一种虹吸排水装置和好氧颗粒污泥反应器的制作方法

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1.本技术涉及水处理技术领域，具体而言，涉及一种虹吸排水装置和好氧颗粒污泥反应器。

背景技术：

2.好氧颗粒污泥处理技术是近些年逐渐成熟的一项污水生化池处理技术，有很大的应用前景。好氧颗粒污泥是微生物在好氧条件下，微生物自凝聚形成的一种颗粒状、结构紧密的微生物聚集形态，好氧颗粒污泥处理技术具有沉降性能好、处理效率高、能耗低、占地面积小等优势。从技术角度，较传统活性污泥而言，好氧颗粒污泥不会出现污泥膨胀、出水水质变差等问题，并且好氧颗粒污泥能广泛应用于工业废水中难降解的有机物，具有广泛的适用性。
3.目前好氧颗粒污泥处理技术常采用序批式好氧颗粒污泥反应器，该反应器在处理污水时，按照进出水-静置-曝气-沉淀的顺序周期性运行，在进水的同时同步推流式排水，即同步进出水，为此进水需避免高强度扰动，否则进水很容易穿透反应器水层导致部分污染物未经反应随出水排出导致超标，控制难度大，因此需要复杂自控系统配合，不然水处理效果不能保证。

技术实现要素：

4.本技术提供了一种虹吸排水装置和好氧颗粒污泥反应器，其能够提高水处理的效率。
5.第一方面，本技术提供了一种虹吸排水装置，应用于好氧颗粒污泥反应器中，包括：
6.虹吸排水系统，包括虹吸排水槽、虹吸排水罩、排气管以及排气水封装置，所述虹吸排水槽和所述虹吸排水罩被配置为设置于所述好氧颗粒污泥反应器的箱体内部，所述排气水封装置被配置为设置于所述箱体的外部；所述虹吸排水罩的罩口朝下，所述虹吸排水槽设于所述虹吸排水罩的内部，且所述虹吸排水槽的槽口朝上；所述排气水封装置通过所述排气管与所述虹吸排水罩的顶面连接，用于排出所述虹吸排水罩内的空气；
7.出水管系统，包括出水管，所述出水管的一端连接所述虹吸排水槽的底端，所述出水管的另一端穿过所述虹吸排水罩并被配置为位于所述箱体的外部，以将所述虹吸排水槽中的液体虹吸出。
8.上述方案中，虹吸排水装置应用于好氧颗粒污泥反应器中，其利用虹吸原理排出反应器内的上部清水。其运行方式可以为如下：好氧颗粒污泥反应器在上一周期结束后(上一周期最后步序为沉淀)，开始进水(一般地由反应器的箱体下部向箱体内部通入水，请参见图2 中标注的进水管40)，初期采取低强度进水，随着液位上升，虹吸排水罩内气压上升，虹吸排水罩内的空气通过排气水封装置排出，待液位上升至虹吸排水槽时，随着清水进入虹吸排水槽，出水会快速通过排水管排出，虹吸排水罩内会产生一定负压，虹吸形成，此后
由于虹吸原因，反应器上部清水快速排出，当液位降至虹吸排水罩的下沿时，空气进入虹吸排水罩，虹吸破坏，出水结束。排水结束后可加大进水强度，此时可根据工艺需求可对反应器进行搅拌或曝气，使反应器中的泥水混合液与进水充分混合和反应，液位上升至液位计设定位置 (即虹吸排水槽槽口略低位置)停止进水，进水阶段结束。此后的进水过程中可开启搅拌器，此阶段主要发生反硝化、厌氧释磷、碳源胞外吸附及包内转化的反应。此后的进水过程中也可开启曝气系统，此阶段进行发生硝化、反硝化、同步硝化反硝化、好氧吸磷、反硝化除磷及有机物降解等反应。
9.不同于现有技术的同步进出水，本方案由于采用虹吸的方式实现清水出水，故进水和出水可不同步，故消除了进水上升流速的限制，进水流量可根据需求调节，降低因进水速过高，导致出水超标的风险；同时在出水结束后仍在进水阶段，可以进行搅拌或曝气，进而能够提高水处理的效率。
10.根据本技术的一些实施例，所述出水管系统还包括流量调节阀，所述流量调节阀设于所述出水管。
11.根据本技术的一些实施例，所述虹吸排水系统还包括空气分离器，所述空气分离器设置于所述虹吸排水罩的罩口，用于限制曝气阶段空气进入所述虹吸排水罩内。
12.根据本技术的一些实施例，所述排气水封装置包括罐体和出气管；
