一种竖向集装箱式间歇式活性污泥法污水处理装置

摘要

本发明公开一种竖向集装箱式间歇式活性污泥法污水处理装置，利用与标准集装箱外尺寸相同的框架作为基本支撑，在其内设置适于间歇式活性污泥法(SBR)污水处理工艺的水处理区，该水处理区集调节、曝气与沉淀于一体，同一装置内实现进水、反应、沉淀、排水与闲置功能；有效水位下，在进水时作为调节池使用；在曝气时作为生化曝气池使用，在静置沉淀时作为沉淀池使用。该污水处理装置采用竖向设置的集装箱主体，以20英尺标准集装箱为例，其外型尺寸约为6.0×2.3×2.3米，有效曝气水深可达到4～5米，完全满足SBR的工作条件；并且具有便于运输、安装方便、占地面积少、可灵活迁拆、结构简单，便于装配和检修等优点。

说明书

技术领域

本发明涉及一种污水处理装置，具体涉及一种竖向集装箱式间歇式活性污 泥法污水处理装置。

背景技术

普通污水处理设备一般采用钢筋混凝土结构现场安装建造，适用场合为待 处理污水所在地点固定、污水处理量大的污水处理点。对于污水所在地点不固 定或污水处理量不大的场合，采用现场土建的方式建造，有建造成本高、工期 长等不足。为此，现有技术中有多种一体化的集装箱式污水处理设备，例如， 授权公告号为CN204325092U的实用新型专利公开的“一种集装箱式污水处理 设备”、授权公告号为CN203256092U的实用新型专利公开的一种“集装箱式 MBR污水处理一体化设备”、授权公告号为CN202156971U的实用新型专利公 开的“一种可移动式一体化MBR污水处理设备”等等。这些一体化污水处理设 备将各个处理单元设置于集装箱内，具有运输和安装方便、占地面积少、可灵 活移动等优点。

现有一体化集装箱式污水处理设备均为建成后横向安置，即集装箱的长边 贴地；而标准集装箱短边高度2.3米，如果用于间歇式活性污泥法(SBR)污水 处理，制约了有效水深(理想的有效曝气水深为4～5米)，存在生化曝气时氧 气利用率不高、污泥沉淀区与清水区距离太短造成上清液出水时出现污泥混流 影响出水水质、集泥区难以布置漏斗、上清出水因水位高度不足可能要动力泵 送等难题，因此大都应用MBR等工艺。

现实中常有待处理污水具有间歇性来水和出水、水量不大的特点，例如弃 置塑料清洗和分选工艺中产生的清洗污水、水产养殖的食物残底的处理以及禽 畜养殖中清洗圈舍的地面污水等；多年实践证明现有集调节、曝气与沉淀于一 体，同一装置内实现进水、反应、沉淀、排水与闲置功能的间歇式活性污泥法 (SBR)污水处理技术具有流程简单、运行费用低，除磷脱氮、固液分离效果好， 出水水质稳定，有效防止污泥膨胀和耐冲击负荷，操作运行简单等优点，应用 效果较MRB好，十分适用于上述的污水处理场合。因此研制一种集装箱式的、 可以在工厂内制作好、方便运输与安装的SBR装置具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种竖向集装箱式间歇式活 性污泥法污水处理装置，该污水处理装置采用竖向设置的集装箱主体，以20英 尺标准集装箱为例，其外型尺寸约为6.0×2.3×2.3米，有效高度可达到4～5米， 完全满足SBR的工作条件；并且具有便于运输、安装方便、占地面积少、可灵 活迁拆、结构简单，便于装配和检修等优点。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：

一种竖向集装箱式间歇式活性污泥法污水处理装置，包括与标准集装箱外 形尺寸相同的框架；所述框架呈竖向安置，其内设置适于间歇式活性污泥法污 水处理工艺的水处理区，该水处理区用于对污水进行调节、曝气和沉淀；当用 于污水调节时，该水处理区构成调节池，当用于污水曝气时，该水处理区构成 曝气池，当用于污水静止沉淀时，该水处理区构成沉淀池；

