一种快速反应沉淀污水处理系统的制作方法

1.本实用新型涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种快速反应沉淀污水处理系统。


背景技术：

2.随着我国城市化进程的不断加快，生活污水排量激增，同时随着环境排放标准的不断提高，现有的污水厂大多面临扩容升级的问题，部分地区还需要新建污水处理厂。但我国土地资源愈加紧张，尤其是大中型城市，很难有足够的土地用于污水厂扩容扩建和新建。为节省占地面积，有的污水厂采用地下式污水处理厂的建设形式，但建设难度大，建设周期更长、投资成本高；部分污水处理厂采用集成式设计建设，即将各建筑物(包括设备间、操作间、控制间、办公区、卸料储料区)等在平面横向布局和竖向布局上进行集成设计，如将设备间、操作间设计在主要构筑物(污水处理单元，如厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池)的上方空间，可以减少一定的占地，但由于对各功能单元安全距离等要求，可减少占地的程度有限。
3.活性污泥法水处理技术是利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有机污染物的废水生物处理的主要方法。基于活性污泥法水处理技术的成熟污水处理工艺有a/o工艺、a2o工艺、多级a/o工艺、氧化沟工艺、序批式活性污泥法(sbr)、cass工艺、膜生物反应器(mbr)、生物流化床、生物接触氧化法、曝气生物滤池等。这些污水处理工艺需要多个功能单元串联，污水处理厂的占地面积大(占地一般在0.4～1.6m2/(m3·
d))，建设周期长(6～18个月)。
4.以目前污水处理常用的a/o工艺为例，如图1所示，a/o(anaerobic oxic)工艺法也叫厌氧好氧工艺法，是20世纪80年代初开创的工艺流程，其将反硝化反应池放置在系统之首，故又称为前置缺氧反硝化脱氮系统，这是目前采用比较广泛的脱氮工艺。
5.其工艺流程图如图1所示：进水——缺氧池——好氧池——二沉池——出水。a/o工艺将缺氧池、好氧池、二沉池分开建设，即反硝化、硝化与bod去除、泥水分离在不同的反应器内进行。原水与回流的污泥、硝化液首先进入缺氧池，在此污泥中反硝化菌利用剩余的有机物和回流的硝酸盐进行反硝化脱氮；脱氮反应后，进入好氧池，在此污泥中硝化菌进行硝化作用将废水中的氨氮转化为硝酸盐同时剩余的有机物也在此被好氧菌氧化，污水经生化池处理后沿出水管输送至配水井，再经二沉池(常采用辐流式沉淀池)进行泥水分离后出水排放或根据出水要求进入下一处理单元。
6.系统内设置内循环系统，向前置的反硝化池回流反硝化液是ao工艺的主要特征，此外，该工艺流程比较简单，装置少，直接利用原污水中的有机物作为碳源，无需外加碳源，建设费用和运行费用均较低。
7.由此可见传统a/o工艺有下列缺陷：
8.1.该工艺单位处理水量所用的占地面积较大，具体原因为：
9.(1)考虑到厂区道路、设施规划，处理构筑物之间需保留一定间距单独建设，位置分布不集中，结构不紧凑；
10.(2)辐流式二沉池由于其结构特点相对于其他沉淀池占地面积较大。
11.2.施工工程量较大，工程建设投资较高，具体原因为：
12.(1)各处理构筑物分开单独建设，土建施工所消耗人力、材料、机械成本较多；
13.(2)构筑物之间连接管道较长，连接设施较多，水头损失较大，整体池底埋深较深。
14.3.水头损失较大，运行能耗较高，具体原因为：
15.(1)混合液需通过潜污泵及管道输送较长距离至缺氧区，产生较大的水头损失，混合液回流泵管道损失大，设备能耗较高；
16.(2)构筑物分布不紧凑，污泥回流管道较长，水头损失与管道损失大，水泵扬程高，设备能耗较高。
