专利名称：一种活性污泥反应系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及废水处理领域，具体是一种活性污泥反应系统。
背景技术：
活性污泥法是一种利用 微生物絮体处理废水的好氧生物处理方法，活性污泥法的原理是利用水中的好氧微生物在有氧条件下对有机物进行吸附和消耗，从而除去有机污染物。活性污泥法处理系统基本上由曝气池、曝气装置、沉降池和污泥回流设备组成，在实际运行中，污水首先与沉淀池回流的活性污泥混合进入曝气池，在曝气装置的曝气作用下，污水与活性污泥充分接触，废水中的有机物被活性污泥所吸附，并被活性污泥中的微生物群体所代谢分解，从而降低了水中有机物的含量。活性污泥法中的曝气池是个生物化学反应器，活性污泥反应器的种类众多，现有技术中，为了提高污水的处理效率，活性污泥反应器的高度通常设置的较大，一般大于30m，但是这样设置存在的缺点在于，由于反应器通常设置在地面以上，当反应器筒体高度较高时，如果将进水口设置在反应器筒体的上部，则将进水泵入所述反应器筒体内时泵的扬程较大，要克服的水压较高，从而导致能耗较高，即使降低进水口的高度，将进水口设置在反应器筒体的中下部，也会由于随着反应器筒体内水量的增加，导致进水口处水压不断提升，也会导致能耗较高。为了降低活性污泥反应器的高度，现有技术中出现了加压式活性污泥反应器，如中国科技文献《压力容器活性污泥法处理餐厅生活污水》(环境工程，2003年4月第21卷第2期，16-17页)中公开了一种占用空间较小的活性污泥反应装置，该装置中设置有加压活性污泥罐和空压机，在运行时利用所述空压机向所述加压活性污泥罐底部曝气，并控制污泥罐内压力为O. 15-1. 2Mpa，该装置通过提高污泥管内的压力，从而使得所述污泥罐内的混合液处于加压环境，有效提高了溶解氧的浓度。由于所述污泥罐中的浅层混合液也处于加压状态，具有较高的溶解氧浓度，因此该装置不需要设置较大的高度，但是由于这种加压活性污泥反应器中处于加压状态，在向所述活性污泥反应器中送水时，进水口处的水压也仍旧较高，从而导致能耗较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是由于现有技术中设置在地面上的活性污泥反应器的进水水压较大，而导致进水能耗较高的问题，进而提供一种能够有效降低活性污泥反应器进水能耗的活性污泥反应系统。本发明中所述的活性污泥反应系统的技术方案为
一种活性污泥反应系统，包括
反应器和与所述反应器连接设置的置换装置；
其中所述置换装置包括
置换罐，所述置换罐与所述反应器的高压区处于基本水平的位置；与所述置换罐连通设置有用于将未处理的污水送入所述置换罐的进水阀和用于放出所述置换罐中液体的出水阀，在所述置换罐的顶部设置有排气阀；
与所述置换罐连通设置有第一循环管道和第二循环管道，所述置换罐分别通过所述第一循环管道和第二循环管道与所述反应器相连通，在所述第一循环管道上设置有第一循环水阀，在所述第二循环管道上设置有第二循环水阀；
在所述上循环管道或下循环管道上设置有推流装置。
在所述置换罐的顶部设置有排泥阀。所述置换罐包括圆柱形筒体以及分别与所述圆柱形筒体的两个端面连接设置的锥形筒体，所述两个锥形筒体沿远离所述圆柱形筒体的方向逐渐收缩，所述第一循环管道和所述第二循环管道分别与所述两个锥形筒体的收缩端相连通。一个反应器上配套设置有多套置换装置。 所述推流装置为设置在所述第一循环管道或者第二循环管道中的叶轮。所述反应器为密闭式反应器。在所述反应器内设置有搅拌器。所述的活性污泥反应系统的运行方法，包括以下步骤
(1)打开所述排气阀，关闭所述第一循环水阀、第二循环水阀和出水阀，开启所述进水阀，将未处理的污水送入所述置换罐；
(2)待所述未处理的污水灌满所述置换罐后，关闭所述进水阀和排气阀，打开所述第一循环水阀和第二循环水阀，开启所述推流装置，将所述反应器筒体中处理后的出水与所述置换罐中未经处理的污水进行置换；