13.所述罐体内设有液体，所述排气管插设与所述罐体的内部，且所述排气管的管口位于所述液体的液面下方；
14.所述出气管设于所述罐体且部分处于所述罐体的内部，且所述出气管位于所述罐体内的管口处于所述液面的上方。
15.根据本技术的一些实施例，所述罐体内的所述液面低于所述所述虹吸排水罩的罩口所在的平面。
16.根据本技术的一些实施例，所述虹吸排水槽的槽底呈中心倾斜设置，且所述出水管设置于所述槽底的中心。
17.根据本技术的一些实施例，所述虹吸排水槽和所述虹吸排水罩分别呈环状；
18.所述虹吸排水罩的内环限定出安装区域，用于安装好氧颗粒污泥反应器的搅拌器。
19.根据本技术的一些实施例，所述虹吸排水装置包括多个虹吸排水系统以及多个出水管系统；
20.所述虹吸排水系统与所述出水管系统一一对应，所述出水管与对应的所述虹吸排水槽连通。
21.第二方面，本技术还提供一种好氧颗粒污泥反应器，所述好氧颗粒污泥反应器包括所述箱体和所述的虹吸排水装置。
22.根据本技术的一些实施例，所述好氧颗粒污泥反应器还包括液位计，用于检测所述箱体内的液位高度。
23.本技术提供技术方案较现有技术具有有益效果：
24.取消完全同步进出水的运行方式，是采用虹吸的方式实现清水出水，进水和出水可不同步，出水流量与进行流量不相关，故消除了进水上升流速的限制，进水流量可根据需求调节，降低因进水速过高，导致出水超标的风险；同时，虹吸排水装置与现状污水处理改
造项目兼容性好；同时，打破传统运行步序，可实现在高强度进水的同时进行搅拌或曝气，污染物混合更均匀，传质效率高，在进水阶段即开始了反应，能够有效提高水处理的效率。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
26.图1为本技术一些实施例中虹吸排水装置的俯视图；
27.图2为图1中a-a向的剖视图。
28.图标：10-虹吸排水槽；11-虹吸排水罩；12-排气管；13-排气水封装置；130-罐体；131-出气管；14-空气分离器；20-出水管；21-流量调节阀；30-箱体；40-进水管。
具体实施方式
29.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
30.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
31.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
32.在本技术实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
33.在本技术实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
34.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
35.下面将结合附图，对本技术中的技术方案进行描述。
36.目前，好氧颗粒污泥技术主流运行方式仍为序批式，即在同一反应器内完成进水、曝气、沉淀及出水四个阶段。发明人发现，现有的序批式好氧颗粒污泥反应器存在处理效率
低的问题，发明人研究发现，导致反应器水处理效率慢的主要原因在于，目前的采用同步进出水，即在进水的同时推动反应器上部经沉淀后的清水通过出水槽同步排出。而同步进出水的条件下，需满足以下条件：1、需避免高强度扰动，因此需控制进水上升流速，一般进水时间为1-2h，否则进水很容易穿透反应器水层导致部分污染物未经反应随出水排出导致超标，故进水时间长；2.进水时不能搅拌，为避免水层扰动，进水时不能搅拌，该过程中污水和污泥不能充分混合，导致进水阶段反应效率低； 3.进水时不能曝气，为避免水层扰动，进水时不能曝气，仅在曝气阶段曝气；以上三点均导致水处理效率慢。
