申请日2011.08.23
公开(公告)日2012.01.11
IPC分类号C02F3/30
摘要
本发明专利涉及污水深井曝气工艺、气浮分离工艺及其设备，具体的说是一种水平井污水处理装置及方法，包括压缩空气总管、支管、外界污水管道、扩散管、污水管道、排气管道、污泥泵、沉淀池、回流污泥管道、混合液管道、深井，所述的污水处理装置由厌氧区、缺氧区、好氧区和回流装置构成;外界来的污水首先通至厌氧区最左侧的深井中，压缩空气同回流的污泥在厌氧区和缺氧区中进行充分的充氧和混合，再经好氧区到沉淀池进行固液分离，沉淀池将污泥沉淀至池底，剩余的液体从沉淀池的出水管道流出，沉淀池中的污泥由污泥泵通过其底部的回流污泥管道打回到厌氧区第一个深井处并且与压缩空气混合，本发明具有高氧转化率，结构简单，效率高，成本低。
权利要求书
1.一种水平井污水处理装置，包括压缩空气总管、支管、外界污水管道、扩散 管、污水管道、排气管道、污泥泵、沉淀池、回流污泥管道、混合液管道、 水平井，其特征在于所述的污水处理装置从左至右依次设有厌氧区、缺氧区、 好氧区、沉淀池和回流装置构成：
A、厌氧区：由若干个水平井依次排列组成，水平井均加井盖并在井盖上设有 进口和出口，外界的污水管道通至厌氧区第一个的水平井内，混合液管道从 最左侧水平井的进口插入至水平井底部并与扩散管连接，扩散管的一端与外 界的污水管道连接，厌氧区水平井的出口均设有污水管道，除最后一个水平 井外，厌氧区的每一个水平井的出口连接的污水管道均与从下一个水平井的 进口插入至水平井底部并与其底部的扩散管连接;
B、缺氧区：由若干个水平井依次排列组成，水平井均加井盖并在井盖上设有 进口和出口，厌氧区最后一个水平井出口的连接管道从缺氧区第一个水平井 的进口插入至水平井底部并与扩散管连接，水平井的出口均设有污水管道， 除最后一个水平井外，缺氧区的每一个水平井的出口连接的污水管道均与从 下一个水平井的进口插入至水平井底部并与其底部的扩散管连接;
C、好氧区：由若干个水平井依次排列组成，水平井均加井盖并在井盖上设有 进口和出口，压缩空气总管与井盖进口对应处设有支管，缺氧区最后一个水 平井出口连接的管道与好氧区第一个水平井的空气支管合并连接并从进口插 入至水平井底部并与扩散管连接，水平井的出口均连接污水管道，除最后一 个水平井外，每一个水平井出口连接的污水管道均与下一个水平井的空气支 管合并连接并从进口插入至水平井底部并且连接扩散管，;
D、在好氧区最后一个水平井右侧设有一沉淀池，沉淀池和该水平井间开设溢 流口，沉淀池右侧设有出水管道，底部与回流污泥管道连接;
E、回流装置：由回流污泥管道、污泥泵、混合液管道组成，与沉淀池底连接 的回流污泥管道的另一头连接污泥泵进口，污泥泵出口连接混合液管道。
2.如权利要求1所述的一种水平井污水处理装置，其特征在于说所述的水平井 的出口上还可以设有排气管道。
3.一种水平井污水处理方法，其特征在于以污水管道为反应器进行污水曝气处 理的方法，其具体步骤如下：
(1)从外界来的污水首先通至厌氧区最左侧的水平井中，并且与混合液管道 中的回流污泥混合;
(2)扩散管将混合后的污泥扩散至水平井中，扩散的污泥在水平井中进行推 流、搅拌并推动污泥从水平井出口流至污水管道再从扩散管扩散到下一个水 平井内;
(3)重复步骤(2)直至厌氧区最后一个水平井;
(4)厌氧区最后一个水平井中的污水通过扩散污泥的推流从水平井出口推流 至污水管道再至缺氧区的第一个水平井;
(5)扩散管将混合后的污泥扩散至水平井中，扩散的污泥在水平井中进行推 流、搅拌并推动污泥从水平井出口流至污水管道再从扩散管扩散到下一个水 平井内;
(6)重复步骤(5)直至缺氧区最后一个水平井，水平井出口的排气管可以 排出多余的气体;
