一种污水生化处理装置的制作方法

1.本实用新型涉及污水处理技术领域，特别地，涉及一种污水生化处理装置。


背景技术：

2.污水生物处理是使废水与微生物混合接触，利用微生物体内的生物化学作用分解废水中的有机物和某些无机毒物(如氰化物、硫化物等)，使不稳定的有机物和无机毒物转化为无毒物质的一种污水处理方法，主要去除污水中的cod、氮、磷等污染物，污水生化处理污染物去除效率高、成本低廉，是大多数污水处理工艺的核心。
3.污水生物处理一般可以分为两大类，即好氧处理和厌氧处理。好氧处理是在曝气的作用下利用好氧微生物的新陈代谢活动去除废水中的污染物，常见的好氧处理工艺有活性污泥法(a2/o、sbr、cass、cast、mbr、氧化沟等工艺)、生物膜法(生物接触氧化法、曝气生物滤池、生物转盘等工艺)；厌氧处理是在隔绝氧气的情况下利用厌氧微生物的新陈代谢作用去除废水中的污染物，常见的厌氧工艺有水解酸化、uasb、abf、ic等工艺。
4.实现污水生物脱氮除磷的必要条件是创造厌氧、缺氧和好氧环境，现有技术均采用以下两种方式之一：
①
空间模式，如a2/o工艺，其厌氧、缺氧和好氧环境在不同空间内实现，多个反应器串联，构造复杂；需大流量的混合液内回流(200％～400％)和污泥回流(50％～100％)，能耗和运行成本高；脱氮和除磷效率难以同步提高；
②
时间模式，如sbr工艺，在同一个反应器内按时间序批式运行，实现厌氧、缺氧和好氧环境，该技术无法连续进水，控制复杂，仅适用于小规模污水处理。


技术实现要素：

5.本实用新型提供了一种污水生化处理装置，以解决现有装置存在的需多个反应器串联、构造复杂、存在大量混合液和污泥的内回流、能耗和运行成本高、无法实现连续进水及控制复杂的技术问题。
6.本实用新型采用的技术方案如下：
7.一种污水生化处理装置，包括：用于提供废水生化反应场所的反应筒，反应筒的上端连接有用于送入待反应废水的进水管，及用于将反应后的废水向外排出的出水管，进水管和出水管配合作业，以使反应筒内形成连续反应；反应筒的下端设有沿其周向依次间隔设置的多组循环射流装置和多组曝气射流装置，多组循环射流装置配合作用，使反应筒内废水和活性污泥组成的泥水混合液沿周向间歇或连续循环流动，多组曝气射流装置配合作用，使泥水混合液沿周向带状曝气流动，进而使反应筒内形成好氧环境、或缺氧-厌氧环境、或同步硝化反硝化环境。
8.进一步地，循环射流装置包括设置于反应筒外的循环泵、进流管、连接于进流管中的第一开关阀、循环水管、连接于循环水管中的第二开关阀、多个第一喷嘴；进流管位于反应筒外，其进水端穿过反应筒侧壁后伸入反应筒内，其相对的出水端连接循环泵的进口；循环水管的进水端连接循环泵的出口，其相对的出水端穿过反应筒的侧壁后朝中心延伸，且
循环水管的出水端端部封闭；多个第一喷嘴位于循环水管的同一侧，且沿循环水管的长度方向依次设置，并分别与循环水管连通。
9.进一步地，循环水管沿反应筒的径向延伸，且循环水管位于反应筒内的长度为反应筒半径的80％～90％；多个第一喷嘴沿循环水管的长度方向均匀间隔布设，且各第一喷嘴的直径为循环水管直径的20％～50％。
10.进一步地，第一喷嘴与循环水管在水平面内投影具有70
°
～90
°
夹角，且第一喷嘴与循环水管在竖直面内投影具有1
°
～10
°
夹角。
11.进一步地，曝气射流装置包括设置于反应筒外的鼓风机、曝气干管、多根曝气支管、连接于各曝气支管上的多个曝气器；曝气干管的进气端连接鼓风机，其相对的出气端穿过反应筒的侧壁后伸入反应筒内；多根曝气支管分设于曝气干管的外周，且沿曝气干管的长度方向依次设置，并各曝气支管分别与曝气干管连通。
