一種序批式間歇曝氣三相流化床及其污水處理方法與流程

本發明涉及污水處理技術，尤其是涉及一種序批式間歇曝氣三相流化床及其污水處理方法。

背景技術：

傳統的序批式活性污泥法有SBR(Sequence Batch Reactor)法和SBR法變形形成的周期性活性污泥法CASS(Cyclical Actived Sludge System)。

SBR是序批式活性污泥法的簡稱，是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術。它的主要特征是在運行上的有序和間歇操作，SBR技術的核心是SBR反應池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無污泥回流系統。尤其適用于間歇排放和流量變化較大的場合。目前在國內有廣泛的應用。潷水器是該法的一項關鍵設備。在運行時，在同一反應池(器)中，SBR方法按時間順序由進水、曝氣、沉淀、排水和待機五個基本工序組成。

CASS(Cyclic Activated Sludge System)是周期循環活性污泥法的簡稱，又稱為循環活性污泥工藝CAST(Cyclic Activated Sludge technology)，是在SBR的基礎上發展起來的，即在SBR池內進水端增加了一個生物選擇器，實現了連續進水(沉淀期、排水期仍連續進水)、間歇排水。設置生物選擇器的主要目的是使系統選擇出絮凝性細菌，其容積約占整個池子的10％。生物選擇器的工藝過程遵循活性污泥的基質積累--再生理論，使活性污泥在選擇器中經歷一個高負荷的吸附階段(基質積累)，隨后在主反應區經歷一個較低負荷的基質降解階段，以完成整個基質降解的全過程和污泥再生。

CASS基本結構是：在序批式活性污泥法(SBR)的基礎上，反應池沿池長方向設計為兩部分，前部為生物選擇區也稱預反應區，后部為主反應區，其主反應區后部安裝了可升降的自動撇水裝置。整個工藝的曝氣、沉淀、排水等過程在同一池子內周期循環運行，省去了常規活性污泥法的二沉池和污泥回流系統；同時可連續進水，間斷排水。

CASS原理：在預反應區內，微生物能通過酶的快速轉移機理迅速吸附污水中大部分可溶性有機物，經歷一個高負荷的基質快速積累過程，這對進水水質、水量、PH和 有毒有害物質起到較好的緩沖作用，同時對絲狀菌的生長起到抑制作用，可有效防止污泥膨脹；隨后在主反應區經歷一個較低負荷的基質降解過程。CASS工藝集反應、沉淀、排水、功能于一體，污染物的降解在時間上是一個推流過程，而微生物則處于好氧、缺氧、厭氧周期性變化之中，從而達到對污染物去除作用，同時還具有較好的脫氮、除磷功能。

隨著污水處理技術的不斷進步，也出現了在序批式活性污泥法和周期循環活性污泥法基礎上的進一步改進，但是上述改進工藝均存在曝氣能耗大、效果差、占地面積大的缺陷。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服上述技術不足，提出一種序批式間歇曝氣三相流化床及其污水處理方法，解決現有技術中污水處理過程中曝氣能耗大、效果差、占地面積大的技術問題。

為達到上述技術目的，本發明的技術方案提供一種序批式間歇曝氣三相流化床，包括，

池體，其包括反應池、沉淀池及隔板，所述沉淀池內置于反應池并與反應池之間形成環狀的反應腔體，所述隔板內置于反應腔體并將反應腔體分隔成兩個反應區；

分別內置于兩個反應區的兩個載體分離器組，所述載體分離器組的進水端與所述沉淀池連通、出水端與所述反應區連通；

分別內置于兩個反應區的兩個潷水器；

與所述沉淀池連通的進水管；

曝氣裝置，包括曝氣風機、與曝氣風機的出氣端連接的三通閥、分別與三通閥的兩個出氣端連通的兩個曝氣管，兩個所述曝氣管分別內置于兩個所述反應區底部。

優選的，所述曝氣裝置還包括一用于控制所述三通閥交替連通兩個曝氣管的控制器。

優選的，所述曝氣管包括一沿反應區長度方向設置并與所述三通閥連通的曝氣主管及均與所述曝氣主管連通的多個曝氣分管，多個曝氣分管沿曝氣主管的長度方向均勻排列設置，且每個曝氣分管均與所述曝氣主管垂直設置。

