公布日：2024.05.14
申請日：2024.04.11
分類號：C02F3/30(2023.01)I;C02F3/08(2023.01)I;C02F3/12(2023.01)I
摘要
本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種硝化與厭氧氨氧化耦合的城市污水處理裝置，包括基體、進液管、出液管和污泥回流管，所述基體內(nèi)設(shè)置有硝化池和厭氧氨氧化池，污泥回流管的輸入端位于懸浮填料模塊下方，污泥回流管的輸出端設(shè)于硝化池的進液端，污泥回流管的輸出端、進液管位于懸浮填料模塊上方。本發(fā)明通過將硝化與厭氧氨氧化耦合集成到一體，增大硝化池與空氣的接觸面積，以此減少曝氣量，提升能效，同時還能實現(xiàn)精確調(diào)控單個懸浮載體周圍環(huán)境的氧含量，以此配合污泥回流、懸浮填料協(xié)同增強污泥活性，提升硝化效果，在相同調(diào)控手段下，對污泥活性提升增量和硝化效果提升增量遠超于現(xiàn)有技術(shù)，有效提高能效和城市污水處理效果。
權(quán)利要求書
1.一種硝化與厭氧氨氧化耦合的城市污水處理裝置，其特征在于，包括基體、進液管、出液管和污泥回流管，所述基體內(nèi)設(shè)置有硝化池和厭氧氨氧化池，所述厭氧氨氧化池環(huán)繞硝化池，沿重力方向，厭氧氨氧化池的截面逐漸增大，硝化池的截面逐漸減小，基體內(nèi)設(shè)置有隔板，硝化池、厭氧氨氧化池分別被隔板分隔為U型，硝化池的進液端、出液端分別位于硝化池U型結(jié)構(gòu)的兩端，所述進液管設(shè)于硝化池的進液端，硝化池內(nèi)設(shè)置有懸浮填料模塊，厭氧氨氧化池的進液端、出液端分別位于厭氧氨氧化池U型結(jié)構(gòu)的兩端，硝化池的出液端通過連通通道和厭氧氨氧化池的進液端連通，所述出液管與厭氧氨氧化池的出液端連通，所述污泥回流管的輸入端設(shè)于硝化池的出液端，污泥回流管的輸入端位于懸浮填料模塊下方，污泥回流管的輸出端設(shè)于硝化池的進液端，污泥回流管的輸出端、進液管位于懸浮填料模塊上方；所述懸浮填料模塊包括多層懸浮曝氣組件，所述懸浮曝氣組件包括懸浮載體、進氣管、出氣管、傳動機構(gòu)和傳動倉，所述進氣管、出氣管分別與傳動倉連通，所述傳動倉內(nèi)設(shè)置有風(fēng)輪，所述風(fēng)輪位于進氣管、出氣管之間，風(fēng)輪通過傳動機構(gòu)與懸浮載體連接，對于上下相鄰的兩個懸浮曝氣組件，在下懸浮曝氣組件的出氣管與在上懸浮曝氣組件的懸浮載體對應(yīng)。
2.如權(quán)利要求1所述的城市污水處理裝置，其特征在于，所述傳動機構(gòu)包括減速單元，所述減速單元用于降低懸浮載體和風(fēng)輪之間的轉(zhuǎn)速比。
3.如權(quán)利要求2所述的城市污水處理裝置，其特征在于，所述減速單元包括第一傳動齒輪、第二傳動齒輪、第三傳動齒輪和第四傳動齒輪，所述傳動機構(gòu)包括減速倉、第一傳動軸和第二傳動軸，所述第一傳動軸的輸入端穿過減速倉、傳動倉，并與風(fēng)輪連接，第一傳動齒輪設(shè)置在第一傳動軸的輸出端，第二傳動齒輪和第三傳動齒輪同軸轉(zhuǎn)動連接，第二傳動齒輪與第一傳動齒輪嚙合，第三傳動齒輪與設(shè)置在第二傳動軸的輸入端的第四傳動齒輪嚙合，第二傳動軸的輸出端穿過減速倉，并與懸浮載體連接，第一傳動齒輪的直徑小于第二傳動齒輪的直徑，第三傳動齒輪的直徑小于第四傳動齒輪的直徑。
4.如權(quán)利要求1~3任意一項所述的城市污水處理裝置，其特征在于，所述進氣管包括位于進氣管輸出端的管徑調(diào)節(jié)單元，所述管徑調(diào)節(jié)單元用于調(diào)節(jié)進氣管輸出端的管徑，改變流體流出速度，以實現(xiàn)風(fēng)輪轉(zhuǎn)動速度調(diào)節(jié)。