12.进一步地，曝气干管沿反应筒的径向延伸，且曝气干管位于反应筒内的长度为反应筒半径的80％～90％；多根曝气支管对称分设于曝气干管的两侧，且各曝气支管与曝气干管垂直连通，并各曝气支管的长度为反应筒半径的10％～30％；反应筒内曝气器分布区域的面积占反应筒底面积的15％～40％。
13.进一步地，多组循环射流装置沿反应筒的周向均匀间隔布设；多组曝气射流装置沿反应筒的周向均匀间隔布设，且多组曝气射流装置和多组循环射流装置沿反应筒的周向一一交错布置。
14.进一步地，反应筒呈中空筒状；进水管和出水管相对设置，且分别连接于反应筒的侧壁上；一种污水生化处理装置还包括用于放空反应筒的放空管，及连接于放空管中的第三开关阀，放空管连接于反应筒底端的侧壁上。
15.进一步地，污水生化处理装置还包括用于使活性污泥附着的悬浮填料，悬浮填料悬浮于反应筒内。
16.进一步地，一种污水生化处理装置还包括用于过滤拦截悬浮填料的筛网；筛网分别连接于放空管的进水端、出水管的进水端、循环射流装置的进流端上。
17.本实用新型具有以下有益效果：
18.本实用新型装置，可根据不同的运行模式在单级反应器、连续流条件下实现好氧模式、缺氧-厌氧模式、同步硝化反硝化模式，及好氧模式、缺氧-厌氧模式、同步硝化反硝化模式的任意组合模式等多种工作模式，使反应筒内污水中的溶解氧在不同空间、不同时间分布不均匀，在反应筒内部形成数量众多且微小的厌氧、缺氧和好氧区域，分别为厌氧菌、反硝化细菌及硝化细菌的作用提供了优势环境，且无需a2/0工艺的内回流、无需多个反应器串联，构造与运行维护简单，适用范围广，在满足有效去除废水中cod、bod等污染物的同时，可有效去除tn、nh
3-n、tp，同时解决了现有a2/o技术需多个池体组合、sbr技术仅能序批式运行不能连续进水的共性技术问题；现有常规的射流曝气均为点状曝气，容积较大的生化池，特别是直径较大圆柱形生化池，虽然采用布置多个曝气器进行曝气，但仍然会存在曝气死角，导致反应筒内死角区域无法充氧且出现污泥沉积的现象，进而减小生化池的有效容积，导致污染物去除效率降低，本实用新型装置中，通过设置多组循环射流装置，在反应筒内形成间歇或者连续的循环水流，使进入反应筒内的废水与反应筒内预设的活性污泥充分接触、混合均匀，实现反应筒内无死角的完全混合，消除反应筒内曝气与搅拌的死角，解
决大直径圆柱形曝气池内采用曝气器存在的该上述问题。
19.除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
20.构成本技术的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
21.图1是本实用新型优选实施例的一种污水生化处理装置的俯视结构示意图；
22.图2是图1中a-a向剖视主视结构示意图；
23.图3是图1中b-b向剖视结构示意图。
24.图例说明
25.21、反应筒；22、进水管；23、出水管；25、循环射流装置；251、进流管；252、第一开关阀；253、循环水管；254、第二开关阀；255、第一喷嘴；256、循环泵；26、曝气射流装置；261、曝气干管；262、曝气支管；263、曝气器；27、放空管；28、第三开关阀。
具体实施方式
26.以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