(7)缺氧区最后一个水平井中的污水与压缩空气在支管中进行充分的充氧和 混合并进入水平井中;
(8)扩散管将混合后的污泥和压缩空气分为气泡扩散至深井中，在深井中的 气泡通过气浮分离的原理将其中的污泥进行推流、搅拌并推动污泥从深井出 口流至污水管道再与下一个深井的支管内的压缩空气进行充氧和混合;
(9)重复步骤(8)直至好氧区最后一个水平井，水平井出口的排气管可以 排出多余的气体，污泥从溢流口流至沉淀池;
(10)沉淀池将污泥沉淀至池底，剩余的液体从沉淀池的出水管道流出;
(11)沉淀池中的污泥由污泥泵通过其底部的回流污泥管道打回到厌氧区第 一个水平井处并且与压缩空气混合。
说明书
一种水平井污水处理装置及方法
[技术领域]
本发明专利涉及污水曝气工艺、气浮分离工艺及其设备，具体的说是一种 水平井污水处理装置及方法。
[背景技术]
曝气指将空气中的氧强制向液体中转移的过程，其目的是获得足够的溶解 氧。此外，曝气还有防止池内悬浮体下沉，加强池内有机物与微生物及溶解氧 接触的目的。从而保证池内微生物在有充足溶解氧的条件下，对污水中有机物 的氧化分解作用。水与气体接触，进行溶氧或散除水中溶解性气体和挥发性物 质的过程。其实现方法有以下三种：(1)将液体在空气中喷洒，例如生物滤池; (2)使空气气泡通过液体扩散，例如鼓风曝气;(3)不断更新液面促使空气在 界面向液相转移，例如机械曝气。
气浮分离是使悬浮物附着气泡而上升到水面，从而分离水和悬浮物的水处 理方法。也有使水中表面活性剂附着在气泡表面上浮，从而与水分离，称为泡 沫气浮法。气浮法使用的设备，包括完成分离过程的气浮池和产生气泡的附属 设备。水处理中，气浮法可用于沉淀法不适用的场合，以分离比重接近于水和 难以沉淀的悬浮物。
国内发明专利CN101033100A公开了一种复合流曝气生物滤池处理装置，该 装置在池体内安装有进水导流管和压缩空气管，其设计是底部进压缩空气，污 水沿进水导流管从上而下进入，这种出于动力需求的设计使其无法很好的使污 水与压缩空气进行换氧和预混合，不能达到很好的效果。
[发明内容]
本发明的目的就是要解决现有技术的不足，提供一种成本更低、固液分离 效果更好、氧转移量更高的水平井污水处理装置及方法。
为实现上述目的设计一种水平井污水处理装置，包括压缩空气总管、支管、 外界污水管道、扩散管、污水管道、排气管道、污泥泵、沉淀池、回流污泥管 道、混合液管道、水平井，其特征在于所述的污水处理装置从左至右依次设有 厌氧区、缺氧区、好氧区、沉淀池和回流装置构成：
A、厌氧区：由若干个水平井依次排列组成，水平井均加井盖并在井盖上设 有进口和出口，外界的污水管道通至厌氧区第一个的水平井内，混合液管道从 最左侧水平井的进口插入至水平井底部并与扩散管连接，扩散管的一端与外界 的污水管道连接，厌氧区水平井的出口均设有污水管道，除最后一个水平井外， 厌氧区的每一个水平井的出口连接的污水管道均与从下一个水平井的进口插入 至水平井底部并与其底部的扩散管连接;
B、缺氧区：由若干个水平井依次排列组成，水平井均加井盖并在井盖上设 有进口和出口，厌氧区最后一个水平井出口的连接管道从缺氧区第一个水平井 的进口插入至水平井底部并与扩散管连接，水平井的出口均设有污水管道，除 最后一个水平井外，缺氧区的每一个水平井的出口连接的污水管道均与从下一 个水平井的进口插入至水平井底部并与其底部的扩散管连接;
C、好氧区：由若干个水平井依次排列组成，水平井均加井盖并在井盖上设 有进口和出口，压缩空气总管与井盖进口对应处设有支管，缺氧区最后一个水 平井出口连接的管道与好氧区第一个水平井的空气支管合并连接并从进口插入 至水平井底部并与扩散管连接，水平井的出口均连接污水管道，除最后一个水 平井外，每一个水平井出口连接的污水管道均与下一个水平井的空气支管合并 连接并从进口插入至水平井底部并且连接扩散管，;
