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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(43)申请公布日(21)申请号201711089328.5(22)申请日2017.11.08(71)申请人中机国际工程设计研究院有限责任公司地址410007湖南省长沙市雨花区韶山中路18号(72)发明人蒋剑虹 尹疆 唐清畅 罗友元 (74)专利代理机构长沙智嵘专利代理事务所43211代理人黄子平(51)Int.Cl.C02F3/30(2006.01)C02F101/10(2006.01)C02F101/16(2006.01)C02F101/30(2006.01)(54)发明名称污水脱氮除磷装置(57)摘要污水脱氮除磷装置。有壳体(1)，外层竖向筒体(2)位于壳体(1)内与壳体壁之间构成的环状泥水分离区(4)与出水口(1d)连通；内层竖向筒体(3)位于壳体内，其内腔的水流上升通道(5)上下腔口分别与其外侧的水流向下通道(6)上下部相通，在壳体内构成水流环循通道；环状泥水分离区的进口与水流向下通道中下部相通；内竖向板下方的污泥聚集区(7)与壳体内腔底壁的进水口(1a)和排泥口(1b)相通；污泥提升装置(8)中的污泥泵(8a)的进口与污泥聚集区相通，喷射构件(8b)位于水流上升通道(5)中下部；供风装置(9)中的曝气器(9b)位于水流上升通道(5)中下部。具有提高处理效果和运行稳定的特点。权利要求书2页说明书7页附图2页CN107651753A2018.02.02CN107651753A1.污水脱氮除磷装置，包括为竖向筒体的壳体(1)；所述壳体(1)内腔内设有外层竖向筒体(2)和内层竖向筒体(3)；所述外层竖向筒体(2)的筒体壁与所述壳体壁之间构成位于所述壳体中上部的环状泥水分离区(4)，环状泥水分离区(4)上部与出水口(1d)连通；所述内层竖向筒体(3)的内腔为水流上升通道(5)，内层竖向筒体(3)壁外侧的腔室为水流向下通道(6)，内层竖向筒体(3)内腔的上、下腔口分别与所述水流向下通道(6)的上、下部相通，即在所述壳体(1)内构成水流循环通道，所述位于壳体中上部的环状泥水分离区(4)的进口(4a)与所述内层竖向筒体壁外侧的水流向下通道(6)中下部相通；其特征是：所述内层竖向筒体(3)下端的下方即壳体(1)内腔底部设有污泥聚集区(7)；所述壳体(1)内腔底壁上设有进水口(1a)和排泥口(1b)，进水口(1a)和排泥口(1b)分别与所述污泥聚集区(7)相通；设有污泥提升装置(8)，所述污泥提升装置(8)包括污泥泵(8a)和位于所述内层竖向筒体(3)内腔中下部的喷射构件(8b)，所述污泥泵(8a)的泥水出口与所述喷射构件(8b)的泥水入口由管件(8c)连通，污泥泵(8a)的泥水进口与所述污泥聚集区(7)连通；设有供风装置(9)，所述供风装置(9)包括风机(9a)和控制该风机驱动电机转速变化的变频器，以及位于所述内层竖向筒体(3)内腔中下部的、且邻近于所述喷射构件(8b)的曝气器9b，所述风机(9a)的出口与曝气器(9b)的进气口由管线(9c)连通。2.按照权利要求1所述的污水脱氮除磷装置，其特征是：所述供风装置(9)中的曝气器(9b)位于所述内层竖向筒体(3)内腔中下部，即在所述壳体(1)内的水流循环通道内构成作用于污水的、且首尾相接的厌氧区、缺氧区和好氧区，所述污泥聚集区(7)位于所述的厌氧区内。3.按照权利要求1所述的污水脱氮除磷装置，其特征是：所述壳体(1)的下部为下锥体结构，所述污泥聚集区(7)即位于壳体(1)下部下锥体结构内腔内的厌氧区区域内，所述进水口(1a)和排泥口(1b)即位于所述壳体(1)下部下锥体结构内腔的底壁上。4.按照权利要求1所述的污水脱氮除磷装置，其特征是：所述壳体(1)上部设有环状集水堰(1c)，环状集水堰(1c)与环状泥水分离区(4)上部相通，环状集水堰(1c)上有所述的出水口(1d)，即环状泥水分离区(4)上部通过所述环状集水堰(1c)与所述的出水口(1d)连通。