申请日2014.01.26
公开(公告)日2015.03.25
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明提供了一种垂直式污水处理设备，其包括厌氧格室、缺氧格室、好氧格室和二次沉淀格室，其特征在于：厌氧格室、缺氧格室、好氧格室和二次沉淀格室由下至上依次垂直布置。另一方面，本发明还提供了一种利用上述垂直式污水处理设备处理污水的方法。本发明的污水处理设备和方法具有减少占地、提高充氧效率、减少水头损失、减少无效结构体积、热量损失小等优点。
权利要求书
1.一种垂直式污水处理设备，其包括厌氧格室(1)、缺氧格室(2)、好氧格室(3) 和二次沉淀格室(4)，其特征在于：厌氧格室(1)、缺氧格室(2)、好氧格室(3) 和二次沉淀格室(4)由下至上依次垂直布置。
2.根据权利要求1所述的垂直式污水处理设备，其特征在于：厌氧格室(1)外两侧布 置有第一混合泵(8)、污泥回流泵(9)及管道，污泥回流泵(9)将二次沉淀格室(4) 的沉淀污泥输送至厌氧格室(1)，第一混合泵(8)将厌氧格室(1)中新进入的污水 与回流污泥混合。
3.根据权利要求2所述的垂直式污水处理设备，其特征在于：缺氧格室(2)外两侧布 置有第二混合泵(11)、混合液回流泵(10)及管道，混合液回流泵(10)将好氧格室 (3)的混合液输送至缺氧格室(2)，第二混合泵(11)混合缺氧格室(2)中的混合 液。
4.根据权利要求3所述的垂直式污水处理设备，其特征在于：好氧格室(3)外两侧布 置射流曝气器(12)、加压泵(13)和鼓风机(14)，以便为好氧格室(3)内的生物 反应提供氧。
5.根据权利要求4所述的垂直式污水处理设备，其特征在于：好氧格室(3)中曝气的 气体上升至顶部气水分离区，经由排气管(17)排出。
6.根据权利要求5所述的垂直式污水处理设备，其特征在于：在排气管(17)口设气水 分离器(18);在排气管(17)内设喷水装置，用于消除好氧格室(3)的表面产生的 泡沫和浮渣。
7.根据权利要求1至6任一所述的垂直式污水处理设备，其特征在于：二次沉淀格室(4) 内布置有吸泥管(15)，上部设置有吸泥机(16)，二次沉淀格室(4)底部的沉淀污 泥通过吸泥管(15)由吸泥机(16)吸出，一部分作为回流污泥由所述污泥回流泵(9) 回流至厌氧格室(1)，重新参与生物降解反应，另一部分以剩余污泥的形式排出。
8.根据权利要求1至6任一所述的垂直式污水处理设备，其特征在于：厌氧格室(1)与 缺氧格室(2)之间及缺氧格室(2)与好氧格室(3)之间采用水平孔板或网格(5)分 格。
9.根据权利要求1至6任一所述的垂直式污水处理设备，其特征在于：好氧格室(3)与 二次沉淀格室(4)之间采用水平格板分格，并在一侧留有供好氧格室(3)内的混合液 进入二次沉淀格室(4)的通道(6)，并且在所述通道(6)的一侧处，水平格板连接 向下的垂直格板，垂直格板的高度大于好氧格室(3)中的气水分离区的高度。
10.根据权利要求1至6任一所述的垂直式污水处理设备，其特征在于：当多组垂直式污 水处理设备并联运行时，采用水下设备廊道，并将各个设备的第一和第二混合泵(8， 11)、射流曝气器(12)、加压泵(13)和鼓风机(14)布置于所述水下设备廊道中。
11.一种利用如权利要求1至10中任一所述的垂直式污水处理设备处理污水的方法， 其包括步骤：
(1)污水经过沉砂池、初次沉淀池进行一级处理;
(2)在污水泵的压力下，污水从垂直式污水处理设备的下方进入，依次进入厌氧格 室、缺氧格室、好氧格室和二次沉淀格室，最后由上方出水。
其中，在厌氧格室内，污水与从二次沉淀格室输送的回流污泥混合，污泥中的聚磷 菌利用原污水中的溶解态有机物进行厌氧释磷;
在缺氧格室中，来自厌氧格室的污泥中的反硝化菌利用剩余的有机物和从好氧格室 输送的混合液中的硝酸盐混合并进行反硝化脱氮;
在好氧格室中，来自缺氧格室的污泥中的硝化菌在富氧的条件下进行硝化作用将污 水中的氨氮转化为硝酸盐，同时聚磷菌进行好氧吸磷，剩余的有机物也在此被好氧菌氧 化;