37.鉴于此，发明人设计出了一种虹吸排水装置，采用该装置后，好氧颗粒污泥反应器取消完全同步进出水的运行方式，利用虹吸的原理，将反应器内的清水抽出，故不存在进水很容易穿透反应器水层导致部分污染物未经反应随出水排出导致超标的问题，可以缩短进水时间，且可以在进水的同时搅拌和曝气。
38.本技术的一些实施例提供一种虹吸排水装置，请参见图1和图2，图1为本技术一些实施例中虹吸排水装置的俯视图，图2为图1中 a-a向的剖视图。
39.虹吸排水装置应用于好氧颗粒污泥反应器中，采用虹吸原理，将反应器的箱体内的清水抽出。
40.虹吸排水装置包括虹吸排水系统和出水管系统。
41.虹吸排水系统包括虹吸排水槽10、虹吸排水罩11、排气管12以及排气水封装置13，虹吸排水槽10和虹吸排水罩11被配置为设置于好氧颗粒污泥反应器的箱体30内部，排气水封装置13被配置为设置于箱体30的外部。虹吸排水罩11的罩口朝下，虹吸排水槽10设于虹吸排水罩11的内部，且虹吸排水槽10的槽口朝上；排气水封装置13通过排气管12与虹吸排水罩11的顶面连接，用于排出虹吸排水罩11内的空气。
42.出水管系统包括出水管20，出水管20的一端连接虹吸排水槽10 的底端，出水管20的另一端穿过虹吸排水罩11并被配置为位于箱体 30的外部，以将虹吸排水槽10中的液体虹吸出。
43.参见图2，图2标注了排水液位aa和运行液位。虹吸排水罩11 的罩口所在的平面与排水液位平齐。
44.箱体30为进行水处理的反应容器。
45.上述方案中，虹吸排水装置应用于好氧颗粒污泥反应器中，其利用虹吸原理排出反应器内的上部清水。其运行方式可以为如下：好氧颗粒污泥反应器在上一周期结束后(上一周期最后步序为沉淀)，开始进水(一般地由反应器的箱体30下部向箱体30内部通入水)，初期采取低强度进水，随着液位上升，虹吸排水罩11内气压上升，虹吸排水罩11内的空气通过排气水封装置13排出，待液位上升至虹吸排水槽10时，随着清水进入虹吸排水槽10，出水会快速通过排水管排出，虹吸排水罩11内会产生一定负压，虹吸形成，此后由于虹吸原因，反应器上部清水快速排出，当液位降至虹吸排水罩11的下沿时，空气进入虹吸排水罩11，虹吸破坏，出水结束。排水结束后可加大进水强度，此时可根据工艺需求可对反应器进行搅拌或曝气，使反应器中的泥水混合液与进水充分混合和反应，液位上升至液位计设定位置(即虹吸排水槽10槽口略低位置，即图2中标注的运行液位) 停止进水，进水阶段结束。此后的进水过程中可开启搅拌器，此阶段主要发生反硝化、厌氧释磷、碳源胞外吸附及包内转化的反应。此后的进水过程中也可开启曝气系统，此阶段进行发生硝化、反硝化、同步硝化反硝
化、好氧吸磷、反硝化除磷及有机物降解等反应。
46.根据本技术的一些实施例，参见图2，出水管系统还包括流量调节阀21，流量调节阀21设于出水管20。
47.上述方案中，通过设置流量调节阀21，能够调节出水速度，进而控制出水时间。例如，通过控制流量调节阀21的开度和开启时间，能够将反应器内的上部清水的出水时间可控制在10min-30min。
48.根据本技术的一些实施例，如图2，虹吸排水系统还包括空气分离器14，空气分离器14设置于虹吸排水罩11的罩口，用于限制曝气阶段空气进入虹吸排水罩11内。
49.上述方案中，空气分离器14为本领域技术人员熟知的部件，在一些实施例中，空气分离器14可以为棱柱体，其最大宽度略宽于虹吸排水罩11的宽度，位于虹吸排水罩11下方，并空气分离器14的部分伸入到虹吸排水罩11内。空气分离器14与虹吸排水槽10之间留有一定的缝隙，空气分离器14的目的是拦截曝气阶段的空气进入虹吸排水罩11内。
50.根据本技术的一些实施例，如图2，排气水封装置13包括罐体 130和出气管131。罐体130内设有液体(如水)，排气管12插设与罐体130的内部，且排气管12的管口位于液体的液面下方。出气管 131设于罐体130且部分处于罐体130的内部，且出气管131位于罐体130内的管口处于液面的上方。
