申请日2019.12.09
公开(公告)日2020.03.24
IPC分类号C02F3/30; C02F101/16; C02F101/30
摘要
本发明公开了一种塔式多级循环污水处理设备，属于水处理技术领域。其包括塔体，所述塔体内包括厌氧区、缺氧区、好氧区和沉淀区，所述厌氧区与缺氧区之间设置有封闭隔板，所述封闭隔板朝向厌氧区一侧固定连接有泥水分离装置，所述泥水分离装置上固定连接有出水管，所述出水管远离泥水分离装置的一端与缺氧区连通。所述缺氧区与好氧区之间设置有分隔隔板，所述好氧区与沉淀区之间设置有沉淀隔板，所述泥水分离组件与好氧区之间固定连接有与塔体外连通的污泥管道。本发明对污水的处理包括多级循环，适合于处理有机物含量高和氨氮含量高的工艺污水，具有设备运行稳定和污水处理效率高的优点。
权利要求书
1.塔式多级循环污水处理设备，包括塔体(1)，所述塔体(1)内包括厌氧区(2)、缺氧区(3)、好氧区(4)和沉淀区(5)，其特征在于：所述厌氧区(2)位于塔体(1)底部，所述缺氧区(3)位于厌氧区(2)和好氧区(4)之间，所述厌氧区(2)与缺氧区(3)之间设置有封闭隔板(6)，所述厌氧区(2)内远离封闭隔板(6)的一侧固定连接有进水配水器(7)，所述进水配水器(7)上固定连接有与塔体(1)外连通的进水管(8)，所述塔体(1)的底端固定连接有出泥管(9);所述封闭隔板(6)朝向厌氧区(2)一侧固定连接有泥水分离装置(10)，所述泥水分离装置(10)上固定连接有出水管(11)，所述出水管(11)远离泥水分离装置(10)的一端与缺氧区(3)连通;
所述缺氧区(3)与好氧区(4)之间设置有分隔板(12)，所述分隔板(12)远离出水管(11)口的一侧留有过水口(13)，所述好氧区(4)内固定连接有曝气装置(14);所述好氧区(4)位于缺氧区(3)与沉淀区(5)之间，所述好氧区(4)与沉淀区(5)之间设置有沉淀隔板(15)，所述沉淀区(5)内固定连接有泥水分离组件(16)，所述泥水分离组件(16)与好氧区(4)之间的沉淀隔板(15)上开设有过水孔(17)，所述泥水分离组件(16)远离过水孔(17)的一侧固定连接有集水组件(18);所述泥水分离组件(16)与好氧区(4)之间固定连接有与塔体(1)外连通的污泥管道(19)，所述污泥管道(19)位于塔体(1)外的一端分别连接有排泥管(20)和回泥管(21)，所述回泥管(21)上固定连接有回泥泵(22)，所述回泥管(21)远离污泥管道(19)的一端与缺氧区(3)连通。
2.根据权利要求1所述的塔式多级循环污水处理设备，其特征在于：所述塔体(1)顶端为敞口结构，所述分隔板(12)包括竖直部(121)和水平部(122)，所述分隔板(12)两侧的缺氧区(3)和好氧区(4)均与塔体(1)顶端连通。
3.根据权利要求2所述的塔式多级循环污水处理设备，其特征在于：所述分隔板(12)为J形板，所述分隔板(12)的竖直部(121)位于靠近厌氧区(2)出水管(11)口一侧的位置，所述水平部(122)呈上宽下窄的倒梯形，所述过水口(13)位于水平部(122)远离竖直部(121)的一端与塔体(1)内壁之间。