(3)待所述置换罐内未处理的污水全部进入所述反应器后，关闭所述第一循环水阀、第二循环水阀，开启所述排气阀和出水阀，将所述处理后的出水放出，，然后再将未处理的污水送入所述置换罐进行下一轮置换。在所述步骤(3 )中，待所述置换罐内未处理的污水全部进入所述反应器后，关闭所述第一循环水阀、第二循环水阀，先开启所述排气阀，所述置换罐中的气体发生上浮，带动污泥上浮，实现出水与污泥的分离后，再开启所述出水阀，将分离后的出水放出，剩余的污泥仍旧滞留在所述置换罐中；
待分离后的出水放出后，关闭所述出水阀，开启所述进水阀，将未处理的污水送入所述置换罐与所述污泥混合。在所述步骤(3)中开启所述排气阀的同时还开启所述排泥阀，通过所述排泥阀排出部分污泥。一个反应器上配套设置有多套置换装置，所述多套置换装置轮流进行置换。本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点
(I)本发明中所述的活性污泥反应系统，与所述置换罐连通设置有用于将未处理的污水送入所述置换罐的进水阀和用于放出所述置换罐中液体的出水阀，在所述置换罐的顶部设置有排气阀；与所述置换罐连通设置有第一循环管道和第二循环管道，所述置换罐分别通过所述第一循环管道和第二循环管道与所述反应器相连通，在所述第一循环管道上设置有第一循环水阀，在所述第二循环管道上设置有第二循环水阀；在所述第一循环管道或第二循环管道上设置有推流装置。本发明中所述的置换装置在实际运行时，首先打开所述排气阀，关闭所述第一循环水阀、第二循环水阀和出水阀，开启所述进水阀，将未处理的污水送入所述置换罐；然后关闭所述进水阀和排气阀，打开所述第一循环水阀和第二循环水阀，开启所述推流装置，将所述反应器筒体中处理后的出水与所述置换罐中未经处理的污水进行置换；待所述置换罐内未处理的污水全部进入所述反应器后，关闭所述第一循环水阀、第二循环水阀，再开启所述排气阀和出水阀，将所述处理后的出水放出，然后再将未处理的污水送入所述置换罐进行下一轮置换。本发明通过设置所述置换罐与所述反应器的高压区处于基本水平的位置，其中所述反应器的高压区”为压力大于O. IMpa的区域，因此当所述反应器为常压反应器时，所述置换罐与所述反应器的底部基本水平设置且所述置换罐的高度要低于所述反应器的高度，向所述置换罐中进水所需的能耗低于直接向所述反应器筒体中进水的能耗；当所述反应器为密闭式加压反应器时，由于所述反应器内压力较大，而本发明中的置换罐可以实现常压进水，因此向所述置换罐中进水所需的能耗同样低于直接向所述反应器筒体中进水的能耗；本发明中所述的置换罐，当水进入所述置换罐中后，开启所述第一循环水阀和第二循环水阀，所述推流装置两端的水压保持平衡，此时所述推流装置只需要克服液体的管道阻力即可实现反应器筒体中处理后的出水与所述置换罐中未经处理的污 水之间的置换，这一过程能耗极低，因此通过设置本发明中所述的置换装置进行进水和出水的置换，其能耗要低于现有技术中反应器的进水能耗。同时，本发明所述的活性污泥反应系统，通过设置所述排气阀，当所述置换罐内未处理的污水全部进入所述反应器后，关闭所述第一循环水阀、第二循环水阀，通过先开启所述排气阀，使所述置换罐中的气体发生上浮，带动污泥上浮，实现污水与污泥的分离，然后再开启所述出水阀，分离后的污水放出，污泥仍旧滞留在所述置换罐中与新一轮的送入的未处理的污水发生混合，从而使得所述置换罐起到了二沉池的作用，无需再额外设置二沉池和污泥回流装置，节省了污泥回流的动力。本发明中所述反应器的高压区压力大于O. IMpa，在该压力水平下，反应器中处理后的出水中溶解氧的浓度较高，当反应器中处理后的出水进入所述置换罐后，开启所述排气阀，使得所述置换罐与外界大气相连通，所述置换罐中的压力恢复到大气压状态，从而导致所述置换罐中溶解的大量气体上浮，足以带动污泥上浮。(2)发明中所述的活性污泥反应系统，在所述置换罐的顶部还设置有排泥阀，通过设置所述排泥阀，当所述置换罐中的气体发生上浮，带动出水中的污泥上浮时，开启所述排泥阀，能够排出部分污泥，实现污泥的更新。