51.上述方案中，在一些实施例中，罐体130包括本体和盖体，盖体封堵本体的开口，出气管131穿过盖体并连通本体内部，排气管12 同样穿过盖体并与液体接触，实现出气管131和罐体130、排气管12 和罐体130的固定。在另一些实施例中，排气水封装置13可以不设置出气管131，例如由排气管12排出的空气仅液体后直接由罐体130 的开口排出。
52.根据本技术的一些实施例，罐体130内的液面(罐体130内水的液位)低于虹吸排水罩11的罩口所在的平面。
53.上述方案中，通过限定罐体130和虹吸排水罩11的高度位置关系，以避免因虹吸导致罐体130的液体进入虹吸排水罩11中。
54.根据本技术的一些实施例，虹吸排水槽10的槽底呈中心倾斜设置，且出水管20设置于槽底的中心。
55.上述方案中，通过将虹吸排水槽10的槽底设置为呈中心倾斜，能够提高虹吸排水槽10的排水效率，降低清水残留于虹吸排水槽10 的风险。在一些实施例中，虹吸排水槽10的槽底的倾斜坡度为1％-5％之间的任意值。
56.根据本技术的一些实施例，请参见图1和图2，虹吸排水槽10 和虹吸排水罩11分别呈环状。虹吸排水罩11的内环限定出安装区域，用于安装好氧颗粒污泥反应器的搅拌器。
57.上述方案中，由于虹吸排水槽10和虹吸排水罩11分别呈环状，故能够有效地将反应器上层的清水排出，保证出水效率。同时，由于呈环状，故虹吸排水罩11的中心区域呈通孔状，该区域可以供搅拌器穿过，进而使得好氧颗粒污泥反应器布局合理。
58.在一些实施例中，当虹吸排水罩11呈环状时，空气分离器14也为环状，例如为环形三棱柱体。
59.在其他实施例中，虹吸排水槽10和虹吸排水罩11的外轮廓也可以为一字型、圆柱形、方形或者其他形状。
60.根据本技术的其他实施例，虹吸排水装置包括多个虹吸排水系统以及多个出水管
系统。虹吸排水系统与出水管系统一一对应，出水管 20与对应的虹吸排水槽10连通。
61.根据本技术的一些实施例，本技术还提供一种好氧颗粒污泥反应器，好氧颗粒污泥反应器包括箱体30和上文描述的虹吸排水装置。好氧颗粒污泥反应器还包括液位计，用于检测箱体30内的液位高度。通过液位计测量箱体30内的液位高度，以判定进水是否完成。如液位上升至液位计设定位置(即较虹吸排水槽10的槽口略低的位置) 停止进水，进水阶段结束。
62.需要说明的是，在一些实施例中，虹吸排水槽10、虹吸排水罩 11和空气分离器14可以通过钢架或者其他固定架固定在箱体30内。
63.采用本技术提供的虹吸排水装置的好氧颗粒污泥反应器具有以下特点：
64.1、取消完全同步进出水的运行方式，出水采用虹吸排水装置，出水流量与进行流量不相关，可根据出水调节阀调节出水流量，一般可远大于进水流量，缩短了排水时间，避免进水穿透反应器及长时间同步进出水导致进水和上清液混合影响出水水质。
65.2、消除了进水上升流速的限制，进水流量可根据需求调节；
66.3、对反应器不受高度限制，与现状污水处理改造项目兼容性好 (现有技术中，为解决进水很容易穿透反应器水层导致部分污染物未经反应随出水排出导致超标的问题，反应器有效水深一般设置较深，这样会导致该技术不能完全适用于现状污水处理厂生化池的改造)；
67.4、打破传统运行步序，可实现在高强度进水的同时进行搅拌或曝气，污染物混合更均匀，传质效率高，在进水阶段即开始了反应。可尽最大限度减少非反应步序的时长，提高池容的有效利用率；
68.5、对进水的布水均匀性要求降低，采用小阻力配水即可，可节省能耗；
69.同时发明人还发现，目前的反应器，排水结束后为防止曝气时会带出部分泥水混合液，一般需进行10-20cm高度的快速降水，需配置快速降水设备，增加了系统设备配置。
70.而采用了虹吸排水装置，故不存在曝气时会带出部分泥水混合液的问题，为此还存在以下特点：
71.6、不需要设置快速降水系统，设备配置简化。
72.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。