27.参照图1，本实用新型的优选实施例提供了一种污水生化处理装置，包括：用于提供废水生化反应场所的反应筒21，反应筒21的上端连接有用于送入待反应废水的进水管22，及用于将反应后的废水向外排出的出水管23，进水管22和出水管23配合作业，以使反应筒21内形成连续反应。反应筒21的下端设有沿其周向依次间隔设置的多组循环射流装置25和多组曝气射流装置26，多组循环射流装置25配合作用，使反应筒21内废水和活性污泥组成的泥水混合液沿周向间歇或连续循环流动，多组曝气射流装置26配合作用，使泥水混合液沿周向带状曝气流动，进而使反应筒21内形成好氧环境、或缺氧-厌氧环境、或同步硝化反硝化环境。
28.本实用新型的一种污水生化处理装置工作时，外部待反应的废水由进水管22送入反应筒21，经反应筒21内微生物的生物化学作用后，再由出水管23向外排出，从而形成连续反应；反应时，反应筒21内的废水和活性污泥组成的泥水混合液在多组循环射流装置25的配合作用下，沿周向间歇或连续循环流动，和/或在多组曝气射流装置26的配合作用下，沿周向带状曝气流动，从而使反应筒21内形成好氧环境、或缺氧-厌氧环境、或同步硝化反硝化环境。
29.本实用新型装置，可根据不同的运行模式在单级反应器、连续流条件下实现好氧模式、缺氧-厌氧模式、同步硝化反硝化模式，及好氧模式、缺氧-厌氧模式、同步硝化反硝化模式的任意组合模式等多种工作模式，使反应筒21内污水中的溶解氧在不同空间、不同时间分布不均匀，在反应筒21内部形成数量众多且微小的厌氧、缺氧和好氧区域，分别为厌氧菌、反硝化细菌及硝化细菌的作用提供了优势环境，且无需a2/0工艺的内回流、无需多个反应器串联，构造与运行维护简单，适用范围广，在满足有效去除废水中cod、bod等污染物的
同时，可有效去除tn、nh
3-n、tp，同时解决了现有a2/o技术需多个池体组合、sbr技术仅能序批式运行不能连续进水的共性技术问题；现有常规的射流曝气均为点状曝气，容积较大的生化池，特别是直径较大圆柱形生化池，虽然采用布置多个曝气器进行曝气，但仍然会存在曝气死角，导致反应筒内死角区域无法充氧且出现污泥沉积的现象，进而减小生化池的有效容积，导致污染物去除效率降低，本实用新型装置中，通过设置多组循环射流装置25，在反应筒21内形成间歇或者连续的循环水流，使进入反应筒21内的废水与反应筒内预设的活性污泥充分接触、混合均匀，实现反应筒内无死角的完全混合，消除反应筒内曝气与搅拌的死角，解决大直径圆柱形曝气池内采用曝气器存在的该上述问题。
30.可选地，如图1所示，循环射流装置25包括设置于反应筒21外的循环泵256、进流管251、连接于进流管251中的第一开关阀252、循环水管253、连接于循环水管253中的第二开关阀254、多个第一喷嘴255。进流管251位于反应筒21外，其进水端穿过反应筒21侧壁后伸入反应筒21内，其相对的出水端连接循环泵256的进口。循环水管253的进水端连接循环泵256的出口，其相对的出水端穿过反应筒21的侧壁后朝中心延伸，且循环水管253的出水端端部封闭。多个第一喷嘴255位于循环水管253的同一侧，且沿循环水管253的长度方向依次设置，并分别与循环水管253连通。工作时，循环泵256启动，第一开关阀252和第二开关阀254开启，反应筒21内的泥水混合液首先进入进流管251，然后通过循环泵256后再进入循环水管253，最后由循环水管253上连接的多个第一喷嘴255向外喷出，从而形成沿周向的循环流动。