5.如權(quán)利要求4所述的城市污水處理裝置，其特征在于，所述管徑調(diào)節(jié)單元包括變徑倉、閥芯和驅(qū)動組件，所述閥芯與變徑倉的內(nèi)壁滑動連接，閥芯上設(shè)置有至少兩個沿軸向設(shè)置的流體通道，流體通道之間管徑不同，流體通道用于實現(xiàn)進氣管和傳動倉之間連通，所述驅(qū)動組件用于驅(qū)動閥芯在變徑倉內(nèi)移動，以實現(xiàn)流體通道連通狀態(tài)的控制。
6.如權(quán)利要求5所述的城市污水處理裝置，其特征在于，所述驅(qū)動組件為位移驅(qū)動裝置，所述位移驅(qū)動裝置的輸出端與閥芯連接；或，所述閥芯上設(shè)置有兩個沿軸向設(shè)置的流體通道，驅(qū)動組件包括第一驅(qū)動氣管和第二驅(qū)動氣管，第一驅(qū)動氣管、第二驅(qū)動氣管分別與變徑倉連通，閥芯位于第一驅(qū)動氣管、第二驅(qū)動氣管之間，第一驅(qū)動氣管用于實現(xiàn)驅(qū)動閥芯處于第一位置，第二驅(qū)動氣管用于實現(xiàn)驅(qū)動閥芯處于第二位置，在第一位置，閥芯處于變徑倉內(nèi)的滑動行程上限，第一個流體通道將進氣管和傳動倉連通，在第二位置，閥芯處于變徑倉內(nèi)的滑動行程下限，第二個流體通道將進氣管和傳動倉連通。
7.如權(quán)利要求5所述的城市污水處理裝置，其特征在于，所述流體通道包括變徑段和均氣段，沿流體流動方向，變徑段的內(nèi)徑逐漸減小，變徑段的輸入端內(nèi)徑和進氣管的內(nèi)徑相同，均氣段的內(nèi)徑與變徑段的輸出端內(nèi)徑相同，在流體通道與變徑倉連通時，均氣段的輸出端與風(fēng)輪的扇葉對應(yīng)。
8.如權(quán)利要求1~3任意一項所述的城市污水處理裝置，其特征在于，所述懸浮曝氣組件還包括刮板，所述刮板用于對懸浮載體表面的污泥進行刮除。
9.如權(quán)利要求8所述的城市污水處理裝置，其特征在于，所述刮板位于懸浮載體轉(zhuǎn)動軸線的下方，刮板和懸浮載體轉(zhuǎn)動軸線所在水平面之間的夾角為15°~75°；和/或，所述刮板與傳動倉相對固定連接。
發(fā)明內(nèi)容
本申請的目的是提供一種硝化與厭氧氨氧化耦合的城市污水處理裝置，來解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，主要包括以下主要內(nèi)容：
本申請?zhí)峁┝艘环N硝化與厭氧氨氧化耦合的城市污水處理裝置，包括基體、進液管、出液管和污泥回流管，所述基體內(nèi)設(shè)置有硝化池和厭氧氨氧化池，所述厭氧氨氧化池環(huán)繞硝化池，沿重力方向，厭氧氨氧化池的截面逐漸增大，硝化池的截面逐漸減小，基體內(nèi)設(shè)置有隔板，硝化池、厭氧氨氧化池分別被隔板分隔為U型，硝化池的進液端、出液端分別位于硝化池U型結(jié)構(gòu)的兩端，所述進液管設(shè)于硝化池的進液端，硝化池內(nèi)設(shè)置有懸浮填料模塊，厭氧氨氧化池的進液端、出液端分別位于厭氧氨氧化池U型結(jié)構(gòu)的兩端，硝化池的出液端通過連通通道和厭氧氨氧化池的進液端連通，所述出液管與厭氧氨氧化池的出液端連通，所述污泥回流管的輸入端設(shè)于硝化池的出液端，污泥回流管的輸入端位于懸浮填料模塊下方，污泥回流管的輸出端設(shè)于硝化池的進液端，污泥回流管的輸出端、進液管位于懸浮填料模塊上方。
進一步地，所述懸浮填料模塊包括多層懸浮曝氣組件，所述懸浮曝氣組件包括懸浮載體、進氣管、出氣管、傳動機構(gòu)和傳動倉，所述進氣管、出氣管分別與傳動倉連通，所述傳動倉內(nèi)設(shè)置有風(fēng)輪，所述風(fēng)輪位于進氣管、出氣管之間，風(fēng)輪通過傳動機構(gòu)與懸浮載體連接，對于上下相鄰的兩個懸浮曝氣組件，在下懸浮曝氣組件的出氣管與在上懸浮曝氣組件的懸浮載體對應(yīng)。
