一种有机废水耦合式一体化处理装置的制作方法

本发明涉及污水处理领域，特别涉及一种一体式污水处理设备。

背景技术：

随着我国工业化和城镇化的推进，日趋严重的水污染不仅降低了水体的使用功能，进一步加剧了水资源短缺的矛盾，对中国正在实施的可持续发展战略带来了严重影响，而且还严重威胁到城市居民的饮水安全和人民健康。在污水管网难以到达的区域，产生的污水大多直接排入附近水体中，使水污染情况越来越严重。

污水生物处理主要借助微生物的分解作用把污水中有机物转化为简单的无机物，使污水得到净化，是现代污水处理应用中最广泛的方法之一。A/O工艺是是国外20世纪七十年代末开发出来的一种污水处理工艺，是目前应用最为广泛的污水生物处理工艺之一。

A/O工艺将缺氧段和好氧段串联在一起，A段DO＝0.2～0.6mg/L，O段DO＝2～4mg/L。缺氧段又称水解酸化段，在缺氧段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，可有效提高污水的可生化性。在好氧段，好氧微生物进一步将水解酸化处理后的有机物进行氧化分解，将有机物转化为无机物，使污水得到净化。

另外，在缺氧段异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化，产生氨态氮(TNH_x)，进入好氧区。在好氧区，自养菌的硝化作用将氨态氮(TNH_x)氧化为硝态氮(TNO_x)。再通过回流控制返回至缺氧段，在缺氧条件下，异氧菌的反硝化作用将硝态氮(TNO_x)还原为分子态氮(N₂)完成C、N、O在生态中的循环，实现污水无害化处理。

水力循环澄清是将絮凝和沉淀这两个单元过程综合于一个构筑物中完成，主要依靠活性泥层达到澄清的目的。在水射器的作用下，将池中的活性泥渣吸入和原水充分混合，加强了水中固体颗粒间的接触和吸附作用，当脱稳杂质随水流与泥渣层接触时，便被泥渣层阻留下来形成良好的絮凝，加速了沉降速度使水得到澄清。

现有A/O污水处理工艺及水力澄清法存在以下技术问题：单独设置各工艺单元，耦合性低；需设置污泥和混合液回流设备，能耗高；所需构筑物或设备占地面积大，处理中小水量废水时，投资高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种有机废水耦合式一体化处理装置，以解决现有A/O污水处理工艺及水力澄清法存在的不足。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种有机废水耦合式一体化处理装置，包括罐体、曝气回流装置和固液分离装置，罐体具有内空的环形壁；环形壁包括内壁和外壁；环形壁内部的空间为缺氧区；环形壁的内壁围绕的罐体中部形成好氧区；缺氧区和好氧区通过过水孔连通；曝气回流装置位于缺氧区及好氧区底部，所述固液分离装置置于好氧区上部中央。

进一步的，曝气回流装置包括循环射流泵、循环射流水管、回流搅拌喷嘴、供气式低压射流曝气器；循环射流泵设置于罐体外部；循环射流泵的入口通过管路连通好氧区；循环射流泵的出口通过循环射流水管同时与设在缺氧区的回流搅拌喷嘴和设在好氧区的供气式低压射流曝气器的进水端连接；供气式低压射流曝气器的进气端和进风管相连。

进一步的，循环射流泵从好氧区吸取混合液，在缺氧区通过回流搅拌喷嘴射出，实现了好氧硝化液的回流、缺氧区的搅拌，并利用了回流剩余水头；在好氧区，混合液在供气式低压射流曝气器内与风机鼓入的空气混合，完成了对好氧区的充氧过程。

进一步的，固液分离装置包括一个壳体，该壳体包括相互连接的上部圆筒部和下部倒锥形部；倒锥形部的底部开口，开口中安装有气液吸入器，气液吸入器的顶部为进料喷嘴，进料喷嘴的上方设有反应椎体，反应椎体的下部设有位于进料喷嘴上部的进料喉管；圆筒部内部设有环形导流板，圆筒部通过环形导流板分隔成内部的反应区和外部的澄清区；反应椎体位于反应区中。

进一步的，圆筒部的上部内壁上设有环形集水槽，位于澄清区上部并通过出水管和外部排水管相连。

进一步的，澄清区下部位于倒锥形部的侧边上设集泥斗，集泥斗通过排泥管连接污泥排出装置。

进一步的，好氧区的泥、水、气混合液，通过气液吸入器进入进料喷嘴，气液吸入器收集到大量气体，在进料喷嘴和进料喉管部位形成气提作用，增强该区域的上升流速；同时进料喷嘴处的高流速会在进料喉管下部的喇叭口形成文丘里效应，将澄清区沉降的污泥吸入，形成沉降污泥与混合液的混合进入反应区；在反应区，利用吸入的活性污泥中微生物细胞外的粘液的絮凝作用，对新进入的混合液中分散的细小活性污泥颗粒进行粘附，使其形成大的颗粒，进入澄清区进行分离，周而复始形成活性泥渣的循环。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明一种有机废水耦合式一体化处理装置，缺氧区、好氧区、曝气回流装置和固液分离装置共处一体，缺氧区置于好氧区外围，曝气回流装置位于缺氧区及好氧区底部，固液分离装置置于好氧区上部中央，循环射流泵和风机设置在装置体外，且外部设有进出水管、进风管和排泥管。本发明利用曝气回流装置，同时完成了好氧区曝气、好氧混合液至缺氧区的回流和对缺氧区的搅拌，无需专门的混合液回流装置和缺氧区搅拌装置；由于将固液分离装置耦合于好氧区之中，利用好氧区内曝气的气体，通过气提作用和文丘里效应，完成了好氧区混合液和活性污泥到所述固液分离装置的提升；同时利用污泥与水的比重差使活性污泥自然回流到好氧区，形成活性污泥泥渣的循环，无需专门的污泥回流系统。