4.根据权利要求1所述的塔式多级循环污水处理设备，其特征在于：所述沉淀隔板(15)包括侧板(151)、斜板(152)和底板(153)，所述侧板(151)平行于塔体(1)的侧壁，所述底板(153)垂直于塔体(1)的侧壁，所述斜板(152)位于侧板(151)和底板(153)之间，所述斜板(152)由侧板(151)下端向塔体(1)侧壁的方向斜向下倾斜，所述泥水分离组件(16)位于侧板(151)与塔体(1)侧壁之间，所述过水孔(17)开设于斜板(152)上，所述污泥管道(19)固定连接于塔体(1)侧壁靠近底板(153)的位置。
5.根据权利要求1所述的塔式多级循环污水处理设备，其特征在于：所述的厌氧区(2)还设置有回水组件，所述回水组件包括回水管(23)和回水配水器(24)，所述回水配水器(24)位于进水配水器(7)与出泥管(9)之间，所述回水管(23)的一端从塔体(1)靠近封闭隔板(6)的位置伸入厌氧区(2)内，另一端从靠近塔体(1)底端的位置伸入，并与回水配水器(24)固定连接，且所述回水管(23)上还固定连接有回水泵(25)。
6.根据权利要求1所述的塔式多级循环污水处理设备，其特征在于：所述泥水分离装置(10)朝向进水配水管的一侧固定连接有三相分离器(26)，所述三相分离器(26)上固定连接有与塔体(1)外连通的第一排气管(261)，所述第一排气管(261)上固定连接有第一气阀(262)。
7.根据权利要求1所述的塔式多级循环污水处理设备，其特征在于：所述泥水分离装置(10)包括分离室(101)，所述分离室(101)朝向进水配水器(7)的一侧与厌氧区(2)连通，所述分离室(101)内与厌氧区(2)连通的位置固定连接有斜管填料(102)，所述分离室(101)内远离斜管填料(102)的一侧固定连接有集水管(103)，所述集水管(103)与出水管(11)连通。
8.根据权利要求7所述的塔式多级循环污水处理设备，其特征在于：所述分离室(101)远离斜管填料(102)的一端设置有与塔体(1)外连通的第二排气管(104)，所述第二排气管(104)上固定连接有第二气阀(105)。
9.根据权利要求7所述的塔式多级循环污水处理设备，其特征在于：所述分离室(101)与斜管填料(102)相邻的位置为倾斜角度与斜管填料(102)一致的四棱柱形。
10.根据权利要求7所述的塔式多级循环污水处理设备，其特征在于：所述分离室(101)内还设置有用于固定斜管填料(102)的固定组件，所述固定组件包括固定架(106)，所述固定架(106)位于斜管填料(102)朝向集水管(103)的端部，所述固定架(106)上固定连接有沿斜管填料(102)端部延伸的加固杆(107)，所述加固杆(107)上沿其长度方向均匀设置有多个夹紧件(108)，所述夹紧件(108)上固定连接有与斜管填料(102)端部边沿相配合的挡件(109)。
说明书
塔式多级循环污水处理设备
技术领域
本发明涉及一种塔式多级循环污水处理设备，属于水处理技术领域。
背景技术
随着社会经济的快速发展，各种产品生产废水、加工废水及生活污水的成分都趋于复杂，往往含有大量的有机物、氨氮及硫化物，这类废水如果不经处理，直接排放入自然水体中，会引起十分严重的水污染问题，如水体富营养化现象。为了更好地保护环境，使污水、废水达到排放标准，要在排放前进行污水处理，污水处理是为使污水达到排入某一水体或再次使用的水质要求对其进行净化的过程。污水处理的方法包括去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质的物理处理法和去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质的生化处理法，对于成分含量复杂的污水，往往需要采用多种处理组合的工艺，如厌氧反应、缺氧反应、好氧反应等，利用不同的微生物和反应环境，对污水中的有机物进行降解和转化。但由于污水处理的需求广泛存在于建筑、农业、交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗，餐饮等各个领域，采用厌氧池、缺氧池、好氧池及沉淀池等多个水池的污水处理设备，占地面积大，建设成本高，对一些用地紧张的企业存在极大的困难。