在二次沉淀格室中，水和污泥分离，经过处理后的水由出水口排放，沉淀的污泥返 回厌氧格室，磷以富磷剩余污泥的形式排出。
说明书
垂直式污水处理设备和方法
技术领域
本发明涉及一种污水处理设备和方法，主要应用于城市集中污水处理、工业废水处 理、分散污水处理等污水生物处理领域。
背景技术
现代污水处理技术包括物理处理法、化学处理法、生物处理法。物理化学法一般作 为污水处理中的预处理方法，生物处理法作为主要处理工艺，目前在各国污水处理工艺 中采用较多的生物处理法还是活性污泥法。
活性污泥法(activated sludge process)是以活性污泥为主体的废水生物处理工艺方 法，活性污泥法是向废水中连续通入空气，经一定时间后因好氧微生物繁殖而形成的污 泥状絮凝物。其上栖息着以菌胶团为主的微生物群，具有很强的吸附与氧化有机物的能 力。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，然 后使污泥与水分离，大部分污泥再回流到曝气池，多余部分则排出活性污泥系统。
采用活性污泥法污水处理工艺的污水处理厂以A2O工艺为例，一般采用如下流程： 污水先经过格栅，经过水泵提升后，进入沉沙池、初沉池、厌氧池、缺氧池、好氧池、 二次沉淀池，最后经过处理后达到排放标准的水排出。一般在污水处理厂中，各处理单 元是水平布置，为了使污水从前至后顺利通过各处理单元，后一个处理单元自由水面要 低于前一个处理单元的自由水面，前后两个水面的高差要能够满足污水通过连接管道的 水头损失。
这种传统水平布局的污水处理工艺具有以下缺点：(1)占地大，因所有污水处理 构筑物全部平铺在地面上，造成污水处理厂占地面积大;(2)水头损失大，在各污水 处理构筑物之间需要管道连接，造成各处理构筑物之间都要有一定的水头损失;(3) 充氧效率低，由于曝气池深度有限，造成水压较低，充氧效率低，动力损失大;(4) 构筑物结构无效体积较多，为了保证构筑物中污水不溢出，每个构筑物上端都要留有一 定的超高部分，造成构筑物结构无效体积较多;(5)冬季热量损失大，因所有污水处 理构筑物全部平铺在地面上，形成很大的水面，在冬季寒冷气候条件下热量损失大。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种垂直式污水处理设备和方法，其克服了现有水平式污 水处理工艺的上述缺点。
一方面，本发明提供了一种垂直式污水处理设备，其包括厌氧格室、缺氧格室、好 氧格室和二次沉淀格室，其特征在于：厌氧格室、缺氧格室、好氧格室和二次沉淀格室 由下至上依次垂直布置。
另一方面，本发明还提供了一种利用上述垂直式污水处理设备处理污水的方法，其 包括步骤：
(1)污水经过沉砂池、初次沉淀池进行一级处理;
(2)在污水泵的压力下，污水从垂直式污水处理设备的下方进入，依次进入厌氧 格室、缺氧格室、好氧格室和二次沉淀格室，最后由上方出水。
其中，在厌氧格室内，污水与从二次沉淀格室输送的回流污泥混合，污泥中的聚磷 菌利用原污水中的溶解态有机物进行厌氧释磷;
在缺氧格室中，来自厌氧格室的污泥中的反硝化菌利用剩余的有机物和从好氧格室 输送的混合液中的硝酸盐混合并进行反硝化脱氮;
在好氧格室中，来自缺氧格室的污泥中的硝化菌在富氧的条件下进行硝化作用将污 水中的氨氮转化为硝酸盐，同时聚磷菌进行好氧吸磷，剩余的有机物也在此被好氧菌氧 化;
在二次沉淀格室中，水和污泥分离，经过处理后的水由出水口排放，沉淀的污泥返 回厌氧格室，磷以富磷剩余污泥的形式排出。
本发明的污水处理设备和方法具有以下特点：
(1)减少占地，本发明的污水处理工艺主体构筑物占地面积为污水量除以二次沉 淀格室的表面水力负荷，既二次沉淀池的面积;(2)提高充氧效率，由于在好氧格室 之上还有二次沉淀格室，好氧格室水压加大，使得好氧格室充氧效率提高;(3)减小 水头损失，在设备中各处理格室之间直接相连，减小了水头损失。(4)减小无效的结 构体积，厌氧格室与缺氧格室及缺氧格室与好氧格室之间直接相连，减小了超高部分结 构体积。(5)热量损失小，由于各格室沿高度布置，减少露天水面面积，减少散热面 积，冬季热量损失小。