公布日：2022.08.05
申请日：2022.06.15
分类号：C02F3/12(2006.01)I;C02F3/20(2006.01)I
摘要
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种污水碳磷资源化的预处理装置及方法，包括中部的曝气吸附区和两侧的污泥沉淀区，所述曝气吸附区上设置有布水器，所述布水器上设置有进水口，所述污泥沉淀区通过竖直隔板与曝气吸附区分隔开，两区域的底部连通，且污泥沉淀区底板位置较曝气吸附区池底高，所述污泥沉淀区底板从两侧向中部的曝气吸附区倾斜，所述污泥沉淀区的底部设置有将底部污泥吹扫至曝气吸附区的污泥吹扫装置。本发明将污水中的碳源和磷源变废为宝，通过水力停留时间为30‑120min的预处理即可大量降解水中污染物质，能耗更低，占地更小，最重要的是，碳排放量大幅削减，更为节能环保。
权利要求书
1.一种污水碳磷资源化的预处理装置，其特征在于：包括中部的曝气吸附区(3)和两侧的污泥沉淀区(5)，所述曝气吸附区(3)上设置有布水器(2)，所述布水器(2)上设置有进水口(1)，所述污泥沉淀区(5)通过竖直隔板与曝气吸附区(3)分隔开，两区域的底部连通，且污泥沉淀区(5)底板位置较曝气吸附区(3)池底高，所述污泥沉淀区(5)底板从两侧向中部的曝气吸附区(3)倾斜，所述污泥沉淀区(5)的底部设置有将底部污泥吹扫至曝气吸附区(3)的污泥吹扫装置(6)。
2.根据权利要求1所述的一种污水碳磷资源化的预处理装置，其特征在于：所述曝气吸附区(3)底部设置有用于曝气充氧的曝气器(4)。
3.根据权利要求1所述的一种污水碳磷资源化的预处理装置，其特征在于：所述污泥沉淀区(5)的顶部设置有用于排水的出水堰(7)及出水口(8)。
4.根据权利要求1所述的一种污水碳磷资源化的预处理装置，其特征在于：所述曝气吸附区(3)末端设置有积泥坑(9)，所述曝气吸附区(3)的剩余污泥沉淀并堆积至积泥坑(9)后通过排泥管(10)排出反应器。
5.根据权利要求1所述的一种污水碳磷资源化的预处理装置，其特征在于：所述污泥沉淀区(5)水深较曝气吸附区(3)浅0-3m。
6.根据权利要求1所述的一种污水碳磷资源化的预处理装置，其特征在于：所述污泥沉淀区(5)底板与水平线呈0-30°角。
7.根据权利要求1所述的一种污水碳磷资源化的预处理装置，其特征在于：所述污泥吹扫装置(6)设置在污泥沉淀区(5)里布远离隔板的一侧，其曝气吹扫方向为向下45°角。
8.一种污水碳磷资源化的预处理方法，其特征在于：包括如下步骤：S1、布水器(2)均匀分布在曝气吸附区(3)上部，污水沿布水器(2)的进水点进入并与曝气吸附区(3)的活性污泥充分混合，泥水混合物在自身重力、曝气剪切力、水流推力的综合作用下缓慢沉降、上升、再沉降，在该区域水力停留时间为30-120min，迅速吸附污水中的COD和TP，但并不发生污染物质的完全降解反应；曝气吸附区(3)的部分泥水混合物缓慢沉降并被水流推到积泥坑(9)处，最终沉淀在积泥坑(9)内，通过管道排出反应器并被收集；S2、曝气吸附区(3)的另一部分泥水混合物缓慢沉降并在曝气作用的推动下从底部越过隔板进入污泥沉淀区(5)，污泥沉淀区(5)的水流方向是自下而上的，但由于活性污泥絮体和水的密度不同，污泥无法随水流抵达出水点，在向上流速降低到零后缓慢沉降在污泥沉淀区(5)底部，上升至顶部的水通过出水堰(7)流出；S3、污泥沉淀区(5)底部的污泥在重力和污泥吹扫装置(6)的作用下，顺着污泥沉淀区(5)倾斜底板和曝气区底部隔墙滑落至曝气吸附区(3)。
