申请日2010.12.02
公开(公告)日2011.08.10
IPC分类号C02F3/30
摘要
本实用新型为一种好氧颗粒污泥污水处理装置，包括同心的内筒和外筒，在内筒与外筒之间的环形空间内设置曝气装置，曝气装置通过曝气装置支撑桩固定在基座上，内筒的内筒壁上连接有圆筒状的旋流器筒体，旋流器筒体的下端连接穿壁管，穿壁管穿出内筒和外筒的筒壁，旋流器筒体的侧壁上开有溢流孔，内筒的上筒口固定有进水漏斗，进水漏斗连接螺旋状的细弯管，细弯管的出口紧贴旋流器筒体的内侧壁，本实用新型在保证良好出水水质的基础上，成功实现了好氧污泥颗粒粒径和密度的人为控制和选择，实现固液适度分离;另外本实用新型使得初期颗粒形成速度快，污泥负荷均衡，并通过气液分离，提高充氧效率，具有节能高效的优点。
权利要求书
1.一种好氧颗粒污泥污水处理装置，其特征在于，包括两端贯通且同心的内筒(10)和外筒(11)，内筒(10)的下沿高于外筒(11)的下沿，内筒(10)的上沿低于外筒(11)的上沿，外筒(11)直立固定在基座(21)上，外筒(11)的侧壁上有出水口(7)，内筒(10)通过内筒支撑桩(14)固定在基座(21)上，在内筒(10)与外筒(11)之间的环形空间内设置曝气装置(12)，曝气装置(12)通过曝气装置支撑桩(15)固定在基座(21)上，曝气装置(12)连接进气管(13)，进气管(13)通到基座(21)外部，基座(21)上还有排泥及放空管(16)，内筒(10)的内筒壁上与圆筒状的旋流器筒体(8)的上沿密封连接，旋流器筒体(8)的下端连接穿壁管(9)，穿壁管(9)穿出内筒(10)和外筒(11)的筒壁，旋流器筒体(8)的侧壁上开有溢流孔(6)，内筒(10)的上筒口固定有进水漏斗(3)，进水漏斗(3)连接螺旋状的细弯管(4)，细弯管(4)的出口紧贴旋流器筒体(8)的内侧壁。
2.根据权利要求1所述的一种好氧颗粒污泥污水处理装置，其特征在于，所述曝气装置(12)为微孔曝气头、曝气软管、砂芯或射流曝气装置。
3.根据权利要求1所述的一种好氧颗粒污泥污水处理装置，其特征在于，内筒(10)的侧壁上有通气管(2)。
4.根据权利要求1所述的一种好氧颗粒污泥污水处理装置，其特征在于，所述曝气装置(12)设置在内筒(10)与外筒(11)之间的环形空间内，高于内筒(10)下沿0～0.6倍内筒直径。
5.根据权利要求1所述的一种好氧颗粒污泥污水处理装置，其特征在于，外筒(11)的高度与直径之比为15∶1～5∶1。
6.根据权利要求1所述的一种好氧颗粒污泥污水处理装置，其特征在于，所述的旋流器筒体(8)的长度为其直径的0.7～2倍。
7.根据权利要求1所述的一种好氧颗粒污泥污水处理装置，其特征在于，旋流器筒体(8)与穿壁管(9)连接处为倒置的圆锥形，其锥角为5°～60°。
8.根据权利要求1所述的一种好氧颗粒污泥污水处理装置，其特征在于，内筒(10)的下沿高于外筒(11)的下沿0.3～1.2倍的内筒直径，内筒(10)的上沿低于外筒(11)的上沿1倍或1倍以上的内筒直径。
9.根据权利要求1所述的一种好氧颗粒污泥污水处理装置，其特征在于，旋流器筒体(8)的直径为内筒(10)直径的0.2～0.9倍。
10.根据权利要求1所述的一种好氧颗粒污泥污水处理装置，其特征在于，穿壁管(9)的直径为溢流孔(6)直径的0.15～1倍。
说明书
一种好氧颗粒污泥污水处理装置
技术领域
本实用新型属于污水处理领域，涉及一种污水处理装置，具体涉及一种好氧颗粒污泥污水处理装置。
背景技术
好氧颗粒污泥污水处理工艺自上个世纪90年代末被报道以来，已得到越来越多的环境工程学者的关注。由于好氧颗粒污泥具有很强的抗负荷冲击能力、污泥的沉淀效果好，能大大缩短污泥沉降时间，缩小污水处理厂的占地面积，降低工程造价，被誉为下一代污水处理新技术。然而好氧颗粒污泥的长期稳定是限制该技术推广应用的瓶颈。其主要原因是好氧颗粒污泥在培养过程中粒径难以控制，由于粒径的增大会导致颗粒结构的松散，影响污泥的沉降性能以及出水水质，直至污泥颗粒发生解体。
目前，学术界对颗粒污泥的控制进行了有益的探索，主要方法包括：(1)在序批式反应器中，缩短进水时间，在较短的时间内使颗粒内部的微生物也可获得足够的基质，避免颗粒内部微生物由于缺乏基质而水解;(2)通过微生物手段在污泥系统中富集慢速生长的微生物种群，如自养硝化菌等。这些方法在一定程度上能够缓解颗粒污泥的解体，但仍然实现颗粒污泥的长期稳定。
旋流分离的基本工作原理是基于离心沉降作用，当待分离的两相混合液以一定的压力从旋流器上部周边切向进入分离器后，产生强烈的旋转运动，由于固液两相之间的密度差，所受到的离心力，向心浮力和流体曳力的并不相同，较重的固体颗粒经旋流器底流口排出.而大部分清液则经过溢流孔排出，从而实现分离的目的。
