一种智能厌氧处理塔

技术领域

本发明涉及一种智能厌氧处理塔。

背景技术

在污水处理生产中，厌氧处理塔是利用了厌氧颗粒污泥技术，是一种高效的污水处理装置。通过活性厌氧颗粒污泥和污水在处理塔内部的混合，提高了污水处理的处理效率。现有的厌氧处理塔采用直筒结构，上下筒采用相同直径，

厌氧污水处理技术是指通过活性厌氧污泥为处理塔提供充分的上升流速，保持颗粒污泥床的膨胀和反应器内部的混合，是一个高效的污水处理装置。但现有厌氧颗粒污泥技术对污水的COD适应性差，如污水的COD突变会造成厌氧活性污泥不能很快适应，活性降低，甚至大面积死亡，而厌氧污泥的活性的培养时间较长，一般需要10—15天(温度30℃左右)，大大限制的厌氧污水处理的发展。

现有主流的厌氧处理塔采用直筒结构，上下处理筒采用相同直径，筒内厌氧颗粒污泥数量恒定，筒内处理空间不能变动，处理污水的能力恒定，不能适应污水COD的突变。

现有主流的厌氧处理塔需要人员24小时值班，需要定时检测，厌氧处理塔处理后的污水COD只能通过事后检测才能知道结果，才能决定是否达标，是否能不能排放。

目前有三个技术瓶颈无法解决，一是对污水的COD突变(突然变大或变小)情况，怎样提高厌氧污泥的适应性；二、污水处理后，出水COD没有实时检测，处理能力不稳定；三、厌氧处理塔不能实现全自动无人值守运行的控制难题。

发明内容

本发明的目的是为了解决以上现有技术的不足，提供一种智能厌氧处理塔。

一种智能厌氧处理塔，包括塔身，塔身的结构为立式圆筒，立式筒体包括上筒体和下筒体，上筒体与下筒体通过锥形壳体过渡连接，上筒体的直径比下筒体的直径小10％～20％，下筒体的底部设有进水口，进水口通过变频水泵与污水池相连，下筒体内填充有活性厌氧污泥颗粒，下筒体内的底部设有布水器，污水从进水口进入后通过布水器均布到活性厌氧污泥中，上筒体内设有上层三相分离器和下层三相分离器，所述的三相分离器使得污水中的固相不能通过，液相和气相可以通过，上层三相分离器与上筒体固定连接，下层三相分离器与上筒体可活动连接，下层三相分离器可沿着上筒体的筒壁上下滑动，上筒体的底部设有下止行环，上层三相分离器的下方设有上止行环，上止行环与联动探头相连，联动探头接收下层三相分离器撞击到上止行环的信号并将信号传递至PLC控制变频水泵的启停，塔身的中部设有内循环回流管，内循环回流管的顶部回流口设于上层三相分离器的上部，内循环回流管的底部与布水器相连，上筒体的顶部设有排气口，下层三相分离器的下方以及下层三相分离器与上层三相分离器之间分别设有在线COD检测仪Ⅰ与在线COD检测仪Ⅱ，在线COD检测仪用于检测塔内污水的COD，上层三相分离器的上方设有外循环回流口与出水口Ⅰ，下层三相分离器的下方设有出水口Ⅱ，外循环回流口通过管路与污水池相连，出水口Ⅰ与出水口Ⅱ通过管路与好氧水池相连。

作为进一步改进，所述的上筒体、下筒体与锥形壳体的材质为不锈钢或碳钢，上筒体直径为5～6米，下筒体直径为7～8米。

作为进一步改进，所述的下层三相分离器在安装时通过内循环回流管定位，并且内循环回流管为下层三相分离器的上下移动提供导向作用。

作为进一步改进，所述的上层三相分离器安装在上筒体的三分之二处，并通过焊接的方式与上筒体相连。

作为进一步改进，在进水口、出水口Ⅰ、出水口Ⅱ、外循环回流口、内循环回流口的连接管路上均设有电动阀门。

作为进一步改进，所述的上止行环设于上层三相分离器下方5～10mm处，下止行环设于上筒体与锥形壳体的分界处。

有益效果：

1)采用可浮动三相分离器技术，解决了污水COD多变，对厌氧菌冲击的技术难题。

2)采用变频水泵、在线COD检测、进排水和外循环回流等电动阀门的联动PLC控制，解决了出水COD没有检测，处理能力不稳定以及实现了厌氧处理塔的全自动无人值守运行的控制难题。

