專利名稱：污水生物處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種污水生物處理裝置，特別是一種塔式污水生物處理裝置，包括位于塔下部的厭氧反應(yīng)器、位于塔中部的好氧反應(yīng)器、位于塔上部的分離器和位于厭氧反應(yīng)器和好氧反應(yīng)器之間的具有開口的隔板，其中所述開口具有單向通過裝置，該單向通過裝置允許升流式污泥床反應(yīng)器的物料通過所述開口進(jìn)入好氧反應(yīng)器并且阻止好氧反應(yīng)器的物料通過所述開口進(jìn)入升流式污泥床反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
通常，污水的好氧生物處理可以獲得良好的水質(zhì)，但需要大量能量以進(jìn)行曝氣并且會(huì)產(chǎn)生大量的固體污泥。污水的厭氧生物處理耗能少并且基本不產(chǎn)生額外的污泥，但獲得的水質(zhì)通常較差。將好氧處理和厭氧處理結(jié)合則可以取長(zhǎng)補(bǔ)短。污水中大部分的可生物氧化的物質(zhì)可在厭氧反應(yīng)器中轉(zhuǎn)化為甲烷使能量消耗和污泥增長(zhǎng)量減小，而剩余的污染物可在好氧反應(yīng)器中轉(zhuǎn)化為污泥形式的生物質(zhì)和碳酸氣(二氧化碳)。好氧處理和厭氧處理的結(jié)合在一些大型裝置上尤為適合。然而，這樣的結(jié)合在小型裝置中通常缺乏吸引力，因?yàn)閹淼囊嫣幫ǔo法補(bǔ)償增加的投資，也因?yàn)樗璧恼嫉孛娣e較大。將好氧裝置和厭氧裝置彼此垂直布置，例如在同一個(gè)塔中，則使好氧處理和厭氧處理的結(jié)合也可適合于小型裝置。國際專利申請(qǐng)W096/23，735公開了一種污水生物處理裝置，包括作為升流式厭氧污泥床(upflow anaerobic sludge blanket, UASB)反應(yīng)器的第一部分(所述第一部分包括位于底部的混合區(qū)、位于頂部的用于收集甲烷氣泡的氣體收集區(qū)以及位于混合區(qū)和氣體收集區(qū)之間的厭氧反應(yīng)區(qū))，和安裝在升流式厭氧污泥床反應(yīng)器之上的作為好氧反應(yīng)器的第二部分。該裝置的缺陷之一是好氧污泥和厭氧污泥可在兩個(gè)反應(yīng)器之間的過渡區(qū)中混合。由于好氧反應(yīng)器中流體劇烈的湍動(dòng)，厭氧污泥可能無法下沉返回厭氧反應(yīng)器。同時(shí)，當(dāng)污水進(jìn)料流量較低時(shí)，好氧污泥也可能沉降至厭氧反應(yīng)器。這些都可能對(duì)污水處理效果產(chǎn)生不利影響。美國專利US 6，063，273對(duì)W096/23，735公開的污水生物處理裝置進(jìn)行了改進(jìn)，引入了作為厭氧污泥緩沖區(qū)的第三部分，該緩沖區(qū)的上部由具有開口的隔板限定，下部由氣體收集裝置限定，好氧反應(yīng)器中提供空氣/氧氣的供氣裝置安裝在該緩沖區(qū)上方。所述隔板使得厭氧污泥難以進(jìn)入好氧反應(yīng)器，也使好氧污泥難以進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器，而厭氧流出液則可以通過所述隔板的開口進(jìn)入好氧反應(yīng)器。在較為平靜的緩沖區(qū)中，厭氧污泥可下沉返回厭氧反應(yīng)器。然而，當(dāng)污水進(jìn)料流量較低或時(shí)，好氧污泥仍然可能通過開口進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)
ο上述文獻(xiàn)公開的裝置都沒有對(duì)好氧反應(yīng)器中的污水和污泥返回厭氧反應(yīng)器進(jìn)行控制。在一些情況下，例如在污水流量較低甚至為零時(shí)，好氧區(qū)的污泥可能會(huì)不受控制地進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)，從而對(duì)污水處理效果造成不利影響。因此，仍然需要改進(jìn)的污水生物處理裝置以滿足不同情形下的各種需要。例如，準(zhǔn)確控制好氧區(qū)的污水和/或污泥返回厭氧反應(yīng)器。