進一步地，所述傳動機構(gòu)包括減速單元，所述減速單元用于降低懸浮載體和風(fēng)輪之間的轉(zhuǎn)速比。
進一步地，所述減速單元包括第一傳動齒輪、第二傳動齒輪、第三傳動齒輪和第四傳動齒輪，所述傳動機構(gòu)包括減速倉、第一傳動軸和第二傳動軸，所述第一傳動軸的輸入端穿過減速倉、傳動倉，并與風(fēng)輪連接，第一傳動齒輪設(shè)置在第一傳動軸的輸出端，第二傳動齒輪和第三傳動齒輪同軸轉(zhuǎn)動連接，第二傳動齒輪與第一傳動齒輪嚙合，第三傳動齒輪與設(shè)置在第二傳動軸的輸入端的第四傳動齒輪嚙合，第二傳動軸的輸出端穿過減速倉，并與懸浮載體連接，第一傳動齒輪的直徑小于第二傳動齒輪的直徑，第三傳動齒輪的直徑小于第四傳動齒輪的直徑。
進一步地，所述進氣管包括位于進氣管輸出端的管徑調(diào)節(jié)單元，所述管徑調(diào)節(jié)單元用于調(diào)節(jié)進氣管輸出端的管徑，改變流體流出速度，以實現(xiàn)風(fēng)輪轉(zhuǎn)動速度調(diào)節(jié)。
進一步地，所述管徑調(diào)節(jié)單元包括變徑倉、閥芯和驅(qū)動組件，所述閥芯與變徑倉的內(nèi)壁滑動連接，閥芯上設(shè)置有至少兩個沿軸向設(shè)置的流體通道，流體通道之間管徑不同，流體通道用于實現(xiàn)進氣管和傳動倉之間連通，所述驅(qū)動組件用于驅(qū)動閥芯在變徑倉內(nèi)移動，以實現(xiàn)流體通道連通狀態(tài)的控制。
進一步地，所述驅(qū)動組件為位移驅(qū)動裝置，所述位移驅(qū)動裝置的輸出端與閥芯連接；
或，所述閥芯上設(shè)置有兩個沿軸向設(shè)置的流體通道，驅(qū)動組件包括第一驅(qū)動氣管和第二驅(qū)動氣管，第一驅(qū)動氣管、第二驅(qū)動氣管分別與變徑倉連通，閥芯位于第一驅(qū)動氣管、第二驅(qū)動氣管之間，第一驅(qū)動氣管用于實現(xiàn)驅(qū)動閥芯處于第一位置，第二驅(qū)動氣管用于實現(xiàn)驅(qū)動閥芯處于第二位置，在第一位置，閥芯處于變徑倉內(nèi)的滑動行程上限，第一個流體通道將進氣管和傳動倉連通，在第二位置，閥芯處于變徑倉內(nèi)的滑動行程下限，第二個流體通道將進氣管和傳動倉連通。
進一步地，所述流體通道包括變徑段和均氣段，沿流體流動方向，變徑段的內(nèi)徑逐漸減小，變徑段的輸入端內(nèi)徑和進氣管的內(nèi)徑相同，均氣段的內(nèi)徑與變徑段的輸出端內(nèi)徑相同，在流體通道與變徑倉連通時，均氣段的輸出端與風(fēng)輪的扇葉對應(yīng)。
進一步地，所述懸浮曝氣組件還包括刮板，所述刮板用于對懸浮載體表面的污泥進行刮除。
進一步地，所述刮板位于懸浮載體轉(zhuǎn)動軸線的下方，刮板和懸浮載體轉(zhuǎn)動軸線所在水平面之間的夾角為15°~75°；
和/或，所述刮板與傳動倉相對固定連接。
本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)至少具有如下技術(shù)效果：
本發(fā)明通過將硝化與厭氧氨氧化耦合集成到一體，增大硝化池與空氣的接觸面積，以此減少曝氣量，提升能效，同時還能實現(xiàn)精確調(diào)控單個懸浮載體周圍環(huán)境的氧含量，以此配合污泥回流、懸浮填料協(xié)同增強污泥活性，提升硝化效果，且懸浮載體的轉(zhuǎn)動能量來源于曝氣工藝，不需要額外增設(shè)驅(qū)動結(jié)構(gòu)，降低了成本，在相同調(diào)控手段下，對污泥活性提升增量和硝化效果提升增量遠超于現(xiàn)有技術(shù)，有效提高能效和城市污水處理效果。
（發(fā)明人：屈凌飛;胡穎銘;陳婷婷;黃家森;沈智超）
