一种活性污泥污水处理装置及其处理方法
【专利摘要】本发明属于污水处理【技术领域】，尤其涉及一种活性污泥污水处理装置及其处理方法。该污水处理装置，包括池体，所述池体包括位于所述池体中心由围挡形成的曝气区，以及位于所述曝气区周围的沉淀区，所述围挡的底部与所述池体的底面之间设置有用于连通所述曝气区和所述沉淀区的过水断面。本发明所提供的污水处理装置及其处理方法将活性污泥污水处理方法的两个基本步骤（曝气和沉淀）合并在一个池体内同时完成，从而减少了大量土建结构，并降低了大部分结构的强度需求，使构筑物土建结构造价大幅度降低，此外还降低了装置采购和安装的造价，并降低了运行费用，而且由于曝气和沉淀可同时进行，因此提高了工作效率。
【专利说明】一种活性污泥污水处理装置及其处理方法
【技术领域】
[0001]本发明属于污水处理【技术领域】，尤其涉及一种活性污泥污水处理装置及其处理方法。
【背景技术】
[0002]活性污泥污水处理方法，是污水处理的一种传统方法，自一百年前问世以来，至今为止一直是生活污水、城市污水以及多种生化性良好的工业废水的主要处理方法，具有方法可靠、出水水质好、运行费用低等优点。
[0003]目前传统活性污泥污水处理在实际工程应用中主要通过曝气和沉淀对污水进行处理，然而，由于曝气和沉淀必须分别进行，因而目前现有的活性污泥污水处理方法中用于曝气和沉淀的池体大都是分建的，即曝气池和沉淀池各自独立，并且需要有专门装置，如刮吸泥机、污泥回流泵等，用于回流污泥，保持曝气池中的污泥浓度。即使有合建的情况，也都是分两个池子独立运行，并采用回流设施，如刮泥机、回流泵等将沉淀区的污泥回流至曝气区中。由于两个池子是分建的，导致构筑物土建结构造价较高，同时所需要的装置较多，从而造价成本较高，而且运行费用也较高。此外，也有人提出将曝气和沉淀合并在一个池体内完成，如SBR方法，该方法虽然是在同一个池体内，但曝气和沉淀必须分时序进行，而不能同时完成，当一组池子处于曝气阶段时，沉淀阶段仍然只能在其它池体内进行，这样导致工作效率较低。因而，急需一种新的活性污泥污水处理装置和方法来克服上述缺陷。
【发明内容】
[0004](一)要解决的技术问题
[0005]本发明的目的是提供一种造价成本低、运行费用低且工作效率高的活性污泥污水处理装置及其处理方法。
[0006](二)技术方案
[0007]为解决上述技术问题，本发明提供一种活性污泥污水处理装置，包括池体，其中，所述池体包括位于所述池体中心由围挡形成的曝气区，以及位于所述曝气区周围的沉淀区，所述围挡的底部与所述池体的底面之间设置有用于连通所述曝气区和所述沉淀区的过水断面。
[0008]其中，所述池体采用周围带边坡的土工结构，所述池体的底面和边坡由防渗膜或钢筋混凝土覆盖。
[0009]其中，所述围挡包括立柱以及固定在所述立柱上的HDPE膜。
[0010]其中，所述过水断面的高度为0.1倍所述池体的深度。
[0011]其中，在所述围挡的底部设置有用于调节过水断面高度的悬挂式可调高度的挡板。
[0012]其中，在所述池体顶部的四周设置出水渠或穿孔出水管。
[0013]其中，在所述沉淀区设置有将过多的污泥向外排出的剩余污泥泵。
[0014]其中，在所述曝气区中设有厌氧区。
[0015]其中，在所述曝气区中分别设有好氧区、缺氧区，以及位于所述好氧区将曝气之后的泥水混合液抽入所述缺氧区的回流污泥泵。
[0016]本发明还提供了一种污水处理方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0017](1)将污水引入池体中的曝气区，并使用外部的鼓风机向所述曝气区曝气。
[0018](2)所述曝气区的泥水混合液从围挡底部的过水断面流入沉淀区沉淀，沉淀的污泥通过所述过水断面与所述曝气区的泥水混合液进行泥水交换。
[0019](3)将所述沉淀区上方的水引出。
[0020](4)将沉淀的过量污泥向外排出。
[0021]其中，所述步骤(3)中的水通过位于所述池体顶部四周的出水渠或穿孔出水管收集之后排出。
[0022]其中，在步骤(2)之后还包括通过所述剩余污泥泵将部分污泥抽入所述厌氧区进行除磷的步骤。
[0023]其中，在步骤(2)之后还包括通过设置在所述缺氧区的回流污泥泵将曝气之后的泥水混合液抽入所述缺氧区进行脱氮的步骤。
[0024](三)有益效果