17.在污水厂站建设中，实际上对占地面积影响最大的还是主要构筑物，其占地面积占总建构筑物面积的65％～80％，因此，如何使占地面积更小、水头损失更小、水池有效处理容积更高以及更加便于运行管理成为本领域技术人员急需解决的技术问题。


技术实现要素：

18.本实用新型的目的在于提供一种快速反应沉淀污水处理系统，以解决现有技术中污水处理厂占地面积大的问题，同时，本实用新型的污水处理系统耦合沉淀分离过程，使活性污泥被截留在反应器内，使反应器内微生物保持数量和质量上的优势，实现对污染物的充分生物降解，该工艺流程比较简单，装置少，直接利用原污水中的有机物作为碳源，无需外加碳源，建设费用和运行费用均较低。
19.为了实现上述目的，本实用新型的技术方案提供一种快速反应沉淀污水处理系统，包括池体、设置于池体内的墙体，所述墙体将所述池体分隔成缺氧反应区和好氧反应区，所述缺氧反应区连接有进水管，经预处理的污水可通过进水管进入缺氧反应区；所述墙体上设置有穿墙泵，穿墙泵可将快速沉淀反应器截留的含大量活性污泥的硝化液经穿墙泵送至缺氧反应区，污水可与含大量活性污泥的硝化液发生反硝化反应去除硝态氮，同时去除部分有机物，并且兼具水解反应可提高污水可生化性；所述缺氧反应区与好氧反应区通过开设于所述墙体底部的进水口连通，缺氧反应区的混合液充分反应后可通过所述进水口进入好氧反应区；所述好氧反应区内设置有至少一个快速沉淀反应器，所述快速沉淀反应器顶部高于所述池体的池面，所述快速沉淀反应器内侧设置有过流通道，所述快速沉淀反应器外部设置有通水口，所述通水口与所述过流通道相连，系统中经过硝化、反硝化、氧化等反应后的泥水混合液由通过过流通道进入快速沉淀反应器内部进行泥水分离。
20.进一步地，所述好氧反应区设置微孔曝气器，所述微孔曝气器固定在设置于所述池体底部的支架上，所述池体外部设置风机，所述风机与所述微孔曝气器的管道连接，风机吹出的压缩空气通过管道输送，以微小气泡形式通过微孔曝气器充入污泥混合液提供溶解氧，创造好氧硝化环境，此时，异氧好氧菌利用氧气作为电子受体将有机物氧化分解成水和无机物，去除水中bod；亚硝化菌和硝化菌利用氨氮作为电子供体，氧气作为电子受体，将水中的氨氮转化为亚硝酸氮和硝酸氮，并为加快污水在装置内循环流动提供动力。
21.进一步地，所述快速沉淀反应器上部设置有水堰槽，所述水堰槽连接集水管，快速沉淀反应器内部进入泥水混合液后因重力因素进行泥水分离，快速沉淀反应器上方澄清出水经出水堰槽收集后汇入各反应器相连的集水管排出。
22.进一步地，所述快速沉淀反应器底部为v型结构，故快速沉淀反应器底部利于集
泥；所述快速沉淀反应器底部设置三相分离器，该三相分离器兼具集气罩的功能，可防止气体进入反应器内部形成扰动，影响泥水分离，所述快速沉淀反应器内部从上至下分为三个区，分别为澄清区、泥水分离区、集泥区。
23.进一步地，所述进水口上方设置推流器，污水可在推流器作用下与穿墙泵回流的含大量活性污泥的硝化液充分混合发生反硝化反应去除硝态氮，同时去除部分有机物，同时发生水解反应提高污水可生化性的作用。
24.进一步地，所述好氧反应区外部设置有污泥泵，所述污泥泵的管道穿过池体进入好氧反应区内部，污泥泵可以排出污泥，维持系统内一定数量的微生物量。
25.进一步地，所述池体为钢结构或混凝土结构，所述快速沉淀反应器为不锈钢结构。快速沉淀反应器采用不锈钢结构为主体，可模块化设计和预制生产，直接将模块运至现场拼装即可；可灵活拼装拆卸，异地搬迁再利用，节约资源，环保又经济。
26.综上所述，本实用新型的结构设计合理，运用本实用新型的技术方案，具有如下的有益效果：
