一种污水处理系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种污水处理系统，用于节约能源。包括：第一曝气池，与二次沉淀池及第二曝气池相连，用于接收待处理的污水及第一混合物，并将其与污水混合，形成第二混合物；第二曝气池，与第一曝气池及第三曝气池相连，用于接收待处理的污水或第二混合物，将其与污水混合后形成第三混合物；第三曝气池，与第二曝气池及二次沉淀池相连，用于接收第三混合物；二次沉淀池，与第一曝气池及第三曝气池相连，用于接收经第三曝气池流入的第三混合物，并将其处理为活性污泥浓缩液；还包括位于第一曝气池中的空气提升装置，用于将活性污泥浓缩液与空气混合、形成第一混合物后排入第一曝气池。
【专利说明】一种污水处理系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及环境保护及污水处理领域，特别涉及一种污水处理系统及方法。
【背景技术】
[0002] 在炼焦生产工艺中会设置污水处理工序，采用生物活性污泥法处理含酚废水。采 用活性污泥法处理的系统主要由三级推流式曝气池、二次沉淀池等组成。三级推流式曝气 池最早是采用泵型表面曝气叶轮，1#表面曝气池电机功率一般为45Kw，采用变频调速器来 控制曝气叶轮转速，以控制污泥回流量和曝气池内溶解氧的含量。2#和3#表面曝气池电机 功率一般各30Kw。在生产运行过程中，由于曝气池水面泡沫较多，曝气叶轮的存在会影响曝 气池的充氧量。
[0003] 为了稳定和提高曝气池内溶解氧的含量，消除泡沫对溶解氧的影响，现有技术中 将三级推流式表面曝气池改为三级推流式鼓风曝气池。由于三级推流式鼓风曝气池取消了 1#曝气池中用于污泥回流的曝气叶轮，污泥回流须选用其它设备，一般采用污泥回流泵。
[0004] 本申请发明人在实现本申请实施例技术方案的过程中，至少发现现有技术中存在 如下技术问题：
[0005] 考虑到三级推流式曝气池水面与二次沉淀池水面基本处于同一水平面的这种结 构现状，采用污泥回流泵显然较为浪费电量。
【发明内容】
[0006] 本发明实施例提供一种污水处理系统及方法，用于节约能源。
[0007] -种污水处理系统，包括：第一曝气池、第二曝气池、第三曝气池及二次沉淀池；
[0008] 所述第一曝气池，与所述二次沉淀池及所述第二曝气池相连，用于接收待处理的 污水，及第一混合物，并将其与污水混合，形成第二混合物；
[0009] 所述第二曝气池，与所述第一曝气池及所述第三曝气池相连，用于接收所述待处 理的污水或第二混合物，将待处理的污水或所述第二混合物与污水混合后形成第三混合 物；
[0010] 所述第三曝气池，与所述第二曝气池及所述二次沉淀池相连，用于接收所述第三 混合物；
[0011] 所述二次沉淀池，与所述第一曝气池及所述第三曝气池相连，用于接收经所述第 三曝气池流入的所述第三混合物，并将其处理为活性污泥浓缩液；
[0012] 还包括：
[0013] 位于所述第一曝气池中的空气提升装置，用于将所述活性污泥浓缩液与空气混 合、形成所述第一混合物后排入所述第一曝气池。
[0014] 一种污水处理方法，包括以下步骤：
[0015] 第一曝气池接收待处理的污水及第一混合物，并将其与污水混合，形成第二混合 物；
[0016] 第二曝气池接收所述第二混合物，将其与污水混合后形成第三混合物；
[0017] 第三曝气池接收所述第三混合物；
[0018] 二次沉淀池接收经所述第三曝气池流入的待处理的污水或所述第三混合物，并将 其处理为活性污泥浓缩液；
[0019] 空气提升装置将所述活性污泥浓缩液与空气混合、形成所述第一混合物后排入第 一曝气池。
[0020] 本发明实施例中污水处理系统包括第一曝气池、第二曝气池、第三曝气池及二次 沉淀池；所述第一曝气池，与所述二次沉淀池及所述第二曝气池相连，用于接收待处理的污 水，及第一混合物，并将其与污水混合，形成第二混合物；所述第二曝气池，与所述第一曝气 池及所述第三曝气池相连，用于接收所述待处理的污水或第二混合物，将待处理的污水或 所述第二混合物与污水混合后形成第三混合物；所述第三曝气池，与所述第二曝气池及所 述二次沉淀池相连，用于接收所述第三混合物；所述二次沉淀池，与所述第一曝气池及所述 第三曝气池相连，用于接收经所述第三曝气池流入的所述第三混合物，并将其处理为活性 污泥浓缩液；还包括：位于所述第一曝气池中的空气提升装置，用于将所述活性污泥浓缩 液与空气混合、形成所述第一混合物后排入所述第一曝气池。用空气提升装置代替现有技 术中的污泥回流泵，节省了电量，更为环保。
