一种竖井式污水处理设备的制作方法

本发明属于农村污水处理领域，具体涉及一种竖井式污水处理设备。

背景技术：

农村污水处理技术有其明显特征，各区域差异性大，我国北方地区冬季农村污水温度低而难以生化处理的问题成为困扰，成为很多农村污水处理达标率低的主要原因，而依靠蒸汽、电等方式增温成本会非常高，且存在安全隐患，很难实现。研究有效提升冬季污水处理效率的技术成为解决我国北方地区农村污水处理的关键环节。

技术实现要素：

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种竖井式污水处理设备，包括竖井形状的设备本体，所述设备本体包括竖井反应池和沉淀池，所述竖井反应池和沉淀池通过中间隔板隔开，所述竖井反应池与进水管连接，其中，所述竖井反应池自上而下分为四个区域，分别包括生物填料区、反应区、污泥截留区和沉泥区，所述竖井反应池的深度在5-10米之间并且所述设备本体设置于土地内。

优选的是，所述进水管的进水口伸入到所述反应区的位置。

优选的是，所述竖井反应池内设置排泥管，所述排泥管的排泥吸口设置在所述沉泥区，所述排泥管的上端设置排泥通气管。

在上述任一方案中优选的是，所述生物填料区设置生物填料。

在上述任一方案中优选的是，所述竖井反应池内设置曝气管，所述曝气管的穿孔曝气管位于所述生物填料下方。

在上述任一方案中优选的是，所述中部隔板上设置连接口。

在上述任一方案中优选的是，所述沉淀池内设置斜板填料。

在上述任一方案中优选的是，所述沉淀池内设置穿孔集水装置，所述穿孔集水装置与出水管连接。

技术特点：反应池采用竖井式设计，位于地下，冰冻线以下地温会逐步升高，地面以下5～10m，正常条件下温度基本在12～17℃，冬季时通过地温与水力循环作用可以污水温度达到10℃以上，实际地温使污水温度控制在较小的波动范围内；竖向布置极大节约占地；中间设置导流隔板，中上部单侧曝气使水体在反应池内形成环流，可根据曝气强度可以形成不同的循环比，系统内无机械设施；局部曝气在反应池内可以自然形成不同反应区；在曝气区设置辫式生物填料可以提升生物量；反应池内泥液在竖向会形成浓度梯度，利用下部比重较大的活性污泥形成截留层，截留原水中大颗粒物质；反应区底部为沉泥槽沉淀污泥可以自流进入系统，不需单独回流动力。

本发明还提供了一种竖井式农村污水处理工艺，包含曝气充氧兼具气提水力循环技术、生物处理技术、沉淀污泥无动力回流技术、冬季地温加热污水技术、污泥层截留技术、穿孔集水装置技术。所述曝气充氧技术，利用鼓风机为系统曝气，在曝气区域形成好氧区；所述兼具气提水力循环技术，利用向受约束水体内通入压缩空气，空气释放时，水体密度差减小，使水体上流，从而在系统内形成水力环流，并在竖井区域内形成各种反应区；所述生物处理技术，水流在气提过程中充氧，其溶解氧相对较高，经过设置生物填料的区域，与填料上的生物膜进行吸附与交换，生物膜降解吸附的污染物，从而达到去除水中污染物的目的；所述沉淀污泥无动力回流技术，利用沉淀池底部不小于60°的斜面，将沉淀污泥滑向与反应池间的开口，进而重新进入反应系统；所述地温加热污水技术，反应池(可以是调节池)池体部分位于地下，深处可达到10m，地下温度随深度增加而增加，北方地区地下5～10m深处温度达到12～17℃，反应池内水体循环时通过箱体进行传热，地温使污水温度逐步升高，可达到10℃以上，同样其他季节也会使污水温度降低，可以常年温度保持在较小波动范围内；所述污泥截留技术，由于重力原因，比重较大的颗粒在反应池底部会形成一定积累，进而形成污泥层，可以进行截留原水中较大颗粒悬浮物等；所述穿孔集水装置是我司自主研发的采用穿孔管组成的收集装置，具有隔离浮渣，改善沉淀收水难度的功能。

在上述技术中优选的是，所述生物处理区设置辫式固定生物填料，可以利用接种污泥加速填料挂膜，形成合适的生物菌群。

在上述技术中优选的是，所述竖井式深度需达到地下5～10m范围内，这样可以提供较为稳定的地热源，达到处理所需的水温。

在上述技术中优选的是，所述反应池应有足够的循环传热时间，以使正常处理条件下，污水系统污水温度可以达到设计要求。

在上述技术中优选的是，所述气提水力循环，采用常规风压可以使水体形成循环与充氧，并在反应器内形成do浓度梯度，从而形成不同反应区，能耗节约。

在上述技术中优选的是，所述沉淀污泥无动力回流，沉淀污泥可以利用重力作用再回到反应系统中的作用，此种适用于小规模污水处理；

在所述技术中优选的是，所述污泥截留技术，由于重力原因，比重较大的颗粒在反应池底部会形成一定积累，进而形成污泥层，可以进行截留原水中较大颗粒悬浮物等，进而发生水解酸化反应，提升可生化性。