D、在好氧区最后一个水平井右侧设有一沉淀池，沉淀池和该水平井间开设 溢流口，沉淀池右侧设有出水管道，底部与回流污泥管道连接;
E、回流装置：由回流污泥管道、污泥泵、混合液管道组成，与沉淀池底连 接的回流污泥管道的另一头连接污泥泵进口，污泥泵出口连接混合液管道。
所述的水平井的出口上还可以设有排气管道。
一种水平井污水处理方法，其特征在于以污水管道为反应器进行污水曝气 处理的方法，其具体步骤如下：
(1)从外界来的污水首先通至厌氧区最左侧的水平井中，并且与混合液管 道中的回流污泥混合;
(2)扩散管将混合后的污泥扩散至水平井中，扩散的污泥在水平井中进行 推流、搅拌并推动污泥从水平井出口流至污水管道再从扩散管扩散到下一个水 平井内;
(3)重复步骤(2)直至厌氧区最后一个水平井;
(4)厌氧区最后一个水平井中的污水通过扩散污泥的推流从水平井出口推 流至污水管道再至缺氧区的第一个水平井;
(5)扩散管将混合后的污泥扩散至水平井中，扩散的污泥在水平井中进行 推流、搅拌并推动污泥从水平井出口流至污水管道再从扩散管扩散到下一个水 平井内;
(6)重复步骤(5)直至缺氧区最后一个水平井，水平井出口的排气管可 以排出多余的气体;
(7)缺氧区最后一个水平井中的污水与压缩空气在支管中进行充分的充氧 和混合并进入水平井中;
(8)扩散管将混合后的污泥和压缩空气分为气泡扩散至深井中，在深井中 的气泡通过气浮分离的原理将其中的污泥进行推流、搅拌并推动污泥从深井出 口流至污水管道再与下一个深井的支管内的压缩空气进行充氧和混合;
(9)重复步骤(8)直至好氧区最后一个水平井，水平井出口的排气管可 以排出多余的气体，污泥从溢流口流至沉淀池;
(10)沉淀池将污泥沉淀至池底，剩余的液体从沉淀池的出水管道流出;
(11)沉淀池中的污泥由污泥泵通过其底部的回流污泥管道打回到厌氧区 第一个水平井处并且与压缩空气混合。
本发明同现有技术相比：
(1)压缩空气得到充分利用：传统工艺的氧转移率一般为15%左右，而本 发明工艺由于水平井内的压缩空气重复利用，提高氧的溶解度，同时通过技术 革新，污水同空气的接触时间大为延长，所以转移率大为提高，而且压缩空气 的利用也是十分巧妙，压缩气体在充氧的同时，完成了溶气功能，为活性污泥 气浮分离、浓缩二步一次完成，还完成了的搅拌功能，保证了混合液与原污水 的充分混合，最后还完成了推流功能，保证混合液按工艺设计要求进行环流和 潜流，确保污水在反应器中的反应时间及去除效率。因此本工艺实际上是一气 多用：即充氧、混合液的推流、搅拌、泥水分离、污泥浓缩及污泥回流。其节 能效果是目前任何工艺无法相比的。
(2)本发明采用气浮分离池实现泥水分离，剩余污泥的含固率可达到4%， 可直接进入污泥脱水机进行脱水;而传统工艺的剩余污泥含固率为0.8%，需要 配套污泥浓缩池或预浓缩机进行浓缩后才能进行污泥脱水。
(3)较强的耐冲击负荷能力：回流污泥在与外界污水充分混合，对进水的 污染因子在反应器内迅速被稀释，具有极强的耐冲击负荷能力。由于深井中混 合液具有很高的CO2浓度，对进水的pH值具有很强的缓冲作用。适合高浓度、 高VOC的有机可生化废水。
(4)深井曝气工艺污泥回流量同常规污水处理工艺相当，但本发明工艺由 于其自身的特殊结构和特征，充分利用水力学条件，本发明工艺的出水重力流 到气浮分离池实现泥水分离(不需填加任何药剂)，分离出来的污泥回流也可以 实现重力回流，从而有效降低运行费用——较低的人工管理费用和维修费用;
(5)结构紧凑，埋于地下，所需空间和占地面积都很小，抗震性能好：占 地面积为传统工艺的1/4。便于加盖，视觉和气味影响降至最小。