【专利附图】
【附图说明】
[0021] 图1为本发明实施例中污水处理系统的俯视图；
[0022] 图2为本发明实施例中空气提升装置的剖视图；
[0023] 图3为本发明实施例中喷气管的剖视图；
[0024] 图4为本发明实施例中污水处理方法的主要流程图。
【具体实施方式】
[0025] 本发明实施例中污水处理系统包括第一曝气池、第二曝气池、第三曝气池及二次 沉淀池；所述第一曝气池，与所述二次沉淀池及所述第二曝气池相连，用于接收待处理的污 水，及第一混合物，并将其与污水混合，形成第二混合物；所述第二曝气池，与所述第一曝气 池及所述第三曝气池相连，用于接收所述待处理的污水或第二混合物，将待处理的污水或 所述第二混合物与污水混合后形成第三混合物；所述第三曝气池，与所述第二曝气池及所 述二次沉淀池相连，用于接收所述第三混合物；所述二次沉淀池，与所述第一曝气池及所述 第三曝气池相连，用于接收经所述第三曝气池流入的所述第三混合物，并将其处理为活性 污泥浓缩液；还包括：位于所述第一曝气池中的空气提升装置，用于将所述活性污泥浓缩 液与空气混合、形成所述第一混合物后排入所述第一曝气池。用空气提升装置代替现有技 术中的污泥回流泵，节省了电量，更为环保。
[0026] 参见图1，为本发明实施例中污水处理系统的俯视图。本发明实施例中污水处理系 统包括第一曝气池101、第二曝气池102、第三曝气池103、二次沉淀池104及空气提升装置 105。
[0027] 第一曝气池101与所述二次沉淀池104及所述第二曝气池102相连，用于接收待 处理的污水，或第一混合物，并将其与污水混合，形成第二混合物。所述待处理的污水往往 是污水与污泥的混合物，其首先排入第一曝气池101中。所述第一混合物是指将活性污泥 浓缩液与空气及污水混合后的三态混合物，其在空气提升装置105中形成后由空气提升装 置105排出至第一曝气池101，第一曝气池101再将所述第一混合物与污水混合，形成第二 混合物。第二混合物流入第二曝气池102。
[0028] 第一曝气池101中有一进水口，其可以接收待处理的污水。第一曝气池101可以通 过第一污水排放管道与二次沉淀池104相连，及通过第二污水排放管道与第二曝气池102 相连。
[0029] 第二曝气池102与所述第一曝气池101及所述第三曝气池103相连，用于接收所 述待处理的污水或第二混合物，将待处理的污水或第二混合物与污水混合后形成第三混合 物。第二曝气池102将接收的待处理的污水或第二混合物再与污水混合，形成第三混合物。 第三混合物103流入第三曝气池103。
[0030] 第二曝气池102可以通过第三污水排放管道与第三曝气池103相连。
[0031] 第三曝气池103与所述第二曝气池102及所述二次沉淀池104相连，用于接收所 述第三混合物。在循环处理过程中，第三曝气池103接收的是第三混合物。所述第三混合 物经第三曝气池103流入二次沉淀池104。
[0032] 第三曝气池103可以通过第四污水排放管道与二次沉淀池104相连。
[0033] 二次沉淀池104与所述第一曝气池101及所述第三曝气池103相连，用于接收经 所述第三曝气池103流入的所述第三混合物，并将其处理为活性污泥浓缩液。待处理的污 水或第三混合物经第三曝气池103流入二次沉淀池104,因待处理的污水或第三混合物中 的活性污泥与水存在密度差，则活性污泥沉淀浓缩，形成活性污泥浓缩液，位于下部，澄清 污水位于上部，澄清污水经二次沉淀池104顶部的水堰流出，而活性污泥浓缩液经二次沉 淀池104进入第一曝气池101中的空气提升装置105中。
[0034] 二次沉淀池104中设有出水口，用于排出污水，此处所说的污水可以是澄清污水。 所述出水口的水平位置可以低于第一曝气池101中的所述进水口。
[0035] 空气提升装置105位于第一曝气池101中，用于将所述活性污泥浓缩液与空气混 合、形成所述第一混合物后排入所述第一曝气池101。空气提升装置105还包括气液混流管 1051、锥形管1052、污泥回流管1053、喷气管1054、空气管1055、法兰1056等，如图2所示。
[0036] 污泥回流管1053,其跨接在所述第一曝气池101及所述二次沉淀池104之间，用于 接收所述二次沉淀池104流入的所述活性污泥浓缩液.