附图说明

图1是一种智能厌氧处理塔的总体结构示意图；

1.布水器2.下层三相分离器3.上层三相分离器4.进水口5.出水口Ⅰ6.出水口Ⅱ7.外循环回流口8.内循环回流管9.排气口10.在线COD检测仪Ⅰ11.在线COD检测仪Ⅱ12.上止行环13.下止行环14.联动探头15.变频水泵。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

如图1所示，一种智能厌氧处理塔，包括布水器1、下层三相分离器2、上层三相分离器3、进水口4、出水口Ⅰ5、出水口Ⅱ6、外循环回流口7、内循环回流管8、排气口9、在线COD检测仪Ⅰ10、在线COD检测仪Ⅱ11、上止行环12、下止行环13、联动探头14和变频水泵15。

一种智能厌氧处理塔，采用立式圆筒结构，采用上下两层圆筒焊接而成，上筒体比下筒体直径小约10—20％。内部依次安装了布水器、下层三相分离器、上层三相分离器；上下三相分离器内均装有填料，可分离固相、液相和气相，其中固相(活性厌氧污泥颗粒)不能通过，液相和气相可以通过。

上下筒根据需要可采用不锈钢或碳钢材质，上筒体直径约5—6米，下筒体直径约7—10米。上下层圆筒中间采用锥形壳体来过渡，锥形壳体的材质与上下筒一致；

下层三相分离器安装在上下圆筒的变径处，利用内循环回流管来定位，不与筒壁固定，下行由下止行环来限位；在上筒体的筒壁适当位置安装上行止环及联动探头，上行止环可控制下层三相分离器的上行高度；联动探头可控制变频水泵的开停；下层三相分离器可沿上筒体的筒壁做上下运动；在下层三相分离器内装有在线COD检测仪Ⅰ。

上层三相分离器安装在上筒体的2/3处，与筒壁焊接固定，上层三相分离器内装有在线COD检测仪Ⅱ；

所述智能厌氧处理塔内部管路设有进水管、出水口Ⅰ、出水口Ⅱ、外循环回流口、内循环回流口、出气口、排气管，在厌氧处理塔顶部下口适当位置安装水位控制开关，当有水位达到此高度时，可控制变频水泵的开停。

工作原理：

所述智能厌氧处理塔可根据来污水COD的高低自动调节进水量，自动选择下筒厌氧单独处理和上下筒组合处理，并自动选择出水口。根据来污水的高低分以下几种情况来处理污水。

当原水池COD在线监测仪(未在本发明中体现)检测到原污水COD≤3000时，信号反馈至污水处理PLC，控制变频水泵50HZ(较高速)运行，此时进水口的开始进水，再通过布水器使污水能均匀的进入下筒，和下筒内的活性厌氧污泥颗粒充分混合，此时由于水泵较高速运行进水量大，水的推力可推动下层三相分离器向上移动，上升到上行止环后，下层三相分离器停止移动，同时联动探头感应到反馈信号给PLC使变频水泵停止，不进水。下筒内污水和活性污泥厌氧颗粒充分混合后，厌氧菌分解污水内有机成分，使污水COD下降，当在线COD检测仪Ⅰ检测到厌氧处理后的污水在≤500时，信号反馈给PLC，使阀门打开，达标的污水从出水口Ⅰ排出。同时在线COD检测仪Ⅱ也会检测到厌氧处理后的污水在≤500，阀门也会打开，使达标的污水从出水口Ⅱ排出，加大排水量。排出部分水后，下层三相分离器后随之下移，变频水泵会重新启动进污水，如此循环处理。

当在线COD检测仪Ⅰ、Ⅱ检测到厌氧处理后的污水在＞500时，不能达标排放，信号反馈给PLC，出水口Ⅰ或Ⅱ不出水，而外循环回流阀门打开，不达标污水通过回流口回流至原水池，回流部分水后，下层三相分离器随之下移，联动探头松开，变频水泵会重新启动，如此循环处理直到污水达标≤500，出水口上的阀门再单独或同时打开，使达标的污水从出水口Ⅰ或Ⅱ单独或同时排出。如此循环处理。

当原水池COD在线监测仪检测到原污水COD＞3000时，信号反馈至污水处理PLC，控制变频水泵中频40HZ或更低频运行，此时进水量较小，由于进水量较小，下层三相分离器没有足够的水量来推动，不能向上移动，此时由于水的流量较小，所以污水和活性厌氧污泥混合的时间较长，污水得到较长时间的分解后，通过下层三相分离器进入上筒处理，如处理达标后，阀门会打开，从出水口Ⅰ排出，如不能达标，再通过上层三相分离器，从外循环回流口，回流至原水池，重新处理。