31.本可选方案中，如图1和图2所示，循环水管253沿反应筒21的径向延伸，以便使泥水混合液形成沿周向良好的循环流，且循环水管253位于反应筒21内的长度为反应筒21半径的80％～90％，以形成尽可能沿反应筒21整个断面上的循环流，进而使废水与活性污泥充分接触、均匀混合，提高废水生化处理效果和反应效率。多个第一喷嘴255沿循环水管253的长度方向均匀间隔布设，以形成沿反应筒21整个断面上均匀设置的循环流，进而提高废水与活性污泥的混合均匀性，且各第一喷嘴255的直径为循环水管253直径的20％～50％，使由第一喷嘴255喷射的射流具有一定的初始动力，进而便于形成周向的循环流。
32.优选地，如图3所示，第一喷嘴255与循环水管253在水平面内投影具有70
°
～90
°
夹角b，且第一喷嘴255与循环水管253在竖直面内投影具有1
°
～10
°
夹角a，使反应筒21内形成间歇或连续循环且呈螺旋形的循环水流，进而使废水与活性污泥混合的更加充分、均匀。
33.可选地，如图1和图2所示，曝气射流装置26包括设置于反应筒21外的鼓风机、曝气干管261、多根曝气支管262、连接于各曝气支管262上的多个曝气器263。曝气干管261的进气端连接鼓风机，其相对的出气端穿过反应筒21的侧壁后伸入反应筒21内。多根曝气支管262分设于曝气干管261的外周，且沿曝气干管261的长度方向依次设置，并各曝气支管262分别与曝气干管261连通。工作时，鼓风机开启，空气进入曝气干管261，然后再由曝气干管261分别进入各曝气支管262，最后由各曝气支管262上连通的各曝气器263向外喷出，从而形成带状曝气混合流。
34.本可选方案中，曝气干管261沿反应筒21的径向延伸，以便使泥水混合液形成沿周向良好的带状曝气流，且曝气干管261位于反应筒21内的长度为反应筒21半径的80％～90％，以形成尽可能沿反应筒21整个断面上的带状曝气流，进而使废水与活性污泥组成的混合液与空气充分接触、均匀混合。多根曝气支管262对称分设于曝气干管261的两侧，且各
曝气支管262与曝气干管261垂直连通，以便沿反应筒21的径线方向均匀曝气，并各曝气支管262的长度为反应筒21半径的10％～30％。反应筒21内曝气器263分布区域的面积占反应筒21底面积的15％～40％，保证反应筒21内需氧充足的前提下，尽可能小的占用反应筒21的内部空间。
35.可选地，如图1所示，多组循环射流装置25沿反应筒21的周向均匀间隔布设，提高废水和活性污泥沿周向混合的均匀性，提高混合质量，且有效防止活性污泥沉降。多组曝气射流装置26沿反应筒21的周向均匀间隔布设，且多组曝气射流装置26和多组循环射流装置25沿反应筒21的周向一一交错布置，使反应筒21内泥水混合液与空气混合均匀、充分。
36.可选地，如图1和图2所示，反应筒21呈中空筒状。本可选方案中，圆柱形反应筒21由圆形底板和环形侧壁构成，顶部有顶盖的封闭筒，也可选择无顶盖的敞口筒；反应筒21采用碳钢防腐材质或者不锈钢材质或者钢筋混凝土材质。进水管22和出水管23相对设置，且分别连接于反应筒21的侧壁上，避免由进水管22送入的废水直接由出水管23排出而形成短流。可选地，一种污水生化处理装置还包括用于放空反应筒21的放空管27，及连接于放空管27中的第三开关阀28，放空管27连接于反应筒21底端的侧壁上。
37.本实用新型装置工作模式如下：
38.工作模式1：好氧模式，循环泵256运行，第一开关阀252开启，鼓风机运行，向反应筒21内曝气，使反应筒21内的溶解氧不低于1.5mg/l，第二开关阀254间歇或者连续开启，控制循环水管253间歇或连续运行，使反应筒21内形成间歇或者连续的螺旋形循环水流，防止活性污泥沉降，在该模式下，反应筒21内的微生物处于好氧环境，反应筒21的主要功能是去除废水中的cod、bod，并将氨氮转化为硝态氮，使活性污泥吸收污水中的磷。
