[发明专利]塔式污水生物处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种塔式污水生物处理装置，特别是一种包括沉淀室和使用气体提升所述沉淀室中浓缩混合液的气力混合液提升设备的塔式污水处理装置。

背景技术

通常在污水生物处理装置中，经过诸如曝气处理等好氧处理后的混合液需要在沉淀室中进行泥水分离得到上清液（或称为“出水”）和浓缩混合液（或称为“污泥”），所述浓缩混合液的至少部分需要回流返回曝气室（或称为“污泥回流”）与污水进料（或称为“进水”）混合。污泥回流通常利用污泥回流泵（一般为离心泵）来完成。然而，污泥回流泵需要消耗额外的能量，并且需要经常维护。此外，用电驱动的污泥回流泵还需要绝缘处理以防漏电危险。因此，污泥回流泵通常安装在特定位置，限制了工艺布置的灵活性，并且往往需要大量连接管路，增加了设备投资，减小的整个装置的可靠性。这些问题在占地较小而高度较大的塔式污水生物处理装置中尤为突出。

中国专利申请CN102372379A公开了一种塔式污水生物处理装置，包括升流式污泥床反应器、在升流式污泥床反应器上方的好氧反应器和在好氧反应器上部的分离器，所述分离器具有气液分离筒和固液分离区，来自好氧反应器的曝气气体和曝气混合液一起进入气液分离筒，分离的混合液然后进入固液分离区分离成上清液和浓缩混合液，浓缩混合液返回好氧反应器与污水进料混合后曝气形成曝气混合液。

然而，在分离曝气气体和混合液时或在分离混合液形成上清液和浓缩混合液时，现有技术中分离装置和方法往往难以得到期望的分离效果。特别是在体积和高度有限的塔式污水生物处理装置中，沉淀室中出水与污泥的分离尤其困难，当分离不充分时，甚至可能发生污泥上浮现象，使得处理中断。

此外，在污水生物处理中，曝气风机通常是主要的耗能设备，但是曝气气体在完成曝气处理后通常直接排放到大气中，因此曝气气体中的能量并未得到充分利用，污水生物处理装置的能耗较高。

因此，仍然需要新的、低能耗、高可靠性和高效率的塔式污水生物处理装置和方法。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种塔式污水生物处理装置以解决现有技术中的技术问题。为此，本发明的一个方面提供一种塔式污水生物处理装置，包括沉淀室和使用气体提升所述沉淀室中浓缩混合液的气力混合液提升设备。

根据本发明的一些实施方式，所述沉淀室可以是任何能够使曝气处理混合液分离形成上清液和浓缩混合液的装置。通常，沉淀室可以是沉淀槽或沉淀池，其中可以设置斜板或斜管以加强分离效果。浓缩混合液通常在沉淀作用下形成于沉淀槽或沉淀池的下部，其中可以设有集泥槽以加强浓缩混合液的沉降效果。在一些情况下，在沉淀室的上部设有溢流槽以排出上清液作为出水。

根据本发明的一些实施方式，在所述塔式污水生物处理装置中，所述气力混合液提升设备是任意合适的能够利用气体作为动力来提升混合液的设备，优选允许气体与混合液接触的气力混合液提升设备，例如气力泵或气力混合液提升管。在一些情况下，气力混合液提升管包括基本竖直的用于汲取所述浓缩混合液的提液管和与所述提液管流体连通的用于将所述气体导入所述提液管的导气管。

根据本发明的一些实施方式，在所述塔式污水生物处理装置中，所述提液管具有用于汲取所述浓缩混合液的入口和用于排出所述气体和浓缩混合液的出口，所述导气管连接于所述提液管的中部或下部。当所述气体经导气管进入提液管中后，所述气体与从提液管下部的入口进入的浓缩混合液混合，在气体的压力和上浮作用下，气体和浓缩混合液在导管中形成气液混合物并且向上流动，从提液管顶部的出口排出，从而利用气力输送提升了浓缩混合液。在一些情况下，通过利用气体提升沉淀室中的浓缩混合液实现了整个污水处理装置中的污泥循环。

在一些实施方式中，所述导气管可以与合适的气源流体连通，并通过流量控制阀以控制进入导气管的气体流量，从而控制提升浓缩混合液的流量。在另一些实施方式中，所述提液管入口的上游设置流量控制阀以控制进入导管的浓缩混合液的流量。

在一些情况下，所述气体可以来自任何可用的气体来源，例如所述气体可以来自于空气压缩机、风机、诸如空气、氧气、氮气、惰性气体等气体的储罐。优选所述气体的压力大于或等于大气压。优选所述气体是含氧气体。在一些情况下，至少部分所述气体来自曝气气体。曝气气体可以收集自诸如曝气室的曝气装置的任何位置。优选地，曝气气体是在曝气装置上方收集的从混合液中逸出的曝气气体。通常曝气气体中的氧在曝气处理中不能全部消耗，因此经过曝气处理后的曝气气体仍然含有氧。在一些情况下，也可以设置额外的污泥回流泵以提升沉淀室中的浓缩混合液。在一些情况下，也可以利用所述气体来驱动额外的污泥回流泵。