静置沉淀时，水处理区内腔从上到下划分为上清液区和污泥区；其中，所 述上清液区上方设有进水管和加药管，液面处设有用于控制液面高度的溢流管； 上清液区内设有用于排出上清液的集水排水管或者滗水器；所述污泥区下部设 有曝气装置，污泥区的底部设有排泥管。

本发明的一个优选方案，其中，所述水处理区的上清液区下方设有若干个 平行设置的斜板，该斜板沿着上下方向倾斜设置。设置所述斜板的好处在于：1、 曝气时对从曝气装置中送入的空气起到分配作用，使得气体均匀分布到待处理 污水中，提高生化处理效果；2、在静置沉淀时起到斜板沉淀池的作用；3、排 出上清液时，所述斜板可减少底部污水和污泥的扰动，或当有污泥上窜时，所 述斜板起到了阻挡并促使上串污泥沉淀的作用，保证排水的水质。

本发明的一个优选方案，其中，所述曝气装置包括位于污泥区下部的第一 曝气管，该第一曝气管与供气装置连接，如风机、溶气罐或文丘里管等，所述 第一曝气管上设有第一曝气口。优选地，所述第一曝气口设置于第一曝气管的 底部，使得该第一曝气口不易被污泥堵塞。

本发明的一个优选方案，其中，所述曝气装置还包括连接在污泥区底部的 第二曝气管，该第二曝气管通过第二曝气口与污泥区底部连通；所述污泥区在 第一曝气管的下方设有位于第二曝气口上方的集气搅拌罩，该集气搅拌罩开口 朝下正对于所述第二曝气口且呈上小下大结构。设置上述第二曝气管和集气搅 拌罩的作用在于在曝气时将全部的污泥搅拌，使所有的污泥充分分散、与污水 充分接触；其原理是：从第二曝气口喷出的空气受集气搅拌罩阻挡无法直接向 上运动，而是在集气搅拌罩内翻滚后从集气搅拌罩的下边缘处翻越再向上运动， 从而对污泥区底部的污泥进行充分的搅拌。为了避免在停止曝气时空气在集气 搅拌罩的顶部受困，该集气搅拌罩的顶部设有不大的通气孔。

本发明的一个优选方案，其中，所述污泥区的底部设置成锥形结构，以便 于污泥的汇集，有利于在闲置时段达到兼氧、厌氧状态，有利于反硝化和磷的 释放，达到脱氮除磷的效果。并且，与所述上小下大的集气搅拌罩相配合，更 有利于污泥区底部污泥在静置时聚集和曝气时的分散。

本发明的一个优选方案，其中，所述排泥管的外端设有与污泥抽吸设备连 接的接合器，以方便用吸粪车等工具外运多余的污泥；所述排泥管和第二曝气 管对接成一体，并通过同一个连通口(即所述的第二曝气口)与污泥区连通。

本发明的一个优选方案，其中，所述上清液区内设有滗水器，该滗水器包 括浮于上清液面上的吸水管、设在水处理区侧壁上的出水管以及连接吸水管和 出水管的软管。上述滗水器中的吸水管能够随上清液液面的升降而升降，确保 滗水器工作时始终能够吸取上清液中的上层清水。

本发明的一个优选方案，所述框架的顶部设有操作平台，方便设备检修、 巡查与安装；框架的外侧设有爬梯以便于上下操作平台；所述水处理区内设有 内部爬梯，以便进入水处理区内进行安装和检修。

本发明的一个优选方案，其中，在位于水处理区下方的框架的底部为开放 框架结构，以便于排泥管、第二曝气管的设置和连接以及整个装置与地面的固 定。

本发明的一个优选方案，其中，所述框架内还可以设置辅助功能区，该辅 助功能区用于安装配电柜、管道、泵等辅助设备。当污水处理量大时，框架内 可以仅设置水处理区，辅助设备可以外接；而当污水处理量相对较小时，框架 内可以同时设置水处理区和辅助功能区，使得整个装置在现场安装前即可将辅 助设备安装好，更加方便。

本发明的一个优选方案，其中，当污水量较大时，该装置可采用多组并联 或串联在一起的处理设备进行工作，每组处理设备包括一套所述框架及其内的 水处理区。

本发明的工作原理是：

本发明的竖向集装箱式间歇式活性污泥法污水处理装置利用与标准集装箱 外尺寸相同的框架作为基本支撑，在其内设置适于间歇式活性污泥法(SBR)污 水处理工艺的水处理区，该水处理区集调节、曝气与沉淀于一体，同一装置内 实现进水、反应、沉淀、排水与闲置功能；有效水位下，在进水时作为调节池 使用；在曝气时作为生化曝气池使用，在静置沉淀时作为沉淀池使用。