(3)发明中所述的活性污泥反应系统，设置所述置换罐包括圆柱形筒体以及分别与所述圆柱形筒体的两个端面连接置的锥形筒体，所述两个锥形筒体沿远离所述圆柱形筒体的方向逐渐收缩，所述第一循环管道和所述第二循环管道分别与所述两个锥形筒体的收缩端相连通。这样设置的优点在于，上述形状的置换罐不存在死角，未处理污水与反应器出水之间的置换可以进行的较为彻底。(4)发明中所述的活性污泥反应系统，在一个反应器上配套设置有多套置换装置；这种设置方式的优点在于，在实际运行中，通过所述多套置换装置轮流进行置换，可以保证反应器进水和出水的连续性，实现连续性活性污泥反应器的运行方式。(5)发明中所述的活性污泥反应系统，在所述反应器内设置有搅拌器，通过设置所述搅拌器，能够使得置换进入所述反应器内的进水混合均匀，有利于活性污泥反应的进行。
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面将结合附图和具体实施方式
，对本发明中所述的技术方案作进一步详细的阐述。如图I所示是本发明所述的活性污泥反应系统的结构示意 如图2所示是本发明所述的设置有排泥阀的活性污泥反应系统的结构示意 如图3所示是本发明所述的设置有多套置换装置的活性污泥反应系统的结构示意图； 其中，附图标记为
I-反应器；2_置换罐；3_出水阀；4_进水阀；5_第二循环水阀；6-推流装置；7-第一循环水阀；8_排气阀；9_排泥阀；10_进水口 ；11_搅拌器。
具体实施方式
·实施例I
本实施例中所述的活性污泥反应系统如图I所示，包括
反应器1，所述反应器为常压反应器，所述反应器I的顶端与大气相连通，所述反应器ilr| 50m ；
置换罐2，所述置换罐2的高度为6m ;所述置换罐2靠近所述反应器I的下部设置，基本与所述反应器I的高压区处于水平的位置；
与所述置换罐2连通设置有用于将未处理的污水送入所述置换罐2的进水阀4和用于放出所述置换罐2中液体的出水阀3，在所述置换罐2的顶部设置有排气阀8 ;为了避免有死角，本实施例中所述置换罐2包括圆柱形筒体以及分别与所述圆柱形筒体的两个底面连接置的锥形筒体，所述两个锥形筒体沿远离所述圆柱形筒体的方向逐渐收缩，作为可选择的实施方式，所述置换罐2也可以设置为其它形状。第一循环管道和第二循环管道，所述第一循环管道和所述第二循环管道分别与所述置换罐的两个锥形筒体的收缩端相连通，进而所述置换罐2分别通过所述第一循环管道和第二循环管道与所述反应器I相连通，在所述第一循环管道上设置有第一循环水阀7，在所述第二循环管道上设置有第二循环水阀5 ；
在所述第二循环管道上设置有推流装置6，所述推流装置6为设置在所述第二循环管道中的叶轮。本实施例中所述的用于活性污泥反应器I的置换装置的运行方法，包括以下步骤
(O打开所述排气阀8，关闭所述第一循环水阀7、第二循环水阀5和出水阀3，开启所述进水阀4，将未处理的污水送入所述置换罐2 ；
(2)待所述未处理的污水灌满所述置换罐2后，关闭所述进水阀4和排气阀8，打开所述第一循环水阀7和第二循环水阀5，开启所述推流装置6，将所述反应器I中处理后的出水与所述置换罐2中未经处理的污水进行置换；
(3)待所述置换罐2内未处理的污水全部进入所述反应器I后，关闭所述第一循环水阀7、第二循环水阀5，开启所述排气阀8和出水阀3，将所述处理后的出水放出，然后再将未处理的污水送入所述置换罐2进行下一轮置换。
实施例2
本实施例中所述的活性污泥反应系统如图2所示，包括
反应器1，所述反应器为常压反应器，所述反应器I的顶端与大气相连通，所述反应器ilr| IOOrn ；
置换罐2，所述置换罐2的高度低于所述反应器I的高度，所述置换罐2的高度为Sm ；所述置换罐2靠近所述反应器I筒体的下部设置，基本与所述反应器I的高压区处于水平的位置；
与所述置换罐2连通设置有用于将未处理的污水送入所述置换罐2的进水阀4和用于放出所述置换罐2中液体的出水阀3，在所述置换罐2的顶部设置有排气阀8和排泥阀9 ；本实施例中所述置换罐2包括圆柱形筒体以及分别与所述圆柱形筒体的两个底面连接置的锥形筒体，所述两个锥形筒体沿远离所述圆柱形筒体的方向逐渐收缩。