5.按照权利要求1所述的污水脱氮除磷装置，其特征是：所述进口(4a)位于环状泥水分离区(4)的下端，进口(4a)的下方设置由上下两斜板板端相连接的构件(10)，下斜板向上斜置，上斜板向下斜置，上下斜板的外端与所述壳体的壁连接，所述上、下两斜板内端连接后的内侧顶点凸出于所述的进口(4a)且位于进口(4a)下方，向上斜置的下斜板可阻挡下方缺氧区反硝化反应生成的氮气从水中析出形成的气泡进入环状泥水分离区(4)内。6.按照权利要求1所述的污水脱氮除磷装置，其特征是：所述内层竖向筒体(3)的下端为扩口朝下的喇叭形结构(3a)。7.按照权利要求1所述的污水脱氮除磷装置，其特征是：所述污泥提升装置(8)中的污泥泵(8a)位于所述壳体(1)外部，所述污泥泵(8a)的泥水进口通过污泥管(8d)与所述处于厌氧环境的污泥聚集区(7)连通。8.按照权利要求1所述的污水脱氮除磷装置，其特征是：所述污泥提升装置(8)中的污权 利 要 求 书1/2页2CN107651753A2泥泵(8a)位于所述壳体(1)内腔底部且处于厌氧环境的污泥聚集区(7)内，所述污泥泵(8a)为潜水污泥泵，所述潜水污泥泵的泥水进口直接与所述处于厌氧环境的污泥聚集区(7)相通。9.按照权利要求1-8的任一一种所述的污水脱氮除磷装置，其特征是：竖向筒体的壳体(1)为圆形状竖向筒体结构或方形状竖向筒体结构。权 利 要 求 书2/2页3CN107651753A3污水脱氮除磷装置技术领域[0001]本发明涉及污水生物处理技术领域，具体为一种一体化的污水脱氮除磷装置。背景技术[0002]污水生物处理指利用微生物的代谢作用将污水中的有机物、氮、磷、SS等污染物去除，使污水得到净化。实现污水生物脱氮除磷的必要条件是创造厌氧、缺氧和好氧的环境。[0003]公布号CN104150589A、申请号201410421119.6的文献所公开了一种“一体化无梯度活性污泥污水处理装置”，其结构包括为竖向筒体的壳体，所述壳体内腔内设有外层竖向筒体和内层竖向筒体，外层竖向筒体(即所谓的“三相分离器”)位于壳体内腔上部，与所述壳体壁之间构成环状泥水分离区，环状泥水分离区上部设有排水口；所述内层竖向筒体(即所谓的“提升筒”)的内腔为水流上升通道，内层竖向筒体壁外侧的腔室为水流向下通道，内层竖向筒体的上、下腔口分别与所述水流向下通道的上、下部相通，而构成所述壳体内的水流循环通道；所述外层竖向筒体壁与壳体壁之间的环状泥水分离区与所述水流向下通道中部相通；所述壳体的竖向壁中部设置污水进口，壳体竖向壁的中下部(即污水进口下方)设置污泥出口，所述内层竖向筒体内腔的下端设置空气扩散器，通过空气管线与设在壳体外部的空气泵连通。该处理装置利用空气泵提供的空气通过扩散器释放，向污水充氧以及形成提升效果使污水在壳体内的水流循环通道内循环流动，实现污水净化。其不足是：1)由于空气扩散器位于竖向内层筒体内腔的下端，且进水口和污泥出口均设于壳体的竖向壁上(壳体下锥段的上方)，其一，进水口和污泥出口均与水流向下的环形通道相通，作业中，所进入的污水和将排出的污泥即与环形通道内流动的水流在该区域处于动态的混合状态，即无明显的高浓度污泥聚集区，污水中的污染物难以获得高浓度污泥的吸附作用及吸附效果；其二，污泥出口排放的污泥浓度低，不利于后续污泥的处理；其三，进水口和污泥出口设于壳体中部与中下部的竖向壁上，其壳体内腔底部区域存在污泥沉积和板结现象，且在检修壳体及内腔的构件时，不能直接通过排出口将壳体内腔下部的污泥混合物放空，不便于设备的维护与检修。2)由于该装置单一以空气泵提供的空气作为向污水充氧和水流提升及在循环通道内流动的动力，存在提升动力和充氧能力的矛盾，当随着进水水质、水量的变化，壳体内溶解氧浓度过高时，需要减少空气量，而减少空气量会导致提升动力降低，提升动力降低将影响污水的循环流速和混合液中的泥水混合效果，从而影响处理效果，当壳体内的溶解氧浓度过低时，需增大空气量，空气量增大时会导致提升动力增大，提升动力增大时会使泥水混合强度增强，而过大的泥水混合强度会制约活性污泥絮体的形成，装置内水流循环通道各区域难以产生溶解氧的浓度差，难以在装置内形成明显的、有一定流经时间的厌氧、缺氧和好氧交替环境，从而影响脱氮除磷效果，因此不利于作业过程的稳定运行。