本发明与现有技术相比具有以下的有益效果：

1、本发明的集装箱式污水处理装置到现场竖向安置，以20英尺标准集装 箱为例，其外型尺寸约为6.0×2.3×2.3米，有效高度可达到4～5米，完全满 足SBR的工作条件。

2、采用标准集装箱式设计，所有功能部件均内置在集装箱式框架内，外形 规整，便于工厂制作，运输；降低造价成本和保证制造质量。在寒冷地区或季 节易于作保温处理。

3、安装方便，安放到现场后，只需接通水电和驯化好微生物即可使用。

4、竖向安置，占地面积小，且可灵活迁拆。

5、内部结构简单，便于装配和检修，特别适用于可生化性高且间歇式进出 水的污水处理。

6、可根据污水量选用多个本发明的处理装置并联使用。

附图说明

图1为本发明的竖向集装箱式间歇式活性污泥法污水处理装置的一个具体 实施方式的结构示意图。

图2为图1的A-A剖视图。

图3为图2的B-B剖视图。

图4为图2的C-C剖视图。

图5为本发明的竖向集装箱式间歇式活性污泥法污水处理装置的另一个具 体实施方式的结构示意图(图中虚线部分表示水处理区和辅助功能区的分界 线)。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方 式不限于此。

实施例1

参见图1-图4，本实施例的竖向集装箱式间歇式活性污泥法污水处理装置 包括与标准集装箱外形尺寸相同的框架1，本实施例采用20英尺标准集装箱， 其外型尺寸约为6.0×2.3×2.3米。所述框架1呈竖向安置，其内设置适于间歇 式活性污泥法污水处理工艺的水处理区，该水处理区用于对污水进行调节、曝 气和沉淀；当用于污水调节时，该水处理区构成调节池，当用于污水曝气时， 该水处理区构成曝气池，当用于污水静止沉淀时，该水处理区构成沉淀池。所 述水处理区2上端开敞，其余各侧面封闭。静置沉淀时，所述水处理区2内腔 从上到下划分为上清液区2-1和污泥区2-2；其中，所述上清液区2-1上方设有 进水管3和加药管4，进水管3用于送入待处理污水，加药管4用于加入絮凝剂， 液面处设有用于控制液面高度的溢流管5；上清液区2-1内设有用于排出上清液 的集水排水管或者滗水器6；所述污泥区2-2下部设有曝气装置，污泥区2-2的 底部设有排泥管11。

参见图2，所述水处理区2的上清液区2-1下方设有多个平行设置的斜板9， 该斜板9沿着上下方向倾斜设置，斜板9的下部由固定在水处理区2壁体上的 角钢10支撑和固定。设置所述斜板9的好处在于：1、曝气时对从曝气装置中 送入的空气起到分散作用，使得气体均匀分布到待处理污水中，提高生化处理 效果；2、在静置沉淀时起到斜板沉淀池的作用；3、排出上清液时，所述斜板9 可减少对底部污水和污泥的扰动，或当有污泥上窜时，所述斜板9起到了阻挡 并促使上串污泥沉淀的作用，保证排水的水质。

参见图1、图2和图4，所述曝气装置包括位于污泥区2-2下部的第一曝气 管7，该第一曝气管7与供气装置连接，如风机、溶气罐或文丘里管等，所述第 一曝气管7上设有第一曝气口。所述第一曝气管7有多个，均匀分布在水处理 区2的横截面上，该第一曝气管7与设在水处理区2的壁体上的进气管7-1连接； 所述第一曝气管7固定在位于其底部的角钢10上。所述第一曝气口设置于第一 曝气管7的底部，使得该第一曝气口不易被污泥堵塞。