第一循环管道和第二循环管道，所述第一循环管道和所述第二循环管道分别与所述两个锥形筒体的收缩端相连通，进而所述置换罐2分别通过所述第一循环管道和第二循环管道与所述反应器I相连通，所述第一循环管道位于所述第二循环管道的上方，在所述第一循环管道上设置有第一循环水阀7，在所述第二循环管道上设置有第二循环水阀5 ；
在所述第一循环管道上设置有推流装置6，所述推流装置6为设置在所述第一循环管道中的叶轮。本实施例中所述的用于活性污泥反应器I的置换装置的运行方法，包括以下步骤
(O打开所述排气阀8，关闭所述第一循环水阀7、第二循环水阀5和出水阀3，开启所述进水阀4，将未处理的污水送入所述置换罐2 ；
(2)待所述未处理的污水灌满所述置换罐2后，关闭所述进水阀4和排气阀8，打开所述第一循环水阀7和第二循环水阀5，开启所述推流装置6，将所述反应器I中处理后的出水与所述置换罐2中未经处理的污水进行置换；
(3)待所述置换罐2内未处理的污水全部进入所述反应器I后，关闭所述第一循环水阀7、第二循环水阀5，开启所述排气阀8和排泥阀9，所述置换罐2中的气体发生上浮，带动污泥上浮，部分污泥通过所述排泥阀9排出，实现污水与污泥的分离后，再开启所述出水阀3，分离后的污水放出，剩余的污泥仍旧滞留在所述置换罐2中；
(4)关闭所述出水阀3，开启所述进水阀4，将未处理的污水送入所述置换罐2与所述污泥混合。实施例3
本实施例中所述的活性污泥反应系统如图3所示，包括
反应器，所述反应器为高压反应器，所述反应器内的气压为IMpa，所述反应器高15m; 本实施例中一个反应器I上配套设置有两套置换装置，每套置换装置包括
置换罐2，所述置换罐2的高度为15m ;所述置换罐2与所述反应器基本处于水平的位置，与所述置换罐2连通设置有进水阀4和出水阀3，在所述置换罐2的顶部设置有排气阀8和排泥阀9;本实施例中所述置换罐2包括圆柱形筒体以及分别与所述圆柱形筒体的两个底面连接置的锥形筒体，所述两个锥形筒体沿远离所述圆柱形筒体的方向逐渐收缩。第一循环管道和第二循环管道，所述第一循环管道和所述第二循环管道分别与所述两个锥形筒体的收缩端相连通，进而所述置换罐2分别通过所述第一循环管道和第二循环管道与所述反应器I相连通，在所述第一循环管道上设置有第一循环水阀7，在所述第二循环管道上设置有第二循环水阀5 ；
在所述第二循环管道上设置有推流装置6，本实施例中所述推流装置6为设置在所述第二循环管道中的叶轮，作为可以选择的实施方式，所述推流装置6也可以设置在所述第一循环管道上。本实施例在所述反应器I上还设置有进水口 10 ;在所述反应器I内设置有搅拌器11，本实施例中所述搅拌器11设置在所述反应器I的底部。本实施例中所述的用于活性污泥反应器I的置换装置的运行方法，包括以下步骤 (O打开所述置换罐2上的排气阀8，关闭所述置换罐2上的循环水阀、第二循环水阀5和出水阀3，开启进水阀4，将未处理的污水送入所述置换罐2 ；
(2)待所述未处理的污水灌满所述置换罐2后，关闭所述进水阀4和排气阀8，打开所述第一循环水阀7和第二循环水阀5，开启所述推流装置6，将所述反应器I中处理后的出水与所述置换罐2中未经处理的污水进行置换；
(3)待所述置换罐2内未处理的污水全部进入所述反应器I后，关闭所述第一循环水阀7、第二循环水阀5，开启所述排气阀8和排泥阀9，所述置换罐2中的气体发生上浮，带动污泥上浮，部分污泥通过所述排泥阀9排出，实现污水与污泥的分离后，再开启所述出水阀3，分离后的污水放出，剩余的污泥仍旧滞留在所述置换罐2中；
(4)关闭所述出水阀3，开启所述进水阀4，将未处理的污水送入所述置换罐2与所述污泥混合。为了保证反应器I中进水和出水的连续性，本实施例中所述的两套置换装置轮流进行置换。需要说明的是，本发明中所述的“反应器的高压区”是指反应器内压力大于O. IMpa的区域。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