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種塔式污水生物處理裝置，包括升流式污泥床反應(yīng)器、在升流式污泥床反應(yīng)器上方的好氧反應(yīng)器和位于升流式污泥床反應(yīng)器和好氧反應(yīng)器之間的具有一個(gè)或多個(gè)開口的隔板，其中所述開口具有允許流體向上流動(dòng)的單向通過裝置， 也即，該單向通過裝置允許升流式污泥床反應(yīng)器的流體向上流動(dòng)通過所述開口進(jìn)入好氧反應(yīng)器并且阻止好氧反應(yīng)器的流體向下流動(dòng)通過所述開口進(jìn)入升流式污泥床反應(yīng)器。根據(jù)本發(fā)明的塔式污水生物處理裝置的一些實(shí)施方式，其中所述單向通過裝置可以是任何合適的能夠允許流體單向流動(dòng)的裝置，優(yōu)選為任何合適的單向閥、止回閥或單向蓋板。單向蓋板可以是單片薄板，其形狀、尺寸和位置與開口匹配并可轉(zhuǎn)動(dòng)地與隔板連接， 使其在第一狀態(tài)下能夠封閉開口阻止流體通過，在第二狀態(tài)下允許流體通過。單片薄板可以是固定在隔板上開口邊緣的彈性薄板，例如具有彈性的金屬、塑料或橡膠薄板。當(dāng)開口為狹縫形狀時(shí)，單向蓋板也可以是兩片分別固定在隔板上狹縫兩邊相互依靠的彈性薄板，例如具有彈性的金屬、塑料或橡膠薄板。當(dāng)隔板下方流體壓力大于上方流體壓力時(shí)，兩片彈性薄板在壓差的作用下彎曲分開從而形成允許流體通過的縫隙通道。當(dāng)隔板下方流體壓力小于等于上方流體壓力時(shí)，兩片彈性薄板在壓差的作用下相互貼靠從而封閉隔板的狹縫阻止流體通過。根據(jù)本發(fā)明的塔式污水生物處理裝置的一些實(shí)施方式，其中在所述好氧反應(yīng)器中還設(shè)有一個(gè)或多個(gè)氣體分布器以使包含氧氣的氣體例如空氣和/或氧氣分布在好氧反應(yīng)器中。所述氣體分布器優(yōu)選為任何合適的曝氣器，例如螺旋曝氣器、微孔曝氣器、板式曝氣器、旋混曝氣器、管式曝氣器、射流式曝氣器等。優(yōu)選使用固定螺旋曝氣器，例如固定單螺旋曝氣器、固定雙螺旋曝氣器或固定三螺旋曝氣器等。所述氣體分布器可設(shè)置在隔板上方任何合適的位置。在所述氣體分布器允許液體從其下端進(jìn)入(例如固定螺旋曝氣器)的情況下，所述氣體分布器(例如固定螺旋曝氣器)設(shè)置在所述一個(gè)或多個(gè)開口的基本正上方，從而使來自所述開口的流體與混合液進(jìn)入所述氣體分布器以與氣體混合。如果允許，所述開口的單向通過裝置也可以位于所述氣體分布器的下端之內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的塔式污水生物處理裝置的一些實(shí)施方式，所述升流式污泥床反應(yīng)器可以是升流式厭氧污泥床反應(yīng)器，在厭氧反應(yīng)條件下工作生成甲烷氣體。在這樣的情況下， 如果需要，可以在所述升流式污泥床反應(yīng)器的上部所述隔板的下方設(shè)置集氣裝置以收集并導(dǎo)出甲烷氣體(例如，US6063273中描述的升流式厭氧污泥床反應(yīng)器和甲烷氣體收集裝置)。根據(jù)本發(fā)明的塔式污水生物處理裝置的一些實(shí)施方式，所述升流式污泥床反應(yīng)器可以是水解反應(yīng)器，在以水解反應(yīng)為主要反應(yīng)的條件下工作。在此情況下，生成的甲烷量較少可以忽略，因此甲烷氣體收集裝置可以省略。根據(jù)本發(fā)明的塔式污水生物處理裝置的一些實(shí)施方式，其中在升流式污泥床反應(yīng)器的底部設(shè)有混合槽，用于混合污水進(jìn)料、以及任選的厭氧循環(huán)污泥和/或好氧污泥。根據(jù)本發(fā)明的塔式污水生物處理裝置的一些實(shí)施方式，其中在升流式污泥床反應(yīng)器的底部設(shè)有污泥收集槽，用于收集厭氧污泥和任選的好氧污泥。
