公布日：2023.04.28
申请日：2022.12.31
分类号：C02F1/52(2023.01)I;C02F1/56(2023.01)I
摘要
本发明涉及污水处理技术领域，特别是指一种污水预处理碳源快速分离装置和污水处理方法，方法包括：S1、将污水与絮凝剂混合进行初步混合，得到第一混合物；S2、将第一混合物引入沉淀池中进行混合沉淀，沉淀池中由上而下设置填充VF填料的混合区、引入微砂的沉淀区，并在沉淀池底部由下而上进行气提混合；得到净水和泥砂沉淀物；S3、将所述泥砂沉淀物进行泥砂分离，得到微砂和污泥；S4、将所述微砂循环用于S2中引入沉淀区；S5、将所述污泥进行浓缩分离。本发明能够大幅度缩短沉降时间，提高处理效果；其中微砂可以加速絮凝结团密实，絮体颗粒体积增大，缩短了沉淀池的停留时间，实现快速固液分离，从而实现了大量的连续的出水。
权利要求书
1.一种污水预处理碳源快速分离装置，其特征在于，包括：沉淀池，其上部具有进水口、出水口，且其下部具有排污口，其内部由上到下依次为混合区和沉淀区，且沉淀区的底部安装有气提机构，沉淀区的侧面设有进砂口；VF填料，其填充在所述混合区内，且其内部具有若干孔隙；絮凝剂进口管；进水管，其与所述进水口连通，用于向沉淀池送入污水；且所述进水管的侧面设有开口且该开口与所述絮凝剂进口管连通；微砂进口管，其与所述进砂口连通，用于向沉淀区送入微砂；出水管，其一端为出水端，另一端为封闭端且封闭端穿过所述出水口伸入沉淀池内且位于混合区的上方，所述出水管的侧面顶部沿其轴向方向开设有间隔设置的排水口，用于使得来自于混合区上方的水经过排水口进入出水管内而排出；泥砂分离器，其具有进口、污泥出口、微砂出口，所述进口与所述沉淀池的排污口通过气提管连通；浓缩机构，其与所述泥砂分离器的污泥出口连通。
2.根据权利要求1所述的污水预处理碳源快速分离装置，其特征在于，所述泥砂分离器的微砂出口通过回流管道与所述微砂进口管连通。
3.根据权利要求1所述的污水预处理碳源快速分离装置，其特征在于，所述浓缩机构的污泥出口与脱水机构连通。
4.根据权利要求1所述的污水预处理碳源快速分离装置，其特征在于，所述VF填料为螺旋孔隙结构或蜂窝状结构。
5.一种污水处理方法，其特征在于，其在权利要求1-4中任一项所述的污水预处理碳源快速分离装置中进行，且包括如下步骤：S1、将污水与絮凝剂混合进行初步混合，得到第一混合物；S2、将第一混合物引入沉淀池中进行混合沉淀，沉淀池中由上而下设置填充VF填料的混合区、引入微砂的沉淀区，并在沉淀池底部由下而上进行气提混合；经所述混合沉淀在所述沉淀池的上部和下部分别得到净水和泥砂沉淀物；S3、将所述泥砂沉淀物进行泥砂分离，得到微砂和污泥；S4、将所述微砂循环用于S2中引入沉淀区；S5、将所述污泥进行浓缩分离。
6.根据权利要求5所述的污水处理方法，其特征在于，S1中，相对于污水，所述絮凝剂以硫酸铁的质量计的用量为100-2000mg/L。
7.根据权利要求5所述的污水处理方法，其特征在于，S1中，所述絮凝剂为聚合氯化铁、聚合硫酸铁、聚丙烯酰胺，或者聚合氯化铝和聚合硫酸铁的组合。
8.根据权利要求5所述的污水处理方法，其特征在于，S2中，VF填料的填充高度为0.6-2.7m。
9.根据权利要求5所述的污水处理方法，其特征在于，还包括：S6、将S5所得浓缩污泥排出，后续进行脱水。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种污水预处理碳源快速分离装置和污水处理方法，解决现有技术中传统的沉淀分离工艺技术，存在占地面积大、停留时间长、工艺流程长、分离效果差等缺点，适用于市政污水等其他污水，采用絮凝剂结合微砂以及VF填料和气提混合方式，能够快速沉淀分离高碳源的悬浮物和胶体；并且可以分离回收利用微砂。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
第一方面，提供一种污水预处理碳源快速分离装置，包括：
沉淀池，其上部具有进水口、出水口，且其下部具有排污口，其内部由上到下依次为混合区和沉淀区，且沉淀区的底部安装有气提机构，沉淀区的侧面设有进砂口；