所述下层三相分离器是可活动结构，可根据来料污水情况，通过变频水泵加大或减小进水量，上浮或下行下层三相分离器来自动调节上筒体的容积，从而能控制污水和活性厌氧污泥的混合时间，达到自动调节出水COD的作用。

厌氧处理筒分上下筒结构，上筒在下筒上方，上筒直径比下筒直径小约10--20％，下止行环起到下层三相分离器下限位作用。在上层三相分离器下方5—10mm处设置上行止环，可起到下层三相分离器上限位作用。

设置了2个合格污水排放出水口，分别是出水口Ⅰ和出水口Ⅱ，配合在线COD检测仪Ⅰ、在线COD检测仪Ⅱ和出水口阀门，自动选择出水。

设置了排气管，可排出由于下层三相分离器的向上浮动，未及时排出的水和产生的沼气。再通过内循环回流管，未及时排出的水回流至布水器，产生的沼气由出气排出。

所述外循环回流口设置在该智能厌氧塔上口处，通过在线COD检测仪和阀门控制，使未达标的污水回流到原水池再进入进水口，重新小循环处理。

所述上行止环和联动探头设置在上层三相分离器下口，可限定下层三相分离器的上浮位置。联动探头设置有压力控制器和接近开关等探头，信号反馈至PLC，能控制变频水泵的运行频率和启停。

智能厌氧处理塔可根据来污水COD情况自动调节进水量，自动厌氧处理和自动选择下筒厌氧处理和上下筒组合处理，并自动选择出水，其特征在于可根据以下几种状态分别自动运行处理污水：

1)原污水COD≤3000时(由原水池中的COD在线监测仪检测到)，信号反馈至污水处理PLC，控制变频水泵50HZ(最高速)运行，加大进水口的进水量，再通过布水器污水均匀进入下筒厌氧处理，此时因进水量增大，水的推力可推动上浮下层三相分离器向上移动，上升到上行止环后，下层三相分离器停止移动，同时联动探头反馈信号给PLC使变频水泵停止或降频率运行，不进或减少进水。污水在下筒循环处理后，在线COD检测仪Ⅰ检测到厌氧处理后的污水在≤500时，阀门打开，使达标的污水从出水口Ⅰ排出。同时在线COD检测仪Ⅱ也会检测到厌氧处理后的污水在≤500，阀门也会打开，使达标的污水从出水口Ⅱ排出，加大排水量。排出部分水后，下层三相分离器随之下移，联动探头给信号污水处理PLC，使变频水泵重新启动，如此循环处理。

以上运行状态下，在线COD检测仪Ⅰ、Ⅱ检测到厌氧处理后的污水在＞500时，阀门关闭，出水口Ⅰ、Ⅱ不出水，PLC信号使外循环回流阀门打开，不达标污水回流至原水池，回流部分水后，活动三相分离器后随之下移，变频水泵会重新启动，如此循环处理直到污水达标≤500，阀门单独或同时打开，使达标的污水从出水口Ⅰ、Ⅱ单独或同时排出。排出部分水后，下层三相分离器后随之下移，变频水泵会重新启动，循环处理。

原污水COD＞3000时(原水池COD在线监测仪检测到)，信号反馈至污水处理PLC，控制变频水泵中频40HZ或更低频率运行，进水量较小，再通过布水器污水均匀进入下筒厌氧处理，由于进水量恒定，下层三相分离器不能向上浮动，污水和活性厌氧污泥充分混合，增加了污水在下筒的停留时间，使污水充分分解处理，再通过下层三相分离器再进入上筒处理，如处理达标后，阀门会打开，从出水口Ⅰ排出，如不能达标，从外循环回流口打开，回流至原水池，重新处理。

一种污水厌氧处理的自动的处理方法，包括如下步骤：

1)先打开变频水泵、布水器，污水在水泵压力的作用下，通过布水器污水均匀进入下层厌氧处理筒，筒内装满厌氧颗粒污泥；

2)筒内下层三相分离器采用可活动结构，提供了更为充分的污水和颗粒污泥的上升空间，保持颗粒污泥床的膨胀和反应器内部的充分混合，绝大部分有机物质被厌氧菌分解转化为沼气；

3)上下层三相气液分离模块将沼气、水和污泥实现良好分离，沼气由顶部进入沼气管排出；经COD在线检测仪检测合格污水由出水管流入后续处理系统，厌氧污泥回流至污泥床。

4)经COD在线检测仪检测的不合格污水由外循环回流口流入前道原水池，重新混合处理；

5)如此循环处理，不需要人为干预，全自动处理。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。