参见图1、图2和图4，所述曝气装置还包括连接在污泥区2-2底部的第二 曝气管12，该第二曝气管12通过第二曝气口与污泥区2-2底部连通；所述污泥 区2-2在第一曝气管7的下方设有位于第二曝气口上方的集气搅拌罩8，该集气 搅拌罩8开口朝下正对于所述第二曝气口且呈上小下大结构。设置上述第二曝 气管12和集气搅拌罩8的作用在于在曝气时将全部的污泥搅拌，使所有的污泥 充分分散、与污水充分接触；其原理是：从第二曝气口喷出的空气受集气搅拌 罩8阻挡无法直接向上运动，而是在集气搅拌罩8内翻滚后从集气搅拌罩8的 下边缘处翻越再向上运动，从而对污泥区2-2底部的污泥进行充分的搅拌。为了 避免在停止曝气时空气在集气搅拌罩8的顶部受困，该集气搅拌罩8的顶部设 有直径不大的通气孔8-1。

参见图1和图2，所述污泥区2-2的底部2-3设置成锥形结构，以便于污泥 的汇集，有利于在闲置时段达到兼氧、厌氧状态，有利于反硝化和磷的释放， 达到脱氮除磷的效果。并且，与所述上小下大的集气搅拌罩8相配合，更有利 于污泥区2-2底部2-3污泥在静置时聚集和曝气时的分散。

参见图1和图2，所述排泥管11的外端设有与污泥抽吸设备连接的接合器， 以方便用吸粪车等工具外运多余的污泥；所述排泥管11和第二曝气管12对接 成一体，并通过同一个连通口(即所述的第二曝气口)与污泥区2-2连通。

参见图1-图3，本实施例采用滗水器6对处理后的上清液进行排水，该滗水 器6包括浮于上清液面上的吸水管6-1、设在水处理区2侧壁上的出水管6-2以 及连接吸水管6-1和出水管6-2的软管6-3。上述滗水器6中的吸水管6-1能够 随上清液液面的升降而升降，确保滗水器6工作时始终能够吸取上清液中的上 层清水。

参见图1和图2，所述框架1的顶部设有操作平台13，以方便设备检修、 巡查与安装，操作平台13四周设有护栏14；框架1的外侧设有爬梯16以便于 上下操作平台13；所述水处理区2内设有内部爬梯15，以便进入水处理区2内 进行安装和检修。

参见图1和图2，在位于水处理区2下方的框架1的底部为开放框架结构 1-1，以便于排泥管11、第二曝气管12的设置和连接以及整个装置与地面的固 定。

参见图1，本实施例中，与该污水处理装置配套的辅助设备采用外接的方式 设置，这些辅助设备包括电控柜、进水泵、排水泵、风机、配药箱、配药泵等， 整个集装箱的空间基本用于污水处理，使得该污水处理装置具备更大的污水处 理能力。当污水量较大时，该装置还可采用多组并联或串联在一起的处理设备 进行工作，每组处理设备包括一套所述框架及其内的水处理区。

本发明的工作原理是：

参见图1-图4，本发明的竖向集装箱式间歇式活性污泥法污水处理装置利用 与标准集装箱外尺寸相同的框架1作为基本支撑，在其内设置适于间歇式活性 污泥法(SBR)污水处理工艺的水处理区2，该水处理区2集调节、曝气与沉淀 于一体，同一装置内实现进水、反应、沉淀、排水与闲置功能；有效水位下， 在进水时作为调节池使用；在曝气时作为生化曝气池使用；在静置沉淀时作为 沉淀池使用。

工作时，待处理的污水通过进水管3进入到水处理区2内，如果液面到达 溢流管5处，自动溢出回流；进入生化处理环节后，曝气装置向污水中曝气， 曝气将结束前通过加药管4添加絮凝剂；持续曝气一定时间后完成生化处理， 进入沉淀环节；沉淀后的上清液由滗水器6排出，当污泥区2-2中的污泥聚集过 多时，通过排泥管11排出。

实施例2

参见图5，实施例与实施例相比的主要不同之处在于：

本实施例中，所述框架1内还设置辅助功能区17，使得框架1的内部划分 为水处理区2和辅助功能区17；所述辅助功能区17用于设置电控柜、进水泵、 排水泵、风机、配药箱、配药泵等辅助设备，使得整个装置在现场安装前即可 将辅助设备安装好，使用更加方便。适用于污水处理量相对较小的场合。

上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限 制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、 组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。