[0025]上述技术方案所提供的活性污泥污水处理装置及处理方法，将活性污泥污水处理方法的两个基本步骤(曝气和沉淀)合并在一个池体内同时完成，以池中区域为曝气区，周边区域为沉淀区，在曝气区的底部与池体的底面之间设有用于连通曝气区和沉淀区的过水断面，使得沉淀区的污泥通过过水断面内外侧的水流紊动作用回流至曝气区，以替代传统活性污泥污水处理方法中的刮吸泥机和回流泵等装置，这样减少了大量土建结构，并降低了大部分结构的强度需求，使构筑物土建结构造价大幅度降低，同时降低了装置采购和安装的造价，并降低了运行费用，而且由于曝气和沉淀可同时进行，因此提高了工作效率。此夕卜，该装置结构简单，制造方便。进一步地，池体采用周围边坡的形式，可直接利用土工池体，并在池体和周围边坡上敷设防渗膜或者采用适当厚度的钢筋混凝土结构用于防渗，使得土建投资大幅度降低。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是活性污泥污水处理装置的一个优选实施例的平面图；
[0027]图2是图1中的活性污泥污水处理装置的结构示意图；
[0028]其中:1_曝气区；2_沉淀区；3_泥水分界面；4_出水渠；5_围挡；6_剩余污泥泵；7-挡板；8_立柱；9_鼓风机；10-曝气头。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0030]图1和图2所示为本发明的活性污泥污水处理装置的一个优选实施例。根据该实施例，该处理装置包括池体，位于池体内的曝气区1和沉淀区2。
[0031]其中，池体是一个带有周边边坡的土工池体，在边坡和池底的上方覆盖防渗膜。需要说明的是，池底和边坡也可采用适当厚度的钢筋混凝土结构，由于有池体作为支撑，混凝土只起到抗渗和维护作用，因而壁厚和钢筋密度可大大降低，优选钢筋混凝土结构的厚度为10cm。池深采用3-6m深，具体深度根据水量和地质条件确定；边坡采用45-60度，具体角度根据土质和方法需求而定。
[0032]曝气区1是以池体的底面为边界或稍小于池体的底面，由围挡5围成的中心区域；沉淀区2是围挡与池体四面边坡之间形成的断面大致为三角形的区域。围挡5底部与池体底面之间留有适当高度的过水断面，以保证曝气区和沉淀区的泥水交换。由于曝气区1与沉淀区2是连通的，因而围挡5的内外侧之间不存在压差，所以对用于做围挡5的材料的强度的要求可大大降低。本发明中的围挡优选采用高密度聚乙烯(High DensityPolyethylene，简称为“HDPE”)膜材料，在中心曝气区1边沿间隔适当距离设置钢砼或钢管作为立柱8，间距可为10m左右。HDPE膜采用铆钉或其它方式固定在立柱8上。需要说明的是，围挡5也可采用其它材料，如钢混、砖砌、钢板等制成。
[0033]过水断面的高度根据水量大小计算确定。过小会导致水流紊动作用带入曝气区1的污泥量过少，使曝气区1污泥大量进入沉淀区，导致沉淀区2负荷过高，从而影响处理效果。过大则会造成水流紊动作用过强，使曝气区1内污泥浓度过高，同时水流紊动作用会造成沉淀区2的沉淀效果不稳定，使出水效果受到影响。优选过水断面的高度采用约0.1倍池体的深度。此外，在围挡5的底部设置悬挂式可调高度的挡板7，用以调节围挡5底部与池体底面之间的过水断面的高度，从而调节曝气区1和沉淀区2的泥水交换程度，进而调节曝气区1和沉淀区2的污泥量。
[0034]曝气区1的曝气方式可以采用底曝、表曝等多种目前常用的曝气方式。在该实施例中，曝气区1的底部设置有曝气头10和空气管道，其中空气管道与位于池体外部的鼓风机9连接，以便于使用鼓风机9向曝气区1曝气。
[0035]工作时，污水进入曝气区1，经过曝气处理后，泥水混合液通过过水断面进入沉淀区2，经沉淀后的水外排，沉淀的污泥在围挡5下方的过水断面处与曝气区1混合液通过水流紊动作用进行泥水交换，从而保证曝气区的污泥量稳定，并同时保证沉淀区1的泥水界面高度保持稳定。该污水处理装置将活性污泥污水处理中两个基本步骤——曝气和沉淀——合并在一个池体内同时完成，从而减少了大量土建结构，降低了大部分结构的强度需求，从而使构筑物土建结构造价大幅度降低，同时由于减少了大量装置，降低了装置采购和安装的造价，并降低了运行费用，同时由于曝气和沉淀同时进行，因此提高了工作效率。
[0036]进一步地，在池体顶部的四周设置出水渠4或穿孔出水管，用于将处理之后的水收集然后外排。优选地，该出水渠4的内侧采用可调出水堰。
[0037]进一步地，在沉淀区2中设置剩余污泥泵6，用于将污泥区过多的污泥排出。
[0038]进一步地，当需要对污水进行除磷时，可在曝气区1中设置由围挡形成的厌氧区(未示出)，通过剩余污泥泵6向厌氧区中回流部分污泥以便进行除磷。
[0039]进一步地，当需要对污水进行脱氮时，可在曝气区1中设置由围挡分隔成的缺氧区(未示出)和好氧区(未示出)，并在好氧区中设置回流污泥泵(未示出)，以将曝气之后的泥水混合液抽入缺氧区中进行脱氮反应，此外，在缺氧区中设置搅拌装置(未示出)，以便使曝气之后的泥水混合液充分反应。
[0040]利用上述处理装置对污水进行处理的处理方法主要包括以下步骤:
[0041](1)将污水引入池体中的曝气区1，并使用外部的鼓风机9向曝气区曝气。
