌氧反应和反硝化反应，从而减少处理后的水发黑发臭、指标超标的现象。而本申请通过分离器和气提回流管将第二曝气装置曝出的气体收集并排出，阻挡气体进入到沉淀区，降低第二曝气装置对沉淀区的污泥的沉淀的不利影响，从而使得沉淀区内的污泥能够静沉落回，减少气体附着污泥浮出液面的情况。
优选的，所述分离器包括集气槽和至少两层隔空交错布置的倒V形板，所述倒V形板下方形成气室，所述气室与集气槽相连，所述集气槽连接所述气提回流管。
通过采用上述技术方案，第二好氧区的气体上升聚集到气室内，然后汇入集气槽，集气槽的气压形成上升动力，携带混合液进入气提回流管，将混合液回流至中筒和内筒，实现能量回收，不再需要用水泵提升进行内回流，提升了设备的处理效率。
优选的，所述气提回流管设有多根，所述第二曝气装置设有多个，多个所述第二曝气装置和多根所述气提回流管在数量及位置上一一对应。
通过采用上述技术方案，第二曝气装置设置多个，能够分开控制各气提回流管的回流量。
优选的，所述污水处理筒包括内筒、中筒和外筒，所述内筒设置有厌氧区，所述中筒设置有微氧区，至少有一根所述气提回流管连通所述厌氧区，余下所述气提回流管连通所述微氧区。
通过采用上述技术方案，气提回流管将混合液回流至微氧区和厌氧区，提供微氧区和厌氧区所需要的微生物，使得污水处理循环进行，并且控制气提回流管的回流量能够控制内筒的厌氧环境和内筒的微氧环境。
优选的，还包括控制系统，所述第二好氧区设置有检测污水混合液溶解氧浓度的第一检测仪，所述微氧区设置有检测污水混合液溶解氧浓度的第二检测仪，所述厌氧区设置有检测污水混合液溶解氧浓度的第三检测仪，所述第一检测仪、第二检测仪、第三检测仪分别电连接所述控制系统。
通过采用上述技术方案，第一检测仪、第二检测仪、第三检测仪分别用于检测第二好氧区、微氧区、厌氧区的DO浓度，以便随时监控、调整。
优选的，所述中筒和外筒皆设置有隔板，所述隔板上安装有过流泵，所述过流泵电连接所述控制系统。
通过采用上述技术方案，控制系统通过改变过流泵的转速调整推力，达到控制筒内混合液流速的目的，隔板保证水流朝一个方向运行，不产生逆流或紊流。
第二方面，本申请提供一种好氧生化与固液分离同步的污水处理工艺，采用如下的技术方案：
一种好氧生化与固液分离同步的污水处理工艺包括以下步骤：
步骤1.待处理的污水流入内筒的底部，向上形成升流，与从固液分离区气提回流过来的活性菌泥混合液混合均匀，在厌氧区内营厌氧反应，厌氧反应后的污水溢流进入中筒；
步骤2.中筒内的污水与从固液分离区气提回流过来的活性菌泥及硝化液混合，在微氧区内营反硝化反应，在反硝化菌的作用下将混合液中的硝态氮转化为气态氮溢出，实现氨氮的去除，然后污水混合液进入外筒；
步骤3.第一曝气装置对第一好氧区供氧曝气，外筒内的污水混合液在第一好氧区的有氧环境下，营好氧硝化反应，在硝化菌的作用下，污水混合液中的氨态氮转化为硝态氮等物质，然后进入到第二好氧区；
步骤4.第二曝气装置对第二好氧区供氧曝气，固液分离区的污水混合液在第二好氧区进行有氧接触反应后，上升进入分离器，在分离器的作用下进行固相、液相、气相三相分离，液相向上进入沉淀区从出水管排放，固体污泥静沉落回第二好氧区形成混合液，随曝气气体由分离器汇入集气槽，再气提回流至厌氧区和微氧区。
通过采用上述技术方案，本申请将好氧生化与固液分离同步进行，沉淀池需要的静态停留时间较短，从而提高污水处理效率，降低设备成本；而且通过气提回流管将气相和泥相混合液回流至厌氧区和微氧区，使得污水处理能够完成内部循环并便于调节各工艺参数，减少外部环境对工艺参数的不利影响。
优选的，步骤1中，实时监测内筒中DO浓度，调节第二曝气装置控制混合液的气提回流量，将DO值恒定在0-0.2mg/L的范围。
通过采用上述技术方案，通过调节第二曝气装置控制混合液的气提回流量，使得厌氧区的环境稳定在合适的范围，提高厌氧反应的效率。
优选的，步骤2中，实时监测中筒内DO浓度，调节第二曝气装置控制混合液的气提回流量，将DO值恒定在0.2-0.5mg/L范围。
通过采用上述技术方案，通过调节第二曝气装置控制混合液的气提回流量，使得微氧区的环境稳定在合适的范围，提高反硝化反应的效率。
优选的，步骤3、4中，实时监测第二好氧区内DO浓度，调节第一曝气装置将第一好氧区DO浓度恒定在适宜范围，间接控制第二好氧区的DO浓度值在0.8-1.5mg/L范围。
通过采用上述技术方案，通过调节第一曝气装置将第一好氧区DO浓度恒定在适宜范围，满足第一好氧区的生化反应的氧量需求的同时，控制第二好氧区的DO浓度值，维持第二好氧区的环境参数在一个合适的范围，减少第二好氧区的厌氧反应。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.污水混合液进入固液分离区的第二好氧区，进一步进行接触好氧反应后，一路混合液上升进入分离器，在分离器的作用下进行泥、水、气三相分离后，液相向上进入沉淀区从出水管排出，气相和泥相混合液经气提作用排出。本发明通过分离器，巧妙地实现了好氧生化与固液分离同步进行，减少沉淀单元污泥发生厌氧反应，导致发黑发臭、出水指标超标的现象；
2.通过分离器将第二好氧区的气体进行回收，用作气相和固相混合液气提回流的动力，不再需要使用水泵进行混合液回流，有效地简体了设备结构，降低设备能耗，提高设备的处理效率。
（发明人：叶长飞）
