一种污水处理装置的制作方法

本发明属于污水处理，具体是指一种污水处理装置。

背景技术：

1、在污水处理领域，厌氧反应器主要应用于处理有机高浓度废水，将废水中的有机物降解成为可利用的沼气。

2、ic厌氧反应器是在uasb反应器基础上研发的一种超高效厌氧反应器，大部分有机物是在ic反应器下部的第一反应区的颗粒污泥膨胀床内降解为沼气，沼气经由第一分离器收集，通过气体升力携带水和污泥进入气体上升管，升至位于ic反应器顶部的气液分离器进行液气分离，水与污泥经过中心循环回流管流向反应器底部，形成内循环。第一级分离后的污水流入第二反应区得到后续处理，大部分剩余的可降解的有机物得到进一步降解，所产生的沼气被二级分离器收集，出水通过溢流堰流出反应器，由于ic反应器高径比较大，进水的水泵存在较大的功率消耗，对水泵性能要求较高。

3、内循环是基于气体上升原理，通过含气体的“上升管”和“下降管”介质密度的差别产生的，在此不需水泵实现这一内循环。但现有技术的布水机构设置在反应器底部，存在布水不均匀的缺点，同时反应区内的颗粒污泥与污水混合程度有限。中国专利cn208517058u和中国专利cn216946417u均为了增加颗粒污泥与污水内有机物的混合程度，提出通过增加外部电机并在内部加装搅拌装置使其充分接触，提高了一定的处理效果，但是反应器结构更加复杂且增加了运营成本。

4、在实际使用过程中，回流的液体内存在一定的颗粒污泥，容易造成回流管堵塞，同时在回流过程中也存在需要通过外部结构的压力调控才能促进液体回流的问题。

技术实现思路

1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种污水处理装置，在不需要增加外部搅拌机构或任何混合装置的前提下，充分利用了泵入污水的初始动能，创造性的采用上方设置射水头的螺旋状结构的双布水管，从射水头中喷射出的作用效果相同的污水流，共同驱动了第一反应区内混合液的旋转，实现了自动对反应区内混合液搅动的技术目的，提升了布水机构的布水效果；通过设置的进水管的出水方向与布水管的外圈螺旋管的进水方向相同，使进入布水管内的污水近似成圆周运动，减少了布水管内部带来的水动力损耗，极大程度的保留了泵入污水的初始动能；通过布水管尾部设置的喷水嘴将高动能污水喷向旋转扇叶带动回液杆转动，在旋转的螺旋叶片的作用下，实现了气液分离仓内的泥水混合液加速回流，同时避免了回液管内污泥堵塞问题，提高了装置的内循环效率；通过设置的相互独立的双泵的进水结构，有效缓解了单个水泵的功率压力，可选择的单泵或双泵进水模式，保证了对进水流速的有效控制，可以在不用停机的情况下对装置的单个进水端的检修，实现了处理污水的持续性，保证了装置的净水效果。

2、本发明采取的技术方案如下：本发明提出了一种污水处理装置，包括反应器、布水机构、下部净水机构、上部净水机构、回液机构和气液分离机构，所述反应器的主体为中空圆柱体，所述反应器的内部由下到上依次设置有布水机构、下部净水机构和上部净水机构，所述布水机构通过反应器与外部的污水池相连接，所述下部净水机构和上部净水机构的内部均填充有厌氧颗粒污泥，所述下部净水机构和上部净水机构在空间上是连续且连通的，所述回液机构设置在反应器的中心轴位置，所述气液分离机构设置于反应器上方，所述气液分离机构与反应器、下部净水机构、上部净水机构和回液机构的内部保持连通。

