[发明专利]垂直式污水处理设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种污水处理设备和方法，主要应用于城市集中污水处理、工业废水处理、分散污水处理等污水生物处理领域。

背景技术

现代污水处理技术包括物理处理法、化学处理法、生物处理法。物理化学法一般作为污水处理中的预处理方法，生物处理法作为主要处理工艺，目前在各国污水处理工艺中采用较多的生物处理法还是活性污泥法。

活性污泥法(activated sludge process)是以活性污泥为主体的废水生物处理工艺方法，活性污泥法是向废水中连续通入空气，经一定时间后因好氧微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物。其上栖息着以菌胶团为主的微生物群，具有很强的吸附与氧化有机物的能力。利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有机污染物，然后使污泥与水分离，大部分污泥再回流到曝气池，多余部分则排出活性污泥系统。

采用活性污泥法污水处理工艺的污水处理厂以A²O工艺为例，一般采用如下流程：污水先经过格栅，经过水泵提升后，进入沉沙池、初沉池、厌氧池、缺氧池、好氧池、二次沉淀池，最后经过处理后达到排放标准的水排出。一般在污水处理厂中，各处理单元是水平布置，为了使污水从前至后顺利通过各处理单元，后一个处理单元自由水面要低于前一个处理单元的自由水面，前后两个水面的高差要能够满足污水通过连接管道的水头损失。

这种传统水平布局的污水处理工艺具有以下缺点：(1)占地大，因所有污水处理构筑物全部平铺在地面上，造成污水处理厂占地面积大；(2)水头损失大，在各污水处理构筑物之间需要管道连接，造成各处理构筑物之间都要有一定的水头损失；(3)充氧效率低，由于曝气池深度有限，造成水压较低，充氧效率低，动力损失大；(4)构筑物结构无效体积较多，为了保证构筑物中污水不溢出，每个构筑物上端都要留有一定的超高部分，造成构筑物结构无效体积较多；(5)冬季热量损失大，因所有污水处理构筑物全部平铺在地面上，形成很大的水面，在冬季寒冷气候条件下热量损失大。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种垂直式污水处理设备和方法，其克服了现有水平式污水处理工艺的上述缺点。

一方面，本发明提供了一种垂直式污水处理设备，其包括厌氧格室、缺氧格室、好氧格室和二次沉淀格室，其特征在于：厌氧格室、缺氧格室、好氧格室和二次沉淀格室由下至上依次垂直布置。

另一方面，本发明还提供了一种利用上述垂直式污水处理设备处理污水的方法，其包括步骤：

(1)污水经过沉砂池、初次沉淀池进行一级处理；

(2)在污水泵的压力下，污水从垂直式污水处理设备的下方进入，依次进入厌氧格室、缺氧格室、好氧格室和二次沉淀格室，最后由上方出水。

其中，在厌氧格室内，污水与从二次沉淀格室输送的回流污泥混合，污泥中的聚磷菌利用原污水中的溶解态有机物进行厌氧释磷；

在缺氧格室中，来自厌氧格室的污泥中的反硝化菌利用剩余的有机物和从好氧格室输送的混合液中的硝酸盐混合并进行反硝化脱氮；

在好氧格室中，来自缺氧格室的污泥中的硝化菌在富氧的条件下进行硝化作用将污水中的氨氮转化为硝酸盐，同时聚磷菌进行好氧吸磷，剩余的有机物也在此被好氧菌氧化；

在二次沉淀格室中，水和污泥分离，经过处理后的水由出水口排放，沉淀的污泥返回厌氧格室，磷以富磷剩余污泥的形式排出。

本发明的污水处理设备和方法具有以下特点：

(1)减少占地，本发明的污水处理工艺主体构筑物占地面积为污水量除以二次沉淀格室的表面水力负荷，既二次沉淀池的面积；(2)提高充氧效率，由于在好氧格室之上还有二次沉淀格室，好氧格室水压加大，使得好氧格室充氧效率提高；(3)减小水头损失，在设备中各处理格室之间直接相连，减小了水头损失。(4)减小无效的结构体积，厌氧格室与缺氧格室及缺氧格室与好氧格室之间直接相连，减小了超高部分结构体积。(5)热量损失小，由于各格室沿高度布置，减少露天水面面积，减少散热面积，冬季热量损失小。

附图说明

图1是本发明的垂直式污水处理设备的俯视图；

图2是沿着图1中的A-A线的剖面图；

图3是沿着图2中的B-B线的剖面图。