在所述技术中可以优选的是，反应器可以采用并联、串联组合的方式，在反应池上部设置连接管，可以形成多级ao工艺，来满足不同处理规模的需要。

本发明的目的是提供一种利用自然条件提升污水温度的竖井式农村污水处理技术，其通过采用的竖井形式，在竖向可达10m或更高，均位于地下，可以有效利用地温作为提升污水温度的热源，在不增加成本的条件下可以提升北方地区冬季农村污水温度(其他地区同样有效)。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)现有技术无法低成本增加冬季农村污水温度；

(2)竖井式设计技术，可以极大节约处理设施占地问题；

(3)竖井式反应器可以在深度方向分段制作，现场再用法兰连接，可以很好解决设备运输与设备安装问题；

(4)竖井式反应器可以采用并联/串联的组合方式，实现不同处理规模要求。

附图说明

图1为按照本发明的一种竖井式污水处理设备的一优选实施例示意图；

图中标注说明：1进水管；2排泥通气管；3生物填料；4排泥管；5进水口；6排泥吸口；7曝气管；8穿孔集水装置；9出水管；10斜板填料；11穿孔曝气管；12连接口；13上下连接法兰；14中间隔板；15污泥截留区；16沉泥区；17竖井式反应池；18沉淀池。

具体实施方式

为了更进一步了解本发明的发明内容，下面将结合具体实施例详细阐述本发明。

如图1所示，本发明提供一种竖井式污水处理设备，包括竖井形状的设备本体，所述设备本体包括竖井反应池17和沉淀池18，所述竖井反应池17和沉淀池18通过中间隔板14隔开，所述竖井反应池17与进水管1连接，其中，所述竖井反应池17自上而下分为四个区域，分别包括生物填料区、反应区、污泥截留区和沉泥区16，所述竖井反应池17的深度在5-10米之间并且所述设备本体设置于土地内，所述进水管1的进水口5伸入到所述反应区的位置，所述竖井反应池17内设置排泥管4，所述排泥管4的排泥吸口6设置在所述沉泥区16，所述排泥管4的上端设置排泥通气管2，所述生物填料区设置生物填料3，所述竖井反应池17内设置曝气管7，所述曝气管7的穿孔曝气管11位于所述生物填料下方，所述中部隔板14上设置连接口12，所述竖井式反应池17的上下两部分通过上下连接法兰13连接，所述沉淀池18内设置斜板填料10，所述沉淀池18内设置穿孔集水装置8，所述穿孔集水装置8与出水管9连接。

本实施例使用时，原水通过进水管01进入反应器，利用常规风机提供的压缩空气(风压3.5～5m)，通过管道07输送至穿孔曝气管11，释放的空气一方面为系统通过氧源，另一方面借助中间隔板14可以使水体在反应池17中形成水力环流，同时由于池体位于地下，深度达到10m，则反应池17内的水与周边土壤进行热量交换，使污水温度提升，可以达到10℃以上(跟来水温度、地温及反应时间相关)，在穿孔曝气管上方设置了填料区，安装了生物填料03，由于曝气充氧该区为好氧区，随着环流do逐渐降低，过渡到缺氧区；由于水力环流及重力作用，在反应池17底部的污泥截留区15会形成截留污泥层，有利于截留大颗粒悬浮物，并在此区域发生一定的水解作用；反应池17内的泥水从反应池/沉淀池连接口12进入沉淀池18，通过斜板填料10进行泥水分离，上清液经穿孔集水装置08收集后由出水管09排出系统，而沉泥经沉淀池18下部斜板重新滑入反应池17；剩余污泥在反应池17下部的污泥区16存放，则通过排泥管04经泵提升后外排或由外部泵吸排出。

试验例一

基于上述工作原理，我们进行了小试试验研究，利用一个0.8m×0.8m×1.2m的水箱，控制内部水温度15℃，并利用2根2m长dn150透明塑料管道，在上下进行连通，竖直布置，即约1/2的管道浸没在水中，漏出部分位于大气中，小试于冬季室内自然温度下进行。通过在单侧池体内设置小型曝气设施，原水采用冰箱冷藏水，约4℃左右，试验证明，在连续进水的条件下，通过水力循环可以使反应器内水体温度提升至10～12℃。

试验证明，在控制合理的流量条件下，利用合适的较为恒定外界环境温度可以提升反应器内水体温度至略低或趋近于相应环境温度。

试验例二

基于上述工作原理，我们进行了技术应用研究，利用一座0.8m×0.8m×8.5m的反应池进行模拟生产试验，试验处理能力为5～12m3/d，试验启动时间10月份，利用污水处理厂的活性污泥进行试验生化系统培养，12月份正式启动本试验。试验进水温度1～5℃(由过滤后原水经室外存放后进入本试验系统)，利用污水厂的生化反应池内水(冬季水温在12～15℃)作为供应热源，池体浸没深度为5m，水面以上为3.5m(水面以上反应池及沉淀池外做了保温处理)，配套风机功率n＝0.75kw，气水比8～30:1可调。

经系统运行参数调整后，反应池内污水温度可达到10～12℃，试验系统出水cod、nh3-n、tn指标均达到了良好处理效果。

本领域技术人员不难理解，本发明的一种竖井式污水处理设备包括上述本发明说明书的发明内容和具体实施方式部分以及附图所示出的各部分的任意组合，限于篇幅并为使说明书简明而没有将这些组合构成的各方案一一描述。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。