39.工作模式2：缺氧-厌氧模式，第一开关阀252和第二开关阀254均开启，鼓风机停机动作，不向反应筒21内供氧，反应筒21内溶解氧不高于0.3mg/l。循环泵256间歇或连续开启使循环水管253间歇或连续运行，反应筒21内形成间歇或者连续的螺旋形循环水流，防止活性污泥沉降，在该模式下，反应筒21内的微生物处于缺氧-厌氧环境，反应筒21的主要功能是反硝化脱氮、厌氧释磷。
40.工作模式3：同步硝化反硝化模式，循环泵256间歇运行，第一开关阀252和第二开关阀254开启，鼓风机间歇动作，且循环泵256和鼓风机交替运行，在该模式下反应筒21内部的平均溶解氧不高于0.5mg/l，反应筒21内的水力流态为间歇性的螺旋形循环水流、带状曝气混合流态、静置沉降三种状态，使反应筒21内污水中的溶解氧在不同空间、不同时间分布不均匀，在反应筒21内部不同区域形成了数量众多且微小的缺氧区和好氧区，分别为反硝化细菌和硝化细菌的作用提供了优势环境，使得反应筒21内部硝化和反硝化作用的同时进行，实现同步硝化反硝化脱氮，同时去除cod、bod5；当进水中碳源不足时，向反应筒21内补充投加碳源可获得更高的总氮去除率。
41.工作模式4：前述工作模式1～工作模式3的组合模式，在该模式下，反应筒21内污水处理过程经历工作模式1、工作模式2，或者经历工作模式1、工作模式2、工作模式3，为反应筒21内的微生物营造不同的微环境，通过反应筒21内部的微生物的新陈代谢，去除进水中的cod、bod、nh
3-n、tn和磷。
42.可选地，污水生化处理装置还包括用于使活性污泥附着的悬浮填料，悬浮填料悬浮于反应筒21内，悬浮填料用于使反应筒21内的活性污泥附着在其上，进而使反应筒21内
微生物的浓度较常规活性污泥法提高1倍以上，达到8g/l以上，从而减小生物反应器的容积，节约工程建设投资。本可选方案中，反应筒21内可根据需要投加悬浮填料，其密度为0.92～0.98g/cm3，其投加量为反应筒21体积的25％～50％，在反应筒21内呈悬浮状态。
43.进一步地，一种污水生化处理装置还包括用于过滤拦截悬浮填料的筛网。筛网分别连接于放空管27的进水端、出水管23的进水端、循环射流装置25的进流端上。
44.采用本装置处理一种高cod、高氨氮废水，进水水质cod：8500mg/l，bod5：4000mg/l，tn：1950mg/l，nh
3-n：1800mg/l，tp：30mg/l，ss：6200mg/l，ph：7.5～8。采用同步硝化反硝化运行模式，循环泵256、鼓风机间歇运行，第一开关阀252和第二开关阀254均开启，且鼓风机和循环泵256交替运行，在该模式下反应筒21内部的平均溶解氧不高于0.5mg/l，反应筒21内的水力流态为间歇性的螺旋形循环水流、带状曝气混合流态、静置沉降三种状态，使反应筒21内污水中的溶解氧在不同空间、不同时间分布不均匀，在反应筒21内部不同区域形成了数量众多且微小的缺氧区和好氧区，分别为反硝化细菌和硝化细菌的作用提供了优势环境，使得反应筒21内部硝化和反硝化作用的同时进行，实现同步硝化反硝化脱氮，同时去除cod、bod5，废水在本实施例的水力停留时间为30天，出水经沉淀池沉淀处理，沉淀出水中污染物浓度值和污染物去除率如下：
45.序号污染物出水浓度(mg/l)污染物去除率1cod＜500＞94％2bod5＜20＞99％3tn＜70＞96％4nh
3-n＜20＞98.8％5tp＜8＞73％
46.本实用新型装置对废水中的cod、bod5、tn、nh
3-n等污染物均具备良好的去除效果。
47.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。