[0042](2)曝气区1的泥水混合液从围挡5底部的过水断面流入沉淀区2沉淀，沉淀的污泥通过围挡5底部的过水断面处的水流紊动作用与曝气区1的泥水混合液进行泥水交换，从而保证曝气区1的污泥量稳定，并同时保证沉淀区的泥水界面3高度保持稳定。
[0043](3)将沉淀区2的上清液即处理过的水引出。
[0044](4)将沉淀的过量污泥排出。
[0045]进一步地，步骤(3)中的水通过位于池体顶部四周的出水渠4或穿孔出水管收集之后向外排放至或输送至深度处理场所。
[0046]进一步地，在步骤(2)之后还包括通过剩余污泥泵6将部分污泥抽入厌氧区进行除磷的步骤。
[0047]进一步地，在步骤(2)之后还包括通过设置在缺氧区的回流污泥泵(未示出)将曝气之后的泥水混合液抽入缺氧区进行脱氮的步骤。
[0048]本方法的主要工艺方法参数，如污泥负荷、沉淀表面负荷、曝气量、过量污泥排放量等均可参照常规活性污泥污水处理方法的计算方法予以计算确定。对于市政污水，单池处理规模建议低于10000吨/d。如处理水量超过10000吨/d，可采用多组并联运行的方式。对于10000吨/d的典型市政污水，如采用圆形池体，中心曝气区的直径可采用36m，池深采用5m，池边坡坡度采用45度。对于100吨/d的生活污水，中心曝气区直径可采用5m，深度取4m，边坡坡度60度，即可满足要求。
[0049]以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关【技术领域】的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。例如，曝气区1和沉淀区2的泥水交换程度也可通过改变围挡5附近曝气头10出气量的方式来调节。因此所有等同的技术方案也属于本发明的保护范畴。
【权利要求】
1.一种活性污泥污水处理装置，包括池体，其特征在于，所述池体包括位于所述池体中心由围挡形成的曝气区，以及位于所述曝气区周围的沉淀区，所述围挡的底部与所述池体的底面之间设置有用于连通所述曝气区和所述沉淀区的过水断面。
2.根据权利要求1所述的活性污泥污水处理装置，其特征在于，所述池体采用周围带边坡的土工结构，所述池体的底面和边坡由防渗膜或钢筋混凝土覆盖。
3.根据权利要求1所述的活性污泥污水处理装置，其特征在于，所述围挡包括立柱以及固定在所述立柱上的HDPE膜。
4.根据权利要求1所述的活性污泥污水处理装置，其特征在于，所述过水断面的高度为0.1倍所述池体的深度。
5.根据权利要求1所述的活性污泥污水处理装置，其特征在于，在所述围挡的底部设置有用于调节过水断面高度的悬挂式可调高度的挡板。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的活性污泥污水处理装置，其特征在于，在所述池体顶部的四周设置出水渠或穿孔出水管。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的活性污泥污水处理装置，其特征在于，在所述沉淀区设置有将过多的污泥向外排出的剩余污泥泵。
8.根据权利要求7所述的活性污泥污水处理装置，其特征在于，在所述曝气区中设有厌氧区。
9.根据权利要求1-5中任一项所述的活性污泥污水处理装置，其特征在于，在所述曝气区中分别设有好氧区、缺氧区，以及位于所述好氧区将曝气之后的泥水混合液抽入所述缺氧区的回流污泥泵。
10.利用根据权利要求1-9中任一项所述的活性污泥污水处理装置进行污水处理的方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)将污水引入池体中的曝气区，并使用外部的鼓风机向所述曝气区曝气。 (2)所述曝气区的泥水混合液从围挡底部的过水断面流入沉淀区沉淀，沉淀的污泥通过所述过水断面与所述曝气区的泥水混合液进行泥水交换。 (3)将所述沉淀区上方的水引出。 (4)将沉淀的过量污泥向外排出。
11.根据权利要求10所述的污水处理方法，其特征在于，所述步骤(3)中的水通过位于所述池体顶部四周的出水渠或穿孔出水管收集之后排出。
12.根据权利要求10所述的污水处理方法，其特征在于，在步骤(2)之后还包括通过所述剩余污泥泵将部分污泥抽入所述厌氧区进行除磷的步骤。
13.根据权利要求10所述的污水处理方法，其特征在于，在步骤(2)之后还包括通过设置在所述缺氧区的回流污泥泵将曝气之后的泥水混合液抽入所述缺氧区进行脱氮的步骤。
【文档编号】C02F3/12GK104418430SQ201310404119
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年9月6日 优先权日:2013年9月6日
【发明者】王旭, 李星文, 袁琳, 刘俊红, 张平, 葛志强, 李子言 申请人:浦华环保有限公司, 紫光环保有限公司