VF填料，其填充在所述混合区内，且其内部具有若干孔隙；
絮凝剂进口管；
进水管，其与所述进水口连通，用于向沉淀池送入污水；且所述进水管的侧面设有开口且该开口与所述絮凝剂进口管连通；
微砂进口管，其与所述进砂口连通，用于向沉淀区送入微砂；
出水管，其一端为出水端，另一端为封闭端且封闭端穿过所述出水口伸入沉淀池内且位于混合区的上方，所述出水管的侧面顶部沿其轴向方向开设有间隔设置的排水口，用于使得来自于混合区上方的水经过排水口进入出水管内而排出；
泥砂分离器，其具有进口、污泥出口、微砂出口，所述进口与所述沉淀池的排污口通过气提管连通；
浓缩机构，其与所述泥砂分离器的污泥出口连通。
其中优选地，所述泥砂分离器的微砂出口通过回流管道与所述微砂进口管连通。
其中优选地，所述浓缩机构的污泥出口与后续的脱水机构连通。
其中优选地，所述VF填料为螺旋孔隙结构或蜂窝状结构。
可以理解的是，所述气提机构为在沉淀区底部布置的平铺曝气管。可以理解的是，所述VF填料顶部紧挨出水管底部。
第二方面，提供一种污水处理方法，其在第一方面所述的污水预处理碳源快速分离装置中进行，且包括如下步骤：
S1、将污水与絮凝剂混合进行初步混合，得到第一混合物；
S2、将第一混合物引入沉淀池中进行混合沉淀，沉淀池中由上而下设置填充VF填料的混合区、引入微砂的沉淀区，并在沉淀池底部由下而上进行气提混合；经所述混合沉淀在所述沉淀池的上部和下部分别得到净水和泥砂沉淀物；
S3、将所述泥砂沉淀物进行泥砂分离，得到微砂和污泥；
S4、将所述微砂循环用于S2中引入沉淀区；
S5、将所述污泥进行浓缩分离。
其中优选地，S1中，相对于污水，所述絮凝剂以硫酸铁的质量计的用量为100-2000mg/L、优选1500-1800mg/L。该优选方案，能够加速污染物破稳，更利于污染物吸附后续形成絮体。更优选地，所述絮凝剂为
其中优选地，S1中，所述絮凝剂为铁盐或有机絮凝剂或复合絮凝剂。
所述铁盐优选为聚合氯化铁(PFC)以及聚合硫酸铁(PFS)。所述有机絮凝剂优选为聚丙烯酰胺(PAM)。复合絮凝剂为聚合氯化铝和聚合硫酸铁的组合。
优选地，所述絮凝剂为聚合氯化铁、聚合硫酸铁、聚丙烯酰胺，或者聚合氯化铝和聚合硫酸铁的组合。
其中优选地，S2中，所述VF填料的填充高度为0.6-2.7m。该优选方案，能够使大水量进入混合区后在VF填料内进行充分的快速混合絮凝，更利于污染物吸附沉淀。
其中优选地，S2中，根据小剂量絮凝实验所产生的絮体的量来确定微砂投加的量，只要能快速沉淀分离高碳源的悬浮物和胶体即可。
可以理解的是，在沉淀区内微砂沉淀分离高碳源的悬浮物和胶体，生成絮凝团，该絮凝团和微砂不会进入VF填料区域内，会被VF填料截留。
本发明中，污水进入混合区，通过气提曝气，在混合区、沉淀区均形成旋流，既促进VF填料区域内的混合絮凝，又能促进在沉淀区内污染物絮体和微砂混合，加速沉淀。
其中优选地，还包括：S6、将S5所得浓缩污泥直接进入后续脱水环节。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，先将污水采用絮凝剂进行初步絮凝处理，预先过滤去除其中的悬浮和颗粒物质，再特别的设置由上而下的混合区和沉淀区，并在混合区设置带孔隙的填料能够进行水力混合，不仅均匀了水力分布，而且促使水流上升过程中因势不断地改变方向，活性污泥会因惯性的作用而被截留，进一步提高了活性污泥固液分离效率。本发明解决大水量难混合的问题，并且在混合的中可以使絮凝剂、微砂高效快速混合，在填料的分离作用下，加之气提机构的气提混合协助混合，能够大幅度缩短沉降时间，提高处理效果；其中微砂可以加速絮凝结团密实，絮体颗粒体积增大，缩短了沉淀池的停留时间，实现快速固液分离，从而实现了大量的连续的出水。优选方案中可回收利用微砂，增大了经济效益。
本发明的处理方法，将絮凝、微砂、VF填料和气提混合进行有机结合，能够进行快速高效混合，大幅度缩短沉降时间，提高处理效果；且能实现连续的排出净水。
（发明人：胡伟;李明;冯薇;李颖）