根據(jù)本發(fā)明的塔式污水生物處理裝置的一些實(shí)施方式，其中所述塔式污水生物處理裝置還包括允許好氧反應(yīng)器中的物料進(jìn)入升流式污泥床反應(yīng)器的管路。該管路中可以設(shè)置閥和泵以控制或調(diào)節(jié)物料的流量。根據(jù)本發(fā)明的塔式污水生物處理裝置的一些實(shí)施方式，其中在好氧反應(yīng)器的上部設(shè)有分離器，所述分離器可以是任何合適的分離器，優(yōu)選氣-液-固三相分離器，以使好氧處理后的物料中的氣體、凈化水分別分離、排出并使好氧污泥返回好氧處理器。根據(jù)本發(fā)明的塔式污水生物處理裝置的一些實(shí)施方式，在所述液固分離區(qū)中還可以設(shè)置有斜板或斜管以增強(qiáng)泥水分離效率，提高出水水質(zhì)。本發(fā)明的塔式污水生物處理裝置具有出水水質(zhì)好、容積負(fù)荷高、節(jié)省占地、污泥產(chǎn)量低、對(duì)周邊環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的塔式污水生物處理裝置特別能夠根據(jù)需要控制好氧反應(yīng)器污泥向升流式污泥床反應(yīng)器的流動(dòng)。


圖1是本發(fā)明的塔式污水生物處理裝置的一個(gè)實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的一些實(shí)施方式進(jìn)行進(jìn)一步的介紹，但并非意欲限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。附圖1是本發(fā)明的塔式污水生物處理裝置的一個(gè)實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖，其中所述塔式污水生物處理裝置包括升流式污泥床反應(yīng)器(101)、好氧反應(yīng)器(102)、分離器 (103)和位于升流式污泥床反應(yīng)器(101)和好氧反應(yīng)器(102)之間的隔板04)。這些單元都設(shè)置在單個(gè)圓柱形塔(17)之內(nèi)(例如10-30米高的塔)。塔(17)的下部是升流式污泥床反應(yīng)器(101)，其底部設(shè)有污泥收集槽0 和混合槽(23)，污泥收集槽0 中的污泥可通過污泥泵送入混合槽與來自污水進(jìn)料管(1)的污水原水混合，或者通過污泥排出管00)排出?；旌虾蟮奈鬯突亓魑勰嘣谏魇轿勰啻卜磻?yīng)器(101)的反應(yīng)區(qū)(2)中進(jìn)行厭氧反應(yīng)和/或水解反應(yīng)?？刂扑腿牖旌喜鄣奈勰嗪臀鬯牧髁靠梢栽谏魇轿勰啻卜磻?yīng)器中形成向上的層流，其中的污泥在流動(dòng)和沉降的平衡中穩(wěn)定地懸浮在升流式污泥床反應(yīng)器中形成污泥床層，透過污泥床層繼續(xù)向上流動(dòng)的清液通過隔板04)上具有單向通過裝置的開口(18)進(jìn)入好氧反應(yīng)器 (102)。任選地，可在隔板04)下方設(shè)置氣體收集裝置(例如US6，063，273中所述的集氣罩)(未示出)以收集厭氧反應(yīng)產(chǎn)生的甲烷等氣體。具有單向通過裝置的開口(18)允許升流式污泥床反應(yīng)器(101)的物料進(jìn)入好氧反應(yīng)器(102)并且阻止好氧反應(yīng)器(102)的物料進(jìn)入升流式污泥床反應(yīng)器(101)。塔(17)的中部是好氧反應(yīng)器(102)，其底部由隔板04)限定，上部由錐形罩(6) 限定。錐形罩(6)與塔壁之間具有允許流體通過的縫隙通道。固定螺旋曝氣器( 設(shè)置在隔板04)的上方，正對(duì)著開口(18)。供氣管(4)將含氧氣體例如空氣或氧氣送入固定螺旋曝氣器(5)。含氧氣體與好氧反應(yīng)器中的物料和來自開口(18)的物料在固定螺旋曝氣器 (5)中混合分散形成小氣泡，然后進(jìn)入好氧反應(yīng)區(qū)(4)進(jìn)行好氧反應(yīng)或好氧處理。好氧反應(yīng)器(102)中的好氧污泥可以通過污泥管(19)和污泥泵進(jìn)入混合槽[23]，或通過污泥排出管(20)排出。塔(17)的上部是分離器(103)。來自好氧反應(yīng)器的物料通過錐形罩(6)的出口 (15)進(jìn)入氣體分離區(qū)(11)。物料中的氣泡在氣體分離區(qū)(11)平穩(wěn)地逸出液面并通過排氣管(12)排出。排除氣體后的物料向下通過氣液分離筒(9)與出口(15)之間的縫隙通道⑶和氣液分離筒(9)下部的斜面(7)與錐形罩(6)之間的縫隙通道(16)進(jìn)入液固分離區(qū)(10)， 在液固分離區(qū)(10)中，作為固體沉淀的好氧污泥沉降濃縮后通過錐形罩(6)與塔壁之間的縫隙通道返回好氧反應(yīng)器(102)的好氧反應(yīng)區(qū)G)，同時(shí)作為上清液的凈化水進(jìn)入液固分離區(qū)(10)上部的集水區(qū)(13)，并通過排水管(14)排出。以上通過舉例說明的方式描述了本發(fā)明。但是，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明絕不僅僅限于這些具體實(shí)施方式