此外，在环状泥水分离区下端的进口处，该进口的上板件内侧顶点在垂直方向覆盖了其下板件的内侧顶点，运行中，反硝化反应产生的氮气在上升过程中，所述进口的上板件会将部分氮气导入环状泥水分离区(三相分离区)内，影响该分离区内的泥水分离效果，从而影响SS去除；该装置的出水口直接与环状泥水分离区上部相通，容易导致出水短流而影响泥水说 明 书1/7页4CN107651753A4分离区的泥水分离效果。发明内容[0004]本发明的目的是提出可提高处理效果和运行稳定的污水脱氮除磷装置，具有活性污泥吸附、厌氧、好氧和缺氧的环境，可有效去除污水中的有机物、氮、磷、SS，提高处理效果。[0005]实现发明目的的技术方案，参见图1：[0006]本发明包括竖向筒体的壳体1；[0007]所述壳体1内腔内设有外层竖向筒体2和内层竖向筒体3；[0008]所述外层竖向筒体2的筒体壁与所述壳体壁之间构成位于所述壳体中上部的环状泥水分离区4，环状泥水分离区4上部与出水口1d连通；[0009]所述内层竖向筒体3的内腔为水流上升通道5，内层竖向筒体3壁外侧的腔室为水流向下通道6，内层竖向筒体3内腔的上、下腔口分别与所述水流向下通道6的上、下部相通，即在所述壳体1内构成水流循环通道，所述位于壳体中上部的环状泥水分离区4的进口4a与所述内层竖向筒体3壁外侧的水流向下通道6中下部相通；[0010]所述内层竖向筒体3下端的下方即壳体1内腔底部设有污泥聚集区7；[0011]所述壳体1内腔底壁上设有进水口1a和排泥口1b，进水口1a和排泥口1b分别与所述污泥聚集区7相通；[0012]设有污泥提升装置8，所述污泥提升装置8包括污泥泵8a和位于所述内层竖向筒体3内腔中下部的喷射构件8b，所述污泥泵8a的泥水出口与所述喷射构件8b的泥水入口由管件8c连通，污泥泵8a的泥水进口与所述污泥聚集区7连通，所述污泥提升装置8将所述污泥聚集区7内的高浓度活性污泥提升至所述水流上升通道5上段(即好氧区)，并为水流在所述水流循环通道内循环流动提供部分动力；[0013]设有供风装置9，所述供风装置9包括风机9a和控制该风机驱动电机转速变化的变频器，以及位于所述内层竖向筒体3内腔中下部的、且邻近于所述喷射构件8b的曝气器9b，所述风机9a的出口与曝气器9b的进气口由管线9c连通，所述供风装置9为所述水流上升通道5上段内(即好氧区)的污水提供充氧，并为水流在所述水流循环通道内循环流动提供部分动力。[0014]进一步的是：[0015]所述供风装置9的曝气器9b位于所述内层竖向筒体3内腔中下部的结构，即在曝气器9b上方的水流通道(内层竖向筒体3的上段内腔)及水流转向向下的区域构成作用于污水的好氧区，内层竖向筒体3外侧的、与所述好氧区尾端相接的水流通道区域构成作用于污水的缺氧区，曝气器8b下方的、且与所述缺氧区尾端相接的区域构成作用于污水的厌氧区，厌氧区尾端与所述好氧区的前端相接，所述污泥聚集区7位于所述的厌氧区内，即所述供风装置9中的曝气器9b位于所述内层竖向筒体3内腔中下部的结构，在所述壳体1内的水流循环通道内构成作用于污水的、且首尾相接的污泥吸附区/厌氧区、缺氧区和好氧区，即在满足所谓污水生物脱氮除磷处理过程中必须的“厌氧、缺氧、好氧”环境外，厌氧区的高浓度污泥还对污水中的污染物进行吸附，实现在所述壳体1内的水流循环通道内对污水形成周而复始地循环进行活性污泥吸附/厌氧生物反应、好氧生物反应、缺氧生物反应。说 明 书2/7页5CN107651753A5[0016]所述壳体1上部设有环状集水堰1c，环状集水堰1c与环状泥水分离区4上部相通，环状集水堰1c上有所述的出水口1d，即环状泥水分离区4上部通过所述环状集水堰1c与所