[0037] 锥形管1052,与所述污泥回流管1053相连，用于连接所述污泥回流管及所述气液 混流管。
[0038] 气液混流管1051，通过所述锥形管1052与所述污泥回流管相连，用于接收及排出 所述第一混合物。
[0039] 空气管1055,与所述喷气管1054相连，用于接收空气。
[0040] 喷气管1054,通过所述锥形管1052伸入所述污泥回流管1053中，用于喷出空气以 与所述活性污泥浓缩液混合。
[0041] 其中污泥回流管1053跨接在第一曝气池101与二次沉淀池104之间，用于接收所 述二次沉淀池流入的所述活性污泥浓缩液，活性污泥浓缩液从污泥回流管1053流至空气 提升装置105下部，与喷气管1054喷出的空气相混合，形成液、固、气三态混合物（即第一 混合物），该第一混合物的体积密度显然小于活性污泥浓缩液的密度，该密度差的大小会影 响液位提升的高度和活性污泥浓缩液流量的大小，密度差越大则液位提升越高，活性污泥 浓缩液流量越大。该第一混合物的体积大小由混入的空气量所决定。第一混合物由于密度 的减小，形成推动力，从污泥回流管1053往上升，经由锥形管1052,由气液混合管1051排 出，进入第一曝气池101。
[0042] 现有技术中空气提升装置中的喷气管一般为单孔喷气管，其是基于空气射流使气 液混合的原理，因此现有技术中空气提升装置中的气液混合管的管径会受到限制，不能太 大，一般为150-200mm，但这样会使喷入的空气量少，或是不能很好地与活性污泥浓缩液相 混合。本发明实施例中的喷气管1054可以为多孔喷管，其至少包括一个开孔，如图3所示。 该喷气管1054可以是直管，也可以弯曲成圆形管，或也可以是其它形状的喷管。因其具有 多孔，扩大了气液接触面，从而可以增大气液混流管1051的管径范围，例如一种气液混流 管1051的管径可以是1000mm。当喷气管1054包括多个开孔时，所述多个开孔在喷气管 1054上可以均匀分布也可以不均匀分布。
[0043] 以下通过具体实施例介绍污水处理的方法。
[0044] 参见图4,本发明实施例中污水处理的主要方法流程如下：
[0045] 步骤401 :第一曝气池101接收待处理的污水或第一混合物，并将其与污水混合， 形成第二混合物。
[0046] 步骤402 :第二曝气池102接收所述第二混合物，将其与污水混合后形成第三混合 物。
[0047] 步骤403 :第三曝气池103接收所述第三混合物。
[0048] 步骤404 :二次沉淀池104接收经所述第三曝气池103流入的所述第三混合物，并 将其处理为活性污泥浓缩液。
[0049] 步骤405 :空气提升装置105将所述活性污泥浓缩液与空气混合、形成所述第一混 合物后排入第一曝气池101。
[0050] 本发明实施例中污水处理系统包括第一曝气池101、第二曝气池102、第三曝气池 103及二次沉淀池104 ;所述第一曝气池101，与所述二次沉淀池104及所述第二曝气池102 相连，用于接收待处理的污水，及第一混合物，并将其与污水混合，形成第二混合物；所述第 二曝气池102,与所述第一曝气池101及所述第三曝气池103相连，用于接收所述待处理的 污水或第二混合物，将待处理的污水或所述第二混合物与污水混合后形成第三混合物；所 述第三曝气池103,与所述第二曝气池102及所述二次沉淀池104相连，用于接收所述第三 混合物；所述二次沉淀池104,与所述第一曝气池101及所述第三曝气池103相连，用于接 收经所述第三曝气池103流入的所述第三混合物，并将其处理为活性污泥浓缩液；还包括 ： 位于所述第一曝气池101中的空气提升装置105,用于将所述活性污泥浓缩液与空气混合、 形成所述第一混合物后排入所述第一曝气池101。用空气提升装置105代替现有技术中 的污泥回流泵，节省了电量，更为环保，例如，如果采用污泥回流泵，当污泥回流量为100m 3/ h时，电机功率为7. 5Kw，年耗电量约为6. 57万度，而采用本发明实施例中中空气提升装置 105,当污泥回流量为100m3/h时，耗空气量为36m 3/h，耗电功率为0. 86Kw，年耗电量约为 〇. 76万度，每年节电量约为5. 81万度。通过控制喷入空气量的大小即能调节回流的污泥 量，给污泥回流操作带来了较大的方便。污泥提升所用的空气可以补充活性污泥中溶解氧 的含量。且空气提升装置105中的喷气管1054设计为多孔喷管，扩大了气液接触面，也有 效增大了气液混流管1051的管径范围。