。普通技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種修改或變動(dòng)，而這些修改和變動(dòng)都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種塔式污水生物處理裝置，包括升流式污泥床反應(yīng)器、設(shè)置在升流式污泥床反應(yīng)器上方的好氧反應(yīng)器和設(shè)置在升流式污泥床反應(yīng)器和好氧反應(yīng)器之間的具有一個(gè)或多個(gè)開口的隔板，其中所述開口具有單向通過裝置，該單向通過裝置允許升流式污泥床反應(yīng)器的物料通過所述開口進(jìn)入好氧反應(yīng)器并且阻止好氧反應(yīng)器的物料通過所述開口進(jìn)入升流式污泥床反應(yīng)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的塔式污水生物處理裝置，其中所述單向通過裝置是單向閥、止回閥或單向蓋板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的塔式污水生物處理裝置，其中所述開口是狹縫，并且所述單向蓋板包括兩片分別固定在隔板上狹縫兩邊相互依靠的彈性薄板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3的塔式污水生物處理裝置，其中所述升流式污泥床反應(yīng)器是升流式厭氧污泥床反應(yīng)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的塔式污水生物處理裝置，其中所述升流式污泥床反應(yīng)器是水解反應(yīng)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的塔式污水生物處理裝置，其中在所述好氧反應(yīng)器中設(shè)置一個(gè)或多個(gè)氣體分布器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的塔式污水生物處理裝置，其中所述氣體分布器對(duì)應(yīng)地設(shè)置在所述單向通過裝置上方。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的塔式污水生物處理裝置，其中所述氣體分布器是螺旋曝氣器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的塔式污水生物處理裝置，還包括允許好氧反應(yīng)器中的物料進(jìn)入升流式污泥床反應(yīng)器的管路。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的塔式污水生物處理裝置，其中在好氧反應(yīng)器的上部設(shè)有氣液固三相分離器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種塔式污水生物處理裝置，包括升流式污泥床反應(yīng)器、在升流式污泥床反應(yīng)器上方的好氧反應(yīng)器和位于升流式污泥床反應(yīng)器和好氧反應(yīng)器之間的具有一個(gè)或多個(gè)開口的隔板。所述開口設(shè)置有允許流體向上流動(dòng)的單向通過裝置，從而能夠有效地控制升流式污泥床反應(yīng)器與好氧反應(yīng)器之間物料的流動(dòng)。
文檔編號(hào)C02F3/30GK102372396SQ201010272739
公開日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2010年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月6日
發(fā)明者周連奎, 李進(jìn)民 申請(qǐng)人:周連奎, 李進(jìn)民