如今旋流技术在水处理领域，已经被广泛的应用于一级处理，如旋流沉 淀池等，但目前还没有直接用于生物处理过程的报道。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种好氧颗粒污泥污水处理装置，其能够实现曝气区与非曝气区的划分，并通过曝气装置的气提作用，实现混合液由曝气区进入旋流区进而再进入非曝气区，最后再通过曝气装置的抽吸作用重新进入曝气区，其中，通过旋流器装置加大剪切力实现好氧污泥的颗粒化并且实现好氧污泥颗粒粒径的人为控制和选择，并且实现了气、固、液三相的适度分离，使反应装置达到更好的处理效果，通过溶解氧从曝气区、气体分离区、旋流区和非曝气区溶解氧的浓度的梯度分布，可提高曝气区充氧效率，减少曝气区域，具有一定的节能功效。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种好氧颗粒污泥污水处理装置，包括同心的内筒10和外筒11，内筒10的下沿高于外筒11的下沿，内筒10的上沿低于外筒11的上沿，外筒11直立固定在基座21上，外筒11的侧壁上有出水口7，内筒10通过内筒支撑桩14固定在基座21上，在内筒10与外筒11之间的环形空间内设置曝气装置12，曝气装置12通过曝气装置支撑桩15固定在基座21上，曝气装置12连接进气管13，进气管13通到基座21外部，基座21上还有排泥及放空管16，内筒10的内筒壁与圆筒状的旋流器筒体8的上沿密封连接，旋流器筒体的下端连接穿壁管9，穿壁管9穿出内筒10和外筒11的筒壁，旋流器筒体8的侧壁上开有溢流孔6，内筒10的上筒口固定有进水漏斗3，进水漏斗3连接螺旋状的细弯管4，细弯管4的出口紧贴旋流器筒体8的内侧壁。所述曝气装置12为微孔曝气、软管曝气或者砂芯曝气装置。内筒10的侧壁上有通气管2，设置在内筒10与外筒11之间的环形空间内，高于内筒10下沿0～0.6倍内筒直径。
所述旋流器筒体8、细弯管4、进水漏斗3以及穿壁管9组成旋流器装置。
本实用新型与现有技术相比.具有以下优点：
(1)实现好氧污泥颗粒粒径的人为控制和选择：混合液进入旋流器装置后，细弯管引导混合液紧贴内筒内壁斜向下流入，大粒径和大密度的颗粒在离心力的作用下率先向内壁迁移，在旋流器装置内碰壁沉降，在下部锥段富集的大粒径和大密度颗粒由穿壁管定期排出，粒径较小的颗粒或絮体，从旋流器装置上部设置的溢流孔进入非曝气区，穿壁管直径大于等于细弯管直径，实现适度的固液分离，进而实现了粒径与密度的控制。
(2)实现混合液在反应装置内的循环流动：曝气装置固定在基座上，位于内筒与外筒之间的环状空间内，并略高于内筒的下沿，通过曝气改变曝气区和非曝气区的水体密度，进而改变压力，使曝气区的压力小于非曝气区的压力，从而非曝气区的液体外流，达到抽吸的作用，反应装置进水后，曝气区混合液曝气后得以膨胀，水位得以提升，混合液通过气提作用溢流进锥形的进水漏斗并进入旋流器筒体，并在此实现气体的分离，通过旋流器装置实现颗粒粒径和密度的分离后，混合液并最终进入非曝气区，从而完成了混合液在反应器内的循环流动。
(3)实现了气、固、液三相的适度分离：固定于内筒上沿的进水漏斗在混合液进入旋流器前形成气液分离区，该区域起到收集整流的作用，并使曝气气提进来的气水混合液在该区域达到适度气液分离的作用;在旋流器筒壁上设置一通气管，使进入旋流器的混合液进一步气液分离，使旋流器工作区的上部始终保持大气压强，进而保证了旋流器的稳定工作条件。
(4)出水水质好：通过实现曝气区和非曝气区功能区域的划分，使整个反应装置具有良好的同步硝化反硝化的效果，实现了良好的出水水质。
(5)充氧效率高：由于微生物的代谢活动，溶解氧的浓度由曝气区、 气体分离区、旋流区和非曝气区依次降低，当污泥回流至曝气区时溶解氧几乎耗尽，从而提高了曝气区的浓度梯度，进而提高了该区的充氧效率。
(6)双向选择，颗粒形成速度快：出水口开启进行出水时，曝气区的液位会首先下降，由于连通的原因，非曝气区的液位随之下降，非曝气区的水由底部向曝气区出流，会使沉淀的污泥层发生一定的膨胀，使得污泥层上方的沉淀性能较差的污泥发生上浮从而得以随出水排出，从而改变了传统的只依靠设定较短沉淀时间的单向选择的方式，形成一种双向选择方式，加速颗粒的形成。
(7)污泥负荷均衡：上部内筒进水，使进水需穿过污泥层进入曝气区，加速了污泥与进水的混合，同时由非曝气区向曝气区、由内向外的辐射型的进水方式，更好的保证了污泥负荷的均衡性。