技术特征：

1.一种虹吸排水装置，应用于好氧颗粒污泥反应器中，其特征在于，包括：虹吸排水系统，包括虹吸排水槽、虹吸排水罩、排气管以及排气水封装置，所述虹吸排水槽和所述虹吸排水罩被配置为设置于所述好氧颗粒污泥反应器的箱体内部，所述排气水封装置被配置为设置于所述箱体的外部；所述虹吸排水罩的罩口朝下，所述虹吸排水槽设于所述虹吸排水罩的内部，且所述虹吸排水槽的槽口朝上；所述排气水封装置通过所述排气管与所述虹吸排水罩的顶面连接，用于排出所述虹吸排水罩内的空气；出水管系统，包括出水管，所述出水管的一端连接所述虹吸排水槽的底端，所述出水管的另一端穿过所述虹吸排水罩并被配置为位于所述箱体的外部，以将所述虹吸排水槽中的液体虹吸出。2.根据权利要求1所述的虹吸排水装置，其特征在于，所述出水管系统还包括流量调节阀，所述流量调节阀设于所述出水管。3.根据权利要求1所述的虹吸排水装置，其特征在于，所述虹吸排水系统还包括空气分离器，所述空气分离器设置于所述虹吸排水罩的罩口，用于限制曝气阶段空气进入所述虹吸排水罩内。4.根据权利要求1所述的虹吸排水装置，其特征在于，所述排气水封装置包括罐体和出气管；所述罐体内设有液体，所述排气管插设与所述罐体的内部，且所述排气管的管口位于所述液体的液面下方；所述出气管设于所述罐体且部分处于所述罐体的内部，且所述出气管位于所述罐体内的管口处于所述液面的上方。5.根据权利要求4所述的虹吸排水装置，其特征在于，所述罐体内的所述液面低于所述虹吸排水罩的罩口所在的平面。6.根据权利要求1所述的虹吸排水装置，其特征在于，所述虹吸排水槽的槽底呈中心倾斜设置，且所述出水管设置于所述槽底的中心。7.根据权利要求1-6任一项所述的虹吸排水装置，其特征在于，所述虹吸排水槽和所述虹吸排水罩分别呈环状；所述虹吸排水罩的内环限定出安装区域，用于安装好氧颗粒污泥反应器的搅拌器。8.根据权利要求1-6任一项所述的虹吸排水装置，其特征在于，所述虹吸排水装置包括多个虹吸排水系统以及多个出水管系统；所述虹吸排水系统与所述出水管系统一一对应，所述出水管与对应的所述虹吸排水槽连通。9.一种好氧颗粒污泥反应器，其特征在于，所述好氧颗粒污泥反应器包括所述箱体和根据权利要求1-8任一项所述的虹吸排水装置。10.根据权利要求9所述的好氧颗粒污泥反应器，其特征在于，所述好氧颗粒污泥反应器还包括液位计，用于检测所述箱体内的液位高度。

技术总结

本申请公开一种虹吸排水装置和好氧颗粒污泥反应器。虹吸排水装置，应用于好氧颗粒污泥反应器中，包括：虹吸排水系统，包括虹吸排水槽、虹吸排水罩、排气管以及排气水封装置，虹吸排水槽和虹吸排水罩被配置为设置于好氧颗粒污泥反应器的箱体内部，排气水封装置被配置为设置于箱体的外部；虹吸排水罩的罩口朝下，虹吸排水槽设于虹吸排水罩的内部，且虹吸排水槽的槽口朝上；排气水封装置通过排气管与虹吸排水罩的顶面连接，用于排出虹吸排水罩内的空气；出水管系统，包括出水管，出水管的一端连接虹吸排水槽的底端，出水管的另一端穿过虹吸排水罩并被配置为位于箱体的外部，以将虹吸排水槽中的液体虹吸出。槽中的液体虹吸出。槽中的液体虹吸出。