優選的，序批式間歇曝氣三相流化床還包括兩個內置于所述沉淀池的回流泵，兩個回流泵的進水端分別與兩個反應區連通。

優選的，所述載體分離器組包括沿所述沉淀池周向布置的多個載體分離器，每個所述載體分離器均包括：

第一分離筒，所述第一分離筒側壁上設置有多個第一分離孔；

內置于所述第一分離筒的進水筒，所述進水筒與所述第一分離筒之間形成有分離腔體，所述進水筒一端穿過所述第一分離筒并與所述沉淀池連通、另一端沿所述第一分離筒軸向延伸并與所述第一分離筒端部之間形成有與所述分離腔體連通的間隙。

優選的，所述潷水器包括，

平行設置的兩個導桿，兩個所述導桿下端均固定于所述反應區底部；

第二分離筒，所述第二分離筒兩端分別與兩個所述導桿滑動連接并能夠相對所述導桿上下滑動，且所述第二分離筒上設置有多個第二分離孔；

與所述第二分離筒的出水端連接的出水軟管，所述出水軟管的出水端穿過所述反應池側壁并與一控制閥連接；及

平行設置于所述第二分離筒上方的浮筒，所述浮筒通過連接件與所述第二分離筒連接。

優選的，所述潷水器還包括上下設置的上限位桿和下限位桿，所述上限位桿和下限位桿兩端分別與兩個導桿連接，所述第二分離筒設置于上限位桿和下限位桿之間。

優選的，所述潷水器包括一連接短管及一限位管，所述連接短管一端與其中一個所述導桿滑動連接、另一端與所述第二分離筒連接，所述限位管與所述沉重管連接成一外套于其中另一個所述導桿的環形管。

同時，本發明還提供一種上述序批式間歇曝氣三相流化床的污水處理方法，包括如下步驟，

(1)通過進水管向沉淀池內通入污水，污水由沉淀池底部進入并在沉淀池內進行沉淀；

(2)污水由沉淀池溢流至兩個反應區內，然后通過曝氣裝置進行曝氣，并控制三通閥交替與兩個曝氣管連通并交替對兩個反應區分別曝氣，使兩個反應區內交替進短程硝化反應；

(3)反應區生化反應完成后，靜置并通過潷水器出水。

優選的，所述步驟(2)還包括將反應區內污水回流至沉淀池底部。

與現有技術相比，本發明一方面將沉淀池內置于反應池，并通過隔板分隔形成兩個反應區，其有利于污水依次進行厭氧、好氧處理，提高了污水處理效率，另一方面通過 控制三通閥交替對兩個反應區進行曝氣，其有利于兩個反應區交替進行短程硝化反應，提高了反應效率、降低了能源消耗。

附圖說明

圖1是本發明的序批式間歇曝氣三相流化床的連接結構示意圖；

圖2是本發明的潷水器的連接結構示意圖；

圖3是本發明的圖2的A部放大圖；

圖4是本發明的載體分離器的連接結構示意圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

請參閱圖1～4，本發明的實施例提供了一種序批式間歇曝氣三相流化床，包括，

池體1，其包括反應池11、沉淀池12及隔板13，所述沉淀池12內置于反應池11并與反應池11之間形成環狀的反應腔體，所述隔板13內置于反應腔體并將反應腔體分隔成兩個反應區；

分別內置于兩個反應區的兩個載體分離器組，所述載體分離器組的進水端與所述沉淀池12連通、出水端與所述反應區連通；

分別內置于兩個反應區的兩個潷水器2；

與所述沉淀池12連通的進水管3；

曝氣裝置4，包括曝氣風機41、與曝氣風機41的出氣端連接的三通閥42、分別與三通閥42的兩個出氣端連通的兩個曝氣管43，兩個所述曝氣管43分別內置于兩個所述反應區底部。