27.(1)解决现有技术占地面积大的问题，本发明在空间布置上打破了传统a/o工艺将缺氧池、好氧池与沉淀池在水平方向独立设置的方式，将三者采用合建方式有机结合在同一个反应系统，其中，好氧区内设置快速沉淀反应器，曝气反应同时局部分区实现泥水分离区，取消了二沉池的单独构筑物设置。系统整体占地面积大大减小。
28.(2)解决现有技术运行费用较高问题，本发明由于独特的池体设置方式，硝化液一部分可直接通过穿墙泵低动力回流至缺氧反应区，一部分在曝气的推动下在系统中快速流动，系统除碳与脱氮去除效率提高，容积负荷大，水头损失小，可实现低动力循环，设备耗能减少，进一步降低运行费用。
29.(3)快速沉淀反应器为不锈钢结构为主体，可模块化设计和预制生产，直接将模块运至现场拼装即可，施工简单，建设时间大大缩短；受现场用地条件、道路运输条件、施工条件影响较小；可灵活拼装拆卸，异地搬迁再利用，节约资源，环保又经济，降低投资成本。
附图说明
30.图1是目前污水处理常用的a/o工艺流程图；
31.图2是本实用新型快速反应沉淀污水处理系统的结构示意图；
32.附图标记说明：1-池体；2-缺氧反应区；3-好氧反应区；4-进水管；5-穿墙泵；6-进水口；7-快速沉淀反应器，701-水堰槽，702-三相分离器，703-通水口，704-过流通道，705-集泥区，706-泥水分离区，707-澄清区；8-集水管；9-微孔曝气器；10-风机；11-推流器；12-污泥泵；13-墙体。
具体实施方式
33.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，但并不构成对本实用新型保护范围的限制。
34.参见图2，本实施例提供一种快速反应沉淀污水处理系统，包括池体1、设置于池体1内的墙体13，墙体13将池体1分隔成缺氧反应区2和好氧反应区3，墙体13上设置有穿墙泵5，穿墙泵5可将快速沉淀反应器7截留的含大量活性污泥的硝化液经穿墙泵5送至缺氧反应
区2，污水可与含大量活性污泥的硝化液发生反硝化反应去除硝态氮，同时去除部分有机物，并且兼具水解反应可提高污水可生化性；缺氧反应区2与好氧反应区3通过开设于墙体13的底部的进水口6连通，缺氧反应区2的混合液充分反应后可通过进水口6进入好氧反应区；缺氧反应区2连接有进水管4，经预处理的污水可通过进水管4进入缺氧反应区2；好氧反应区3内设置有至少一个快速沉淀反应器7，污水在该区域进行泥水分离；快速沉淀反应器7顶部高于池体1的池面，快速沉淀反应器7内侧设置有过流通道704，快速沉淀反应器7外部设置有通水口703，快速沉淀反应器7底部含大量活性污泥；通水口703与过流通道704相连，系统中经过硝化、反硝化、氧化等反应后的泥水混合液由通过过流通道704进入快速沉淀反应器7内部进行泥水分离。
35.具体地，好氧反应区3设置微孔曝气器9，微孔曝气器9固定在设置于池体1底部的支架上，池体1外部设置风机10，风机10与微孔曝气器9的管道连接，风机10吹出的压缩空气通过管道输送，以微小气泡形式通过微孔曝气器9充入污泥混合液提供溶解氧，创造好氧硝化环境，此时，异氧好氧菌利用氧气作为电子受体将有机物氧化分解成水和无机物，去除水中bod；亚硝化菌和硝化菌利用氨氮作为电子供体，氧气作为电子受体，将水中的氨氮转化为亚硝酸氮和硝酸氮，并为加快污水在装置内循环流动提供动力。
36.具体地，连接风机10与微孔曝气器9的管道设置有调节阀门，调节阀门有两个，与微孔曝气器9的数量相匹配，调节阀门的数量及位置不局限于本实施例，根据需要调整，作用一致的，均落于本实用新型的保护范围。