[0051] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精 神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围 之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【权利要求】
1. 一种污水处理系统，包括：第一曝气池、第二曝气池、第三曝气池及二次沉淀池； 所述第一曝气池，与所述二次沉淀池及所述第二曝气池相连，用于接收待处理的污水， 及第一混合物，并将其与污水混合，形成第二混合物； 所述第二曝气池，与所述第一曝气池及所述第三曝气池相连，用于接收所述待处理的 污水或第二混合物，将待处理的污水或所述第二混合物与污水混合后形成第三混合物； 所述第三曝气池，与所述第二曝气池及所述二次沉淀池相连，用于接收所述第三混合 物； 所述二次沉淀池，与所述第一曝气池及所述第三曝气池相连，用于接收经所述第三曝 气池流入的所述第三混合物，并将其处理为活性污泥浓缩液； 其特征在于，还包括： 位于所述第一曝气池中的空气提升装置，用于将所述活性污泥浓缩液与空气混合、形 成所述第一混合物后排入所述第一曝气池。
2. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述空气提升装置包括：污泥回流管、锥形 管、气液混流管、空气管及喷气管； 所述污泥回流管，其跨接在所述第一曝气池及所述二次沉淀池之间，用于接收所述二 次沉淀池流入的所述活性污泥浓缩液； 所述锥形管，与所述污泥回流管相连，用于连接所述污泥回流管及所述气液混流管； 所述气液混流管，通过所述锥形管与所述污泥回流管相连，用于接收及排出所述第一 混合物； 所述空气管，与所述喷气管相连，用于接收空气； 所述喷气管，通过所述锥形管伸入所述污泥回流管中，用于喷出空气以与所述活性污 泥浓缩液混合。
3. 如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述喷气管包括至少一个开孔。
4. 如权利要求3所述的系统，其特征在于，当所述喷气管包括多个开孔时，所述多个开 孔在所述喷气管上均匀分布。
5. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一曝气池中设置有一进水口，用于接 收所述待处理的污水。
6. 如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述二次沉淀池中设置有一出水口，用于排 出污水。
7. 如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述出水口的水平位置低于所述进水口。
8. -种污水处理方法，其特征在于，包括以下步骤： 第一曝气池接收待处理的污水及第一混合物，并将其与污水混合，形成第二混合物； 第二曝气池接收所述第二混合物，将其与污水混合后形成第三混合物； 第三曝气池接收所述第三混合物； 二次沉淀池接收经所述第三曝气池流入的待处理的污水或所述第三混合物，并将其处 理为活性污泥浓缩液； 空气提升装置将所述活性污泥浓缩液与空气混合、形成所述第一混合物后排入第一曝 气池。
【文档编号】C02F3/12GK104108786SQ201310130421
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2013年4月16日 优先权日:2013年4月16日
【发明者】王柏林 申请人:北大方正集团有限公司, 苏州苏信特钢有限公司, 江苏苏钢集团有限公司