目前，现有的塔式污水处理设备，是将塔式容器内分为厌氧、缺氧、好氧等多个区域，以达到减少占地面积、节约建设成本的目的。但由于多个反应区域之间的封闭性相对较差，不便于严格控制各个区域的运行条件，且随着设备的运行，污水易将前一个区域内的污泥带入下一个区域内，造成污泥的跨区域移动，而污泥中的微生物(跨区域后)在不适宜的环境下，难以发挥其污水处理的效果，导致污水处理的效率降低、效果变差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种塔式多级循环污水处理设备。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：塔式多级循环污水处理设备，包括塔体，所述塔体内包括厌氧区、缺氧区、好氧区和沉淀区，所述厌氧区位于塔体底部，所述缺氧区位于厌氧区和好氧区之间，所述厌氧区与缺氧区之间设置有封闭隔板，所述厌氧区内远离封闭隔板的一侧固定连接有进水配水器，所述进水配水器上固定连接有与塔体外连通的进水管，所述塔体的底端固定连接有出泥管。所述封闭隔板朝向厌氧区一侧固定连接有泥水分离装置，所述泥水分离装置上固定连接有出水管，所述出水管远离泥水分离装置的一端与缺氧区连通。
所述缺氧区与好氧区之间设置有分隔板，所述分隔板远离出水管口的一侧留有过水口，所述好氧区内固定连接有曝气装置。所述好氧区位于缺氧区与沉淀区之间，所述好氧区与沉淀区之间设置有沉淀隔板，所述沉淀区内固定连接有泥水分离组件，所述泥水分离组件与好氧区之间的沉淀隔板上开设有过水孔，所述泥水分离组件远离过水孔的一侧固定连接有集水组件。所述泥水分离组件与好氧区之间固定连接有与塔体外连通的污泥管道，所述污泥管道位于塔体外的一端分别连接有排泥管和回泥管，所述回泥管上固定连接有回泥泵，所述回泥管远离污泥管道的一端与缺氧区连通。
通过在厌氧区与缺氧区之间设置封闭隔板，使厌氧区与缺氧区形成两个相对封闭、独立的空间，厌氧区内的处理后的污水通过泥水分离装置上的出水管进入缺氧区内，这样能够有效防止厌氧区的污泥被带入缺氧区内，避免厌氧污泥在缺氧区的环境内无法发挥其吸收有机物和释放磷的作用，有利于减少厌氧污泥的消耗和浪费，也有利于加强对污泥泥龄的控制。本发明的设备在运行时，厌氧区连通的进水管从塔体外的污水池内将污水抽入塔体内，这里可以根据需要在进水管上相应设置抽水泵，污水沿进水管从进水配水管均匀地进入厌氧区底部，厌氧区底部的厌氧污泥对污水进行生物降解。降解后的污水经过泥水分离装置的分离作用，厌氧污泥停留于厌氧区，处理后的污水沿泥水分离装置的出水管进入缺氧区，缺氧区内的污泥对污水进行反硝化反应，脱除水中的硝态氮，并沿过水口进入好氧区，好氧区有曝气装置为其提供充足的氧气，使好氧区的活性污泥进行有机物分解以及氨氮氧化的反应。反应后的污水沿过水孔进入沉淀区，经过泥水分离组件(这里的泥水分离组件可以是斜管填料或斜板填料)的分离作用后，清水沿泥水分离组件上方的集水组件离开塔体，污泥沉积在沉淀区内，并进入污泥管道中，根据污泥的泥龄以及缺氧区的污泥量需求，部分污泥通过回泥泵被返回缺氧区，剩余污泥则沿排泥管被排出。本发明的各个区域之间封闭较好，便于控制各区域内的运行条件，形成有利于活性污泥高效处理污水的环境，以达到提高污水处理效率的效果。同时，利用回泥泵控制沉淀区的部分污泥回流至缺氧区，便于控制污泥泥龄，有利于提高脱氮效率。