进一步的，本发明通过合理设置各组件的位置，实现了一体式结构，占地面积小；由于整个装置中只有风机和循环射流泵两个动力装置，耗能大大降低。

进一步的，本发明将A/O污水处理工艺及水力澄清法进行紧密耦合，在一个设备内同时完成高效可靠的生物脱氮和SS的去除。适用于各类有机废水的处理，尤其适用于含氮废水的处理。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1所示装置的俯视图。

图中：1-缺氧区、2-好氧区、3-曝气回流装置、4-固液分离装置、5-进水管、6-过水孔、7-出水管、8-循环射流泵、9-循环射流水管、10-回流搅拌喷嘴、11-供气式低压射流曝气器、12-风机、13-进风管、14-气液吸入器、15-进料喷嘴、16-进料喉管、17-反应椎体、18-环形导流板、19-环形集水槽、20-集泥斗、21-排泥管。

具体实施方式

下面结合附图进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

请参阅图1和图2所示，本发明一种有机废水耦合式一体化处理装置，包括罐体、曝气回流装置3和固液分离装置4四个主要部分。

本发明一种有机废水耦合式一体化处理装置，包括一个圆柱形上部开口的罐体，罐体具有内空的环形壁100；环形壁100包括内壁101和外壁102；环形壁100内部的空间为缺氧区1；环形壁100围绕的罐体中部形成好氧区2；好氧区2的中心上部设有固液分离装置4；固液分离装置4与罐体的侧壁或者底部固定，以支撑在好氧区中心上部。

进水管5穿过环形壁的外壁连通缺氧区1。进水经过缺氧区1处理后通过环形壁的内壁底部的过水孔6进入好氧区2进行处理。好氧区2的混合液通过气提作用进入固液分离装置4完成固液分离后，处理后的出水进入出水管7排放，剩余污泥进入排泥管21排放完成整个污水处理过程。

请参阅图1所示，曝气回流装置3包括循环射流泵8、循环射流水管9、回流搅拌喷嘴10和供气式低压射流曝气器11；循环射流泵8设置于罐体外部；循环射流泵8的入口通过管路连通好氧区2；循环射流泵8的出口通过循环射流水管9同时与设在缺氧区1的回流搅拌喷嘴10和设在好氧区2的供气式低压射流曝气器11的进水端连接。风机12通过曝气回流装置3中的进风管13与供气式低压射流曝气器11进气端连接。循环射流泵8从好氧区2吸取混合液，在缺氧区1通过回流搅拌喷嘴10射出，实现了好氧硝化液的回流、缺氧区的搅拌；在好氧区2，混合液在供气式低压射流曝气器11内与风机12鼓入的空气混合，完成了对好氧区的充氧过程。

如图1所示，固液分离装置4包括一个壳体，该壳体包括相互连接的上部圆筒部和下部倒锥形部；倒锥形部的底部开口，开口中安装有气液吸入器14(为无外部动力的进料喇叭口或者由外部动力驱动的气液吸入器)，气液吸入器14的顶部为进料喷嘴15，进料喷嘴15的上方设有反应椎体17，反应椎体17的下部设有位于进料喷嘴15上部的进料喉管16。圆筒部内部设有环形导流板18，圆筒部通过环形导流板18分隔成内部的反应区和外部的澄清区；反应椎体17位于反应区中。圆筒部的上部内壁上设有环形集水槽19，位于澄清区上部并通过出水管7和外部排水管相连；澄清区下部位于倒锥形部的侧边上设集泥斗20，收集剩余污泥通过排泥管21将剩余污泥排出装置。好氧区2的泥、水、气混合液，通过气液吸入器14进入进料喷嘴15。由于气液吸入器14收集到大量气体，在进料喷嘴15和进料喉管16部位形成气提作用，增强该区域的上升流速；同时进料喷嘴15处的高流速会在进料喉管16下部的喇叭口形成文丘里效应，将澄清区沉降的污泥吸入，形成沉降污泥与混合液大比例的混合进入反应区。反应区设有反应锥体17和环形导流板18，锥形设计可不断降低液体流速，提供充足的反应时间，反应结束后从反应椎体17顶部流出。在反应区，利用吸入的活性污泥中微生物细胞外的粘液的絮凝作用，对新进入的混合液中分散的细小活性污泥颗粒进行粘附，使其形成大的颗粒，进入澄清区进行分离，周而复始形成活性泥渣的循环。而在澄清区，形成活性污泥悬浮层，对于通过该层的细小颗粒进行网扑和吸附，降低出水的SS含量，提高出水品质。

本发明一种有机废水耦合式一体化处理装置，是一种高度集成的有机废水生化处理设施，它具有有效消减有机废水中的有机物(COD、BOD)同时具有较强的脱氮功能和去除SS的功能。可广泛应用于各类有机废水的处理，尤其适用于含氮有机废水的处理。