权利要求
1.一种活性污泥反应系统，包括 反应器和与所述反应器连接设置的置换装置； 其中所述置换装置包括 置换罐，所述置换罐与所述反应器的高压区处于基本水平的位置； 与所述置换罐连通设置有用于将未处理的污水送入所述置换罐的进水阀和用于放出所述置换罐中液体的出水阀，在所述置换罐的顶部设置有排气阀； 与所述置换罐连通设置有第一循环管道和第二循环管道，所述置换罐分别通过所述第一循环管道和第二循环管道与所述反应器相连通，在所述第一循环管道上设置有第一循环水阀，在所述第二循环管道上设置有第二循环水阀； 在所述第一循环管道或第二循环管道上设置有推流装置。
2.根据权利要求I所述的活性污泥反应系统，其特征在于，在所述置换罐的顶部设置有排泥阀。
3.根据权利要求I或2所述的活性污泥反应系统，其特征在于，所述置换罐包括圆柱形筒体以及分别与所述圆柱形筒体的两个端面连接设置的锥形筒体，所述两个锥形筒体沿远离所述圆柱形筒体的方向逐渐收缩，所述第一循环管道和所述第二循环管道分别与所述两个锥形筒体的收缩端相连通。
4.根据权利要求3所述的活性污泥反应系统，其特征在于，一个反应器上配套设置有多套置换装置。
5.根据权利要求1-4任一所述的活性污泥反应系统，其特征在于，所述推流装置为设置在所述第一循环管道或者第二循环管道中的叶轮。
6.根据权利要求1-5任一所述的活性污泥反应系统，其特征在于，所述反应器为密闭式反应器。
7.根据权利要求1-6所述的活性污泥反应系统，其特征在于，在所述反应器内设置有搅拌器。
8.权利要求1-7任一所述的活性污泥反应系统的运行方法，包括以下步骤 (1)打开所述排气阀，关闭所述第一循环水阀、第二循环水阀和出水阀，开启所述进水阀，将未处理的污水送入所述置换罐； (2)待所述未处理的污水灌满所述置换罐后，关闭所述进水阀和排气阀，打开所述第一循环水阀和第二循环水阀，开启所述推流装置，将所述反应器中处理后的出水与所述置换罐中未经处理的污水进行置换； (3)待所述置换罐内未处理的污水全部进入所述反应器后，关闭所述第一循环水阀、第二循环水阀，开启所述排气阀和出水阀，将所述处理后的出水放出，然后再将未处理的污水送入所述置换罐进行下一轮置换。
9.根据权利要求8所述的活性污泥反应系统的运行方法，其特征在于，在所述步骤(3)中，待所述置换罐内未处理的污水全部进入所述反应器后，关闭所述第一循环水阀、第二循环水阀，开启所述排气阀，所述置换罐中的气体发生上浮，带动污泥上浮，实现出水与污泥的分离后，再开启所述出水阀，将分离后的出水放出，剩余的污泥仍旧滞留在所述置换罐中； 待分离后的出水放出后，关闭所述出水阀，开启所述进水阀，将未处理的污水送入所述置换罐与所述污泥混合。
10.根据权利要求8或9所述的活性污泥反应系统的运行方法，其特征在于，在所述步骤(3)中开启所述排气阀的同时还开启所述排泥阀，通过所述排泥阀排出部分污泥。
11.根据权利要求10所述的活性污泥反应系统的运行方法，其特征在于，一个反应器上配套设置有多套置换装置，所述多套置换装置轮流进行置换。
全文摘要
本发明所述的活性污泥反应系统，包括反应器和与所述反应器连接设置的置换装置；其中所述置换装置包括置换罐，设置所述置换罐与所述反应器的高压区基本水平设置，与所述置换罐连通设置有进水阀和出水阀，在所述置换罐的顶部设置排气阀；并设置第一循环管道和第二循环管道，所述置换罐分别通过所述第一循环管道和第二循环管道与所述反应器相连通，在所述第一循环管道上设置有第一循环水阀，在所述第二循环管道上设置有第二循环水阀；在所述第一循环管道或第二循环管道上设置有推流装置。本发明通过利用置换装置对反应器的进水和出水进行置换，其总能耗要低于反应器筒体的进水能耗。
文档编号C02F3/12GK102897904SQ20121036507
公开日2013年1月30日 申请日期2012年9月26日 优先权日2012年9月26日
发明者冯秀娟 申请人:冯秀娟