进一步的，所述塔体顶端为敞口结构，所述分隔板包括竖直部和水平部，所述分隔板两侧的缺氧区和好氧区均与塔体顶端连通。
通过使缺氧区和好氧区均与塔体敞口的顶端连通，即缺氧区和好氧区可直接与塔体外环境连通，并根据缺氧区和好氧区对水中溶氧量的要求设计分隔板的位置，使缺氧区与好氧区能够从塔体外的空气中获得部分氧气，便于使各区域形成有利于其活性污泥处理效率的运行条件。
进一步的，所述分隔板为J形板，所述分隔板的竖直部位于靠近厌氧区出水管口一侧的位置，所述水平部呈上宽下窄的倒梯形，所述过水口位于水平部远离竖直部的一端与塔体内壁之间。
通过将分隔板设计为J形，污水从出水管进入分隔板竖直部处的缺氧区，由于竖直部和塔体内壁之间的缺氧区能够与塔体外的空气接触，有利于增加刚进入缺氧区内的污水的溶氧量，使其溶氧量从低于0.2mg/L的水平提高至0.2～0.5mg/L的水平范围，然后沿缺氧区向水平部与塔体内壁之间的过水口移动。污水在各个区域之间的流动运行的动力均来自于厌氧区的进水压力，污水沿进水管被泵入厌氧区内后，厌氧区内的水压将其区域上部比较清的水压入泥水分离装置中，泥水分离装置中的水经过泥水分离后被压入出水管，进而被压入缺氧区内，再沿缺氧区与好氧区之间的过水口被压入好氧区内，包括污水进入沉淀区的过程，整个塔内污水的“上逆”的运行过程均是在进水压力下实现的，这样能够有效避免因水流过快而形成的短流，使污水在塔内充分完成其降解处理的反应，有利于提高设备运行的稳定性和污水处理的效果。
进一步的，所述的厌氧区还设置有回水组件，所述回水组件包括回水管和回水配水器，所述回水配水器位于进水配水器与出泥管之间，所述回水管的一端从塔体靠近封闭隔板的位置伸入厌氧区内，另一端从靠近塔体底端的位置伸入，并与回水配水器固定连接，且所述回水管上还固定连接有回水泵。
通过在厌氧区设置回水组件，使厌氧区上部的清水通过回水组件回流到厌氧区底部，有利于增加厌氧区底部污泥的搅动，也有利于提高厌氧区对污水处理能力。
进一步的，所述泥水分离装置朝向进水配水管的一侧固定连接有三相分离器，所述三相分离器上固定连接有与塔体外连通的第一排气管，所述第一排气管上固定连接有第一气阀。
通过设置三相分离器，先由三相分离器对与污泥混合的污水进行分离，使反应产生的气体沿第一排气阀排出塔体，并被收集，使固体的污泥颗粒沿三相分离器落回厌氧区的底部，同时使污水沿三相分离器之间的间隙向上进入泥水分离器，泥水分离器再对污水中混有的细小污泥进行进一步分离，有利于提高对污水与污泥的分离效果。
进一步的，所述沉淀隔板包括侧板、斜板和底板，所述侧板平行于塔体的侧壁，所述底板垂直于塔体的侧壁，所述斜板位于侧板和底板之间，所述斜板由侧板下端向塔体侧壁的方向斜向下倾斜，所述泥水分离组件位于侧板与塔体侧壁之间，所述过水孔开设于斜板上，所述污泥管道固定连接于塔体侧壁靠近底板的位置。
通过将沉淀隔板的一部分设计为斜板，并将泥水分离组件设置在斜板上方与侧板相邻的位置，这样泥水分离出来的污泥能够沿斜板下滑，落在底板处，然后进入底板处连通的污泥管道内，有利于增加污泥的聚集，进而减少在回流污泥的过程中回流污水的量。