3、作为优选地，所述反应器包括器体、进水机构、出水管和回液口，所述器体为反应器的主体且整体外形为圆柱体，所述进水机构包括第一进水管、第二进水管、第一水泵和第二水泵，所述第一进水管和第二进水管为反对称布置且进水方向相反，所述第一水泵将第一进水管与外部的污水池相连接，所述第二水泵将第二进水管与外部的污水池相连接，所述第一进水管和第二进水管构成各自独立的双泵进水结构，在污水处理过程中，第一水泵将污水在外部的污水池通过第一进水管泵入布水机构，第二水泵将污水在外部的污水池通过第二进水管泵入布水机构，所述进水机构可设置单泵或双泵进水模式，即污水单独从第一进水管进入布水机构或从第二进水管进入布水机构，或者同时从第一进水管和第二进水管进入布水机构，所述进水机构位于反应器的底部且插入方向平行于器体的水平切线方向，所述进水机构的进水水流方向与器体的侧面相切，所述出水管位于反应器的顶部且在上部净水机构的上方，处理后的污水经由出水管排出反应器，所述回液口位于反应器的顶部的中心位置与气液分离机构连通。

4、作为优选地，所述布水机构包括布水管、射水头、喷水嘴、和支撑架，所述布水管为螺旋状进水管道，所述布水管的头部与进水机构同心布置且成固定连接，外部污水通过进水机构经由布水管进入反应器内，所述布水管的螺旋方向与进水机构的进水方向相同且为由外圈向内圈，所述布水管的内部的水流方向为由头部向尾部，所述布水管的头部为接近器体的侧面的一侧，所述射水头均匀分布于布水管的上侧，所述射水头的朝向在水平投影方向上与布水管内部的水流方向保持一致，一部分污水在布水管内经由射水头射入反应器内，产生一定的旋涡和液体流动，所述喷水嘴设置于布水管的尾部且管径逐渐变小，所述喷水嘴的管径变小使得布水管的出水流速增加，所述喷水嘴的出水方向为水平偏下位置。

5、进一步地，所述布水管包括第一布水管和第二布水管，所述第一布水管和第二布水管同心且交错布置于反应器的底部，所述第一布水管与第一进水管固定连接，所述第二布水管与第二进水管固定连接，所述喷水嘴包括第一喷水嘴和第二喷水嘴，所述第一喷水嘴与第一布水管固定连接，所述第二喷水嘴与第二布水管固定连接，所述第一喷水嘴与第二喷水嘴的出水水平方向在同一圆周上且在方向上保持一致，所述支撑架与布水管相匹配且分散或等距的布置在反应器的底部，所述支撑架的底部与反应器固定连接，所述支撑架将布水管固定于反应器的底部，保证在进水过程中布水管维持稳定的状态并控制水流的方向。

6、作为优选地，所述下部净水机构包括第一反应区、第一三相分离器和第一气提管，所述第一反应区为第一三相分离器的顶部到布水机构的上方的空间区域，在第一反应区高浓度的污水与颗粒污泥发生反应产生大量的沼气，所述第一三相分离器在反应器的中间位置且在第一反应区的上部位置，污水、气体以及颗粒污泥等在水流和气浮力的作用下向反应器的上方移动，所述第一三相分离器可分离大部分的气体、固体和液体，所述第一三相分离器的上部固定连接有第一气提管，所述第一气提管向上通过反应器的顶部插入气液分离机构的内部，分离的沼气聚集在第一三相分离器顶部并通过第一气提管进入气液分离机构，大部分颗粒污泥被第一三相分离器阻挡在第一反应区内，经过下部净水机构处理过的水继续向上移动进入上部净水机构。

7、进一步地，所述上部净水机构包括第二反应区、第二三相分离器和第二气提管，所述第二反应区为第二三相分离器的顶部到第一三相分离器的上方的空间区域，在第二反应区内有经过一次净化的污水在内部继续反应，所述第二三相分离器在第二反应区的上部位置，所述第二三相分离器可分离大部分的气体、固体和液体，所述第二三相分离器的上部固定连接有第二气提管，所述第二气提管向上通过反应器的顶部插入气液分离机构的内部，二次净化后的污水产生的沼气聚集在第二三相分离器的顶部并通过第二气提管进入气液分离机构，固体污泥被第二三相分离器阻挡在第二反应区内，净化过的水继续向上移动并通过出水管排出反应器。