9.根据权利要求8所述的一种污水碳磷资源化的预处理方法，其特征在于：所述步骤S1通过风机变频调节曝气量和结合溶氧在线仪器实现溶解氧的控制，曝气吸附区(3)内溶解氧低于半饱和浓度，即浓度小于1mg/L，使COD不完全水解。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种污水碳磷资源化的预处理装置及方法，可大量降解水中污染物质，后续的脱氮工艺无需高能耗和大的占地，相较于传统的污水生物处理手段，能耗更低，占地更小，最重要的是，碳排放量大幅削减，更为节能环保。
本发明提供如下技术方案：一种污水碳磷资源化的预处理装置，包括中部的曝气吸附区和两侧的污泥沉淀区，所述曝气吸附区上设置有布水器，所述布水器上设置有进水口，所述污泥沉淀区通过竖直隔板与曝气吸附区分隔开，两区域的底部连通，且污泥沉淀区底板位置较曝气吸附区池底高，所述污泥沉淀区底板从两侧向中部的曝气吸附区倾斜，所述污泥沉淀区的底部设置有将底部污泥吹扫至曝气吸附区的污泥吹扫装置。
优选的，所述曝气吸附区底部设置有用于曝气充氧的曝气器。
优选的，所述污泥沉淀区的顶部设置有用于排水的出水堰及出水口。
优选的，所述曝气吸附区末端设置有积泥坑，所述曝气吸附区的剩余污泥沉淀并堆积至积泥坑后通过排泥管排出反应器。
优选的，所述污泥沉淀区水深较曝气吸附区浅0-3m。
优选的，所述污泥沉淀区底板与水平线呈0-30°角。
优选的，所述污泥吹扫装置设置在污泥沉淀区里布远离隔板的一侧，其曝气吹扫方向为向下45°角。
一种污水碳磷资源化的预处理方法，包括如下步骤：
S1、布水器均匀分布在曝气吸附区上部，污水沿布水器的进水点进入并与曝气吸附区的活性污泥充分混合，泥水混合物在自身重力、曝气剪切力、水流推力的综合作用下缓慢沉降、上升、再沉降，在该区域水力停留时间为30-120min，迅速吸附污水中的COD和TP，但并不发生污染物质的完全降解反应；曝气吸附区的部分泥水混合物缓慢沉降并被水流推到积泥坑处，最终沉淀在积泥坑内，通过管道排出反应器并被收集；
S2、曝气吸附区的另一部分泥水混合物缓慢沉降并在曝气作用的推动下从底部越过隔板进入污泥沉淀区，污泥沉淀区的水流方向是自下而上的，但由于活性污泥絮体和水的密度不同，污泥无法随水流抵达出水点，在向上流速降低到零后缓慢沉降在污泥沉淀区底部，上升至顶部的水通过出水堰流出；
S3、污泥沉淀区底部的污泥在重力和污泥吹扫装置的作用下，顺着污泥沉淀区倾斜底板和曝气区底部隔墙滑落至曝气吸附区。
优选的，所述步骤S1通过风机变频调节曝气量和结合溶氧在线仪器实现溶解氧的控制，曝气吸附区内溶解氧低于半饱和浓度，即浓度小于1mg/L，使COD不完全水解。
本发明提供了一种污水碳磷资源化的预处理装置及方法，从资源化利用的角度来看，污水中的碳源和磷源变废为宝。从污水处理的角度来看，通过水力停留时间为30-120min的预处理即可大量降解水中污染物质，后续的脱氮工艺无需高能耗和大的占地，相较于传统的污水生物处理手段，能耗更低，占地更小，最重要的是，碳排放量大幅削减，更为节能环保。碳源和磷源的捕获率高，可收集污水中90％以上的COD和TP。反应器曝气吸附区内长期维持低溶氧状态，且无需外加药剂，能耗与药耗均较低。
（发明人：纪东成;鄢紫;王小聪）