本實施例的污水處理系統可采用類似于活性污泥法對污水進行處理，具體為污水首先通過進水管3進入沉淀池12內，由于進水管3的出水端可設置于沉淀池12底部，從而形成底部進水，其促使沉淀池12內形成厭氧環境，進而使沉淀池12內進行硝化反應。沉淀池12內的污水達到一定量后，具體為達到載體分離器組進水端的高度后，污水通過兩個載體分離器組分別溢流至兩個反應區內，溢流過程中通過曝氣裝置4對兩個反應區進行交替曝氣，同時反應區內加入懸浮填料，使反應區內發生氧化反應，經過反應區 處理后的上層澄清水可通過潷水器2排出。其中，載體分離器組可有效避免反應區的懸浮填料進入沉淀區，從而導致懸浮填料的流失。而且，本實施例潷水為在具有懸浮填料的環境下潷水，由于停止進水和曝氣時，懸浮填料在靜置時形成絮凝沉淀層，其有利于提高出水的澄清度，避免污水中的污泥隨潷水器2排出。

其中，反應區內的硝化反應分為氨氮氧化和亞硝酸氨氧化，根據氨氮氧化的不同程度分為短程氧化和全程氧化，由于短程硝化反應后污水具有污泥少、氨氮含量少、節省能力等優點，故其更為得到人們的推崇，而本實施例通過曝氣裝置4交替對兩個反應區進行曝氣，并通過控制每個反應區交替曝氣的時間控制每個反應區內污水的容氧濃度，進而促進兩個反應區內交替進行短程硝化反應，保證反應后的污水中氨氮含量較少，并降低反應產生的污泥含量，也降低了后續的污泥處理成本。

需要說明的是，本實施例曝氣裝置4對兩個反應區交替曝氣，保證了曝氣裝置4的持續性曝氣，避免因曝氣裝置4間隙性曝氣導致能量的浪費。而為了便于觀察控制反應區的反應，可在反應區頂部設置觀察臺6。

具體曝氣過程中，本實施例設置有一控制器44控制三通閥42使三通閥42的出水端交替與兩個曝氣管43連通，該控制器44可設置一人機交互模塊以便于設置每個反應區內曝氣的時間，該控制器控制三通閥42的方式為本領域常規技術，故對其不作詳細贅述。

其中，所述曝氣管43包括一沿反應區長度方向設置并與所述三通閥42連通的曝氣主管431及均與所述曝氣主管431連通的多個曝氣分管432，多個曝氣分管432沿曝氣主管431的長度方向均勻排列設置，且每個曝氣分管432均與所述曝氣主管431垂直設置，本實施例通過曝氣分管432對反應區進行均勻曝氣。具體設置時，可將反應池11和沉淀池12均設置為圓形，且將反應池11和沉淀池12同軸設置，兩個反應區均設置為半圓環狀，兩個曝氣主管431均為與沉淀池12同軸設置的弧形，多個曝氣分管432則沿沉淀池12周向均勻排列，且每個曝氣分管432均相對沉淀池12徑向設置。

為了增加氨氮的除去效率，本實施例所述污水處理系統還包括兩個內置于沉淀池12內的回流泵5，兩個回流泵5的進水端分別與兩個反應區連通，具體為兩個反應區內進行氧化反應，通過回流泵5將兩個反應區內的污水抽入沉淀池12內進行反硝化反應，從而進一步的消除污水中的氨氮含量，提高污水處理效率。其中，回流泵5優選設置于沉淀池底部，以促進反硝化反應效率。

具體設置時，所述回流泵5和潷水器2分別靠近反應區的兩端設置，從而避免潷水 器2出水渾濁。對應的，兩個載體分離器組分別靠近潷水器2設置。

如圖1、圖4所示，本實施例所述載體分離器組包括沿所述沉淀池12周向布置的多個載體分離器7，每個所述載體分離器7均包括第一分離筒71和進水筒72，第一分離筒71側壁上設置有多個第一分離孔711，進水筒72內置于所述第一分離筒71并與所述第一分離筒71之間形成有分離腔體，所述進水筒72一端穿過所述第一分離筒71并與所述沉淀池12連通、另一端沿所述第一分離筒71軸向延伸并與所述第一分離筒71端部之間形成有與所述分離腔體連通的間隙。本實施例載體分離器7可較好的分離反應區內的懸浮填料，避免反應區內懸浮填料進入沉淀池12。其中，每個所述第一分離孔711均為沿所述第一分離筒71周向布置的弧形孔，多個所述第一分離孔711沿所述第一分離筒71軸向均勻布置。

