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
本發明涉及污水處理技術領域，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，所述基體內設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，同時還能實現精確調控單個懸浮載體周圍環境的氧含量，以此配合污泥回流、懸浮填料協同增強污泥活性，提升硝化效果，在相同調控手段下，對污泥活性提升增量和硝化效果提升增量遠超于現有技術，有效提高能效和城市污水處理效果。
權利要求書
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，所述基體內設置有硝化池和厭氧氨氧化池，所述厭氧氨氧化池環繞硝化池，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，基體內設置有隔板，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型結構的兩端，所述進液管設于硝化池的進液端，硝化池內設置有懸浮填料模塊，厭氧氨氧化池的進液端、出液端分別位于厭氧氨氧化池U型結構的兩端，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，所述傳動倉內設置有風輪，所述風輪位于進氣管、出氣管之間，風輪通過傳動機構與懸浮載體連接，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。
2.如權利要求1所述的城市污水處理裝置，其特征在于，所述傳動機構包括減速單元，所述減速單元用于降低懸浮載體和風輪之間的轉速比。
3.如權利要求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，并與風輪連接，第一傳動齒輪設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節單元，所述管徑調節單元用于調節進氣管輸出端的管徑，改變流體流出速度，以實現風輪轉動速度調節。
5.如權利要求4所述的城市污水處理裝置，其特征在于，所述管徑調節單元包括變徑倉、閥芯和驅動組件，所述閥芯與變徑倉的內壁滑動連接，閥芯上設置有至少兩個沿軸向設置的流體通道，流體通道之間管徑不同，流體通道用于實現進氣管和傳動倉之間連通，所述驅動組件用于驅動閥芯在變徑倉內移動，以實現流體通道連通狀態的控制。
6.如權利要求5所述的城市污水處理裝置，其特征在于，所述驅動組件為位移驅動裝置，所述位移驅動裝置的輸出端與閥芯連接；或，所述閥芯上設置有兩個沿軸向設置的流體通道，驅動組件包括第一驅動氣管和第二驅動氣管，第一驅動氣管、第二驅動氣管分別與變徑倉連通，閥芯位于第一驅動氣管、第二驅動氣管之間，第一驅動氣管用于實現驅動閥芯處于第一位置，第二驅動氣管用于實現驅動閥芯處于第二位置，在第一位置，閥芯處于變徑倉內的滑動行程上限，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，變徑段的內徑逐漸減小，變徑段的輸入端內徑和進氣管的內徑相同，均氣段的內徑與變徑段的輸出端內徑相同，在流體通道與變徑倉連通時，均氣段的輸出端與風輪的扇葉對應。
8.如權利要求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動軸線的下方，刮板和懸浮載體轉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。
發明內容
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，來解決現有技術中存在的上述技術問題，主要包括以下主要內容：
本申請提供了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，所述基體內設置有硝化池和厭氧氨氧化池，所述厭氧氨氧化池環繞硝化池，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，基體內設置有隔板，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型結構的兩端，所述進液管設于硝化池的進液端，硝化池內設置有懸浮填料模塊，厭氧氨氧化池的進液端、出液端分別位于厭氧氨氧化池U型結構的兩端，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，所述傳動倉內設置有風輪，所述風輪位于進氣管、出氣管之間，風輪通過傳動機構與懸浮載體連接，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。
進一步地，所述傳動機構包括減速單元，所述減速單元用于降低懸浮載體和風輪之間的轉速比。
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，并與風輪連接，第一傳動齒輪設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節單元，所述管徑調節單元用于調節進氣管輸出端的管徑，改變流體流出速度，以實現風輪轉動速度調節。
進一步地，所述管徑調節單元包括變徑倉、閥芯和驅動組件，所述閥芯與變徑倉的內壁滑動連接，閥芯上設置有至少兩個沿軸向設置的流體通道，流體通道之間管徑不同，流體通道用于實現進氣管和傳動倉之間連通，所述驅動組件用于驅動閥芯在變徑倉內移動，以實現流體通道連通狀態的控制。
進一步地，所述驅動組件為位移驅動裝置，所述位移驅動裝置的輸出端與閥芯連接；
或，所述閥芯上設置有兩個沿軸向設置的流體通道，驅動組件包括第一驅動氣管和第二驅動氣管，第一驅動氣管、第二驅動氣管分別與變徑倉連通，閥芯位于第一驅動氣管、第二驅動氣管之間，第一驅動氣管用于實現驅動閥芯處于第一位置，第二驅動氣管用于實現驅動閥芯處于第二位置，在第一位置，閥芯處于變徑倉內的滑動行程上限，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，變徑段的內徑逐漸減小，變徑段的輸入端內徑和進氣管的內徑相同，均氣段的內徑與變徑段的輸出端內徑相同，在流體通道與變徑倉連通時，均氣段的輸出端與風輪的扇葉對應。
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動軸線的下方，刮板和懸浮載體轉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。
本發明相對于現有技術至少具有如下技術效果：
本發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，同時還能實現精確調控單個懸浮載體周圍環境的氧含量，以此配合污泥回流、懸浮填料協同增強污泥活性，提升硝化效果，且懸浮載體的轉動能量來源于曝氣工藝，不需要額外增設驅動結構，降低了成本，在相同調控手段下，對污泥活性提升增量和硝化效果提升增量遠超于現有技術，有效提高能效和城市污水處理效果。
（發明人：屈凌飛;胡穎銘;陳婷婷;黃家森;沈智超）
