本发明公开一种嵌入式曝气沉淀一体化自凝聚活性污泥生化反应器，包括生化池、沉淀模块和曝气器，生化池的入水端连接于上级处理单元，生化池的出水端连接于下级处理单元；沉淀模块固定安装在生化池内，沉淀模块内设置有进水区、泥水分离区、絮体污泥区、致密污泥区以及集水区；沉淀模块用于对生化池内的混合液进行泥水分离，并对分离出的污泥进行致密污泥与絮体污泥的筛选；曝气器固定安装在生化池的底部，曝气器用于为生化池内的活性污泥供氧。本发明在生化池内置沉淀模块，实现活性污泥好氧生化反应和污泥沉淀分离功能于一体，节省占地面积；利用污泥旋流分离器二次筛分絮体污泥，通过沉淀模块和污泥旋流分离器两级筛分，提高了筛分效率。
1.一种嵌入式曝气沉淀一体化自凝聚活性污泥生化反应器，其特征在于，包括：
生化池（