如圖2、圖3所示，為了增加潷水效果，本實施例的潷水器2包括：平行設置的兩個導桿201，兩個所述導桿201下端均固定于所述反應區底部；第二分離筒202，所述第二分離筒202兩端分別與兩個所述導桿201滑動連接并能夠相對所述導桿201上下滑動，且所述第二分離筒202上設置有多個第二分離孔202a；與所述第二分離筒202的出水端連接的出水軟管203，所述出水軟管203的出水端穿過所述反應池11側壁并與一控制閥204連接；及平行設置于所述第二分離筒202上方的浮筒205，所述浮筒205通過連接件206與所述第二分離筒202連接。

本實施例潷水器2一方面實現了隨反應區內的水位上下浮動，保證出水軟管203出水為最上層澄清水，另一方面通過第二分離筒202可將反應區內的生物填料分離，減少生物填料的流失。

其中，所述潷水器2還包括上下設置的上限位桿207和下限位桿208，所述上限位桿207和下限位桿208兩端分別與兩個導桿201連接，所述第二分離筒202設置于上限位桿207和下限位桿208之間，通過上限位桿207和下限位桿208可對第二分離筒202運動范圍進行限制，一方面避免反應區內水位過高時第二分離筒202脫離導桿201，另一方面避免第二分離筒202落至反應區底部的污泥中，導致第二分離孔221堵塞。

為了便于第二分離筒202隨導桿201上下運動，本實施例所述潷水器2包括一連接短管209及一限位管210，所述連接短管209一端與其中一個所述導桿201滑動連接、另一端與所述第二分離筒202連接，所述限位管210與所述沉重管連接成一外套于其中另一個所述導桿201的環形管，本實施例主要通過連接短管209相對其中一個導桿滑動，限位管210則與配重管配合外套于另一導桿上，其可與上限位桿207和下限位桿208配 合對第二分離筒202進行限位，其可有效避免第二分離筒202上下運動過程中卡死。

實際應用時，為了保證浮筒205和第二分離筒202處于上下位置，避免浮筒205和第二分離筒202上下運動過程中晃動，本實施例所述潷水器2還包括一與所述第二分離筒202連接為一體的沉重管211，其主要用于增加第二分離筒202的重量，以避免浮筒205晃動而導致設備使用壽命縮短。

為了增加第二分離孔221的出水效率，本實施例每個所述第二分離孔202a均為沿所述第二分離筒202周向布置的弧形孔，多個所述第二分離孔202a沿所述第二分離筒202軸向均勻布置。

本實施例污水處理系統的污水處理流程如下：首先通過進水管將污水輸入沉淀池內，可在沉淀池內對污水進行初步處理，且污水由沉淀池底部進入易形成厭氧環境，促進沉淀池內的厭氧反應，沉淀池內的水位超過載體分離器組的進水端并通過載體分離器組溢流至兩個反應區內，然后加入懸浮填料并通過曝氣裝置對兩個反應區交替曝氣，通過控制兩個反應區內的曝氣時間來控制兩個反應區內的溶氧量以促使兩個反應區內交替發生短程硝化反應，進而促進反應效率、降低氨氮含量并減少污泥產生量，同時可通過回流泵將兩個反應區內硝化反應形成的氨氮回流至沉淀池底部，促使沉淀池內發生反硝化反應以降低氨氮含量；反應完成后，兩個反應區內可靜置一定時間，然后通過潷水器排水。

與現有技術相比，本發明一方面將沉淀池內置于反應池，并通過隔板分隔形成兩個反應區，其有利于污水依次進行厭氧、好氧處理，提高了污水處理效率，另一方面通過控制三通閥交替對兩個反應區進行曝氣，其有利于兩個反應區交替進行短程硝化反應，提高了反應效率、降低了能源消耗。

以上所述本發明的具體實施方式，并不構成對本發明保護范圍的限定。任何根據本發明的技術構思所做出的各種其他相應的改變與變形，均應包含在本發明權利要求的保護范圍內。