37.具体地，快速沉淀反应器7末端设置三相分离器702，三相分离器702兼具集气罩的功能，可防止气体进入反应器内部形成扰动，影响泥水分离；快速沉淀反应器7内部从上至下分为三个区，分别为澄清区707、泥水分离区706、集泥区705，泥水混合液进入快速沉淀反应器7内部后在泥水分离区706因重力因素进行泥水分离，污泥经重力沉降至集泥区705，后续可下沉出快速沉淀反应器7外部进行快速循环流动，快速沉淀反应器7澄清区707澄清出水经出水堰槽701收集后汇入各反应器相连的集水管8排出。
38.具体地，快速沉淀反应器7内部的澄清区707上部设置有水堰槽701，水堰槽701连接集水管8，快速沉淀反应器7内部进入泥水混合液后因重力因素进行泥水分离，快速沉淀反应器7上方澄清出水经出水堰槽701收集后汇入各反应器相连的集水管8排出。
39.具体地，好氧反应区3外部设置有污泥泵12，污泥泵12的管道穿过池体1进入好氧反应区3内部，污泥泵12可以通过管道排出好氧反应区3内部的污泥，维持系统内一定数量的微生物量。
40.具体地，进水口6上方设置推流器11，污水可在推流器11作用下与穿墙泵5回流的含大量活性污泥的硝化液充分混合发生反硝化反应去除硝态氮，同时去除部分有机物，同时发生水解反应提高污水可生化性的作用。
41.具体地，池体1为钢结构或混凝土结构，快速沉淀反应器7为不锈钢结构。快速沉淀反应器7采用不锈钢结构为主体，可模块化设计和预制生产，直接将模块运至现场拼装即可；可灵活拼装拆卸，异地搬迁再利用，节约资源，环保又经济。
42.作为优选，进水管4处设置进水泵，可增加进水的速度。
43.具体地，快速沉淀反应器7有两个，其数量及结构不局限于本实施例，根据需要调整，作用一致的，均落于本实用新型的保护范围。
44.快速反应沉淀污水处理系统工作原理如图2所示：经预处理的污水首先通过进水管4进入系统前端的缺氧反应区2，在推流器11作用下与穿墙泵5回流的硝化液充分混合；主要发生反硝化去除硝态氮的作用，同时去除部分有机物，同时发生水解反应提高污水可生化性的作用；缺氧反应区2的混合液充分反应后通过墙体13底部的进水口6进入好氧反应区3，风机10连接微孔曝气器9为好氧反应区3提供好氧环境，此时，异氧好氧菌利用氧气作为电子受体将有机物氧化分解成水和无机物，去除水中bod；亚硝化菌和硝化菌利用氨氮作为电子供体，氧气作为电子受体，将水中的氨氮转化为亚硝酸氮和硝酸氮，同时利用反硝化中产生的部分碱度，亚硝酸氮和硝酸氮由混合液回流泵回流至缺氧反应区2发生反硝化反应。系统中经过硝化、反硝化、好氧氧化等反应后的泥水混合液由快速沉淀反应器7过流通道704进入装置内部的泥水分离区706，清水通过出水堰701溢流出系统，根据出水标准直接排放或进入深度处理设施处理后排放。
45.快速反应沉淀污水处理系统运行流程如下：
46.①
污水经提升，进入快速反应沉淀污水处理系统最前端的缺氧反应区2进行反硝化作用。
47.②
缺氧反应区2混合液流入好氧反应区3进行氧化、硝化、生物吸附与降解等反应。
48.③
混合液被曝气提升并回流，在快速沉淀反应器7一侧主要发生硝化反应。
49.④
经曝气气提的部分混合液经由过流通道704进入装置内部。
50.⑤
装置内部混合液上升至泥水分离区706进行泥水分离，污泥经重力沉淀至集泥区705后回流至好氧曝气区。
51.⑥
达标出水通过澄清区707出水堰701，由集水管8排放。
52.⑦
泥水分离区706的泥水混合液一部分下沉经回流至好氧反应区3，一部分通过穿墙泵5回流至缺氧反应区2。
53.⑧
剩余污泥定期排出系统。
54.⑨
风机10连接微孔曝气器9为好氧反应区3提供好氧环境，并为加快污水在装置内循环流动，提供动力。
55.⑩
反应器末端设置三相分离器集气罩防止气体进入反应器内部形成扰动，同时促进泥水分离。
56.以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。