8、作为优选地，所述回液机构包括回液管、回液杆、固定底座和顶部支架，所述回液管位于器体的顶板的中间位置与回液口同心且与器体的顶板固定连接，所述回液管的上部成喇叭开口状且与回液口的尺寸相匹配，所述气液分离机构内部的流体可通过回液管流向布水机构，所述回液杆设置于回液管的内部且与其同心设置，所述回液杆包括杆体、螺旋叶片和旋转扇叶，所述螺旋叶片设置于杆体上侧且位于回液管的内部，所述螺旋叶片的螺旋方向向下，所述旋转扇叶设置于杆体的底部且在回液管的外侧，所述旋转扇叶的外径尺寸大于回液管的管径，所述旋转扇叶的叶片的旋转方向与螺旋叶片的螺旋方向保持一致，所述旋转扇叶的叶片平面倾斜一定的角度且与喷水嘴的出水方向垂直，所述布水管内的污水由喷水嘴喷射在旋转扇叶的叶片上使回液杆发生旋转。

9、作为本发明的进一步优选，所述旋转扇叶在喷水嘴的水力作用下被动旋转，所述旋转扇叶通过杆体带动螺旋叶片同向旋转，所述螺旋叶片通过旋转可带动气液分离机构的内部的流体沿回液管向回液杆的下部流动，所述回液管的下部回流的流体运动方向与喷水嘴的喷水方向相对一致，在布水机构内部形成水流旋涡造成水体流动避免底部污泥堆积。

10、进一步地，所述固定底座固定于器体的底板的中心位置，所述固定底座的顶部与杆体的底部相连接使杆体在竖直方向上保持固定且在水平圆周方向上可自由旋转，所述顶部支架设置于气液分离机构的底部且在回液口的上方，所述顶部支架底部与气液分离机构的底部固定连接，所述顶部支架的顶板的中间位置与杆体的顶端连接使杆体在竖直方向上保持固定且在水平圆周方向上可自由旋转，污水从喷水嘴喷射推动旋转扇叶带动回液杆旋转促进液体在回液管内回流至布水机构。

11、作为优选地，所述气液分离机构包括出气管和气液分离仓，所述出气管设置于气液分离机构的上方与外部的气体收集装置连通，所述气液分离仓为气液分离机构的内部反应区域，所述反应器内产生的沼气通过第一气提管和第二气提管进入气液分离仓内反应生成纯净的沼气和泥水混合液，生成的沼气通过出气管排入外部的气体收集装置，所述气液分离仓通过回液管与布水机构连通，所述气液分离仓通过第一气提管与下部净水机构连通，所述气液分离仓通过第二气提管与上部净水机构连通，所述气液分离仓上部为聚气区，所述气液分离仓下部为回流泥液区。

12、采用上述结构本发明取得的有益效果如下：

13、（1）在不需要增加任何外部搅拌机构或任何混合装置的前提下，通过设置的上方带有射水头的螺旋状结构的双布水管，充分利用了泵入污水的初始动能，从射水头中沿预设路径喷射出的方向相同的高动能污水，共同驱动了第一反应区内液体的旋转混合，实现了自动搅拌液体的技术目的，使得颗粒污泥和污水内的有机物可充分接触，提升了布水机构的布水效果。

14、（2）布水管尾部设置的喷水嘴将污水喷向旋转扇叶带动回液杆自动转动，在无外部动力机构的情况下促进了气液分离仓内的泥水混合液回流，同时起到了疏通回液管的作用，提高了内循环效率并避免了管道堵塞。

15、（3）设置的进水管的出水方向与布水管的外圈螺旋管的进水方向相同，使得进入布水管内的水近似成圆周运动，减少了布水管内部带来的水动力损耗，极大程度的保留了泵入污水的初始动能。

16、（4）设置的相互独立的进水机构可以根据实际的污水浓度合理选择单泵或双泵进水模式，可有效控制进水流速，保证了净水效果。

17、（5）在双泵进水模式下，可有效缓解单个水泵的功率压力。

18、（6）在反应器单个水泵需要检修时，可以不终止反应器的前提下，利用单泵进水模式对单个进水端进行检修，实现了处理污水的持续性。