进一步的，所述泥水分离装置包括分离室，所述分离室朝向进水配水器的一侧与厌氧区连通，所述分离室内与厌氧区连通的位置固定连接有斜管填料，所述分离室内远离斜管填料的一侧固定连接有集水管，所述集水管与出水管连通。
通过设置独立的分离室，并将斜管填料设置在分离室与厌氧区连通的位置，使斜管填料与集水管之间形成独立于厌氧区的缓冲区域，污水由斜管填料处进入分离室后，水中的固体颗粒沉积在斜管表面，并沿斜管下滑流出分离室，集水管远离斜管填料的一侧开设有多个均匀分布的集水口，缓冲区域与集水管共同起到均匀分散分离室内水流负荷的作用，有利于防止分离室内因出水而产生短流现象，促进水沿集水口均匀进入出水管内，不易形成死水区域，有利于提高泥水分离效果和设备对污水的处理效率。
进一步的，所述分离室远离斜管填料的一端设置有与塔体外连通的第二排气管，所述第二排气管上固定连接有第二气阀。
通过在分离室的顶部设置第二排气管，使没有被三相分离器分离出的气体从第二排气管被排出。
进一步的，所述分离室与斜管填料相邻的位置为倾斜角度与斜管填料一致的四棱柱形。
通过将分离室的下部——与斜管填料相邻的部分设置为倾斜的四棱柱形，使斜管填料能够与分离室的内壁贴合，这样有利于减少斜管填料的死角区域，进而有利于提高泥水分离的处理效率，改善斜管填料与分离室之间的连接稳定性。
进一步的，所述分离室内还设置有用于固定斜管填料的固定组件，所述固定组件包括固定架，所述固定架位于斜管填料朝向集水管的端部，所述固定架上固定连接有沿斜管填料端部延伸的加固杆，所述加固杆上沿其长度方向均匀设置有多个夹紧件，所述夹紧件上固定连接有与斜管填料端部边沿相配合的挡件。
通过在斜管填料的上端设置加固组件，有利于加强斜管填料与分离室之间的连接固定，进而避免其在进水压力下发生移位和上浮，有利于提高设备运行的稳定性。斜管填料是由截面呈多个半六边形凹凸间隔排列的板状材料熨烫粘接而成，加固杆上的夹紧件用于夹紧相邻两个板状材料的熨烫粘接部位。这里挡件与斜管填料端部边沿相配合是指挡件的形状与斜管填料端部(多排板状材料拼接成多排正六边形)的一侧边沿形状一致，使挡件正好位于斜管填料靠下的侧边端部上方，即进水过程中固体污泥沉积较多的一侧侧边端部上方，这样便于阻挡固体污泥进入分离室内，促使其沿斜管填料下滑离开分离室。
本发明的有益效果是：
1)本发明的设备，适合于处理有机物含量高和氨氮高的工业污水，在塔体底部相对封闭的厌氧区内，有大量的厌氧污泥，对有机物具有稳定、高效的处理能力，容积负荷可达到4～10kg(cod)/(m3·d)。同时，厌氧区与缺氧区之间通过泥水分离装置及出水管连通，有利于提高其相对独立性，便于控制各区域的运行条件和污泥泥龄，能够避免厌氧区内的污泥被带入缺氧区内，使各区域的活性污泥在适宜的环境内对污水进行高效的处理，也有利于减少厌氧污泥的消耗和浪费。
2)本发明的设备在厌氧区内部有污水循环、在缺氧区与好氧区有消化液循环、在缺氧区和沉淀区有污泥循环，通过设备运行中的多部分循环，实现对污水充分、快速的处理，有利于提高污水处理效果和处理效率。
3)通过将本发明的塔体设置为顶部敞口的结构，并有J形的分隔板划分缺氧区和好氧区，将沉淀区设置在好氧区远离缺氧区的一角，使污水在进水压力下稳定运行，有利于提高本发明设备运行的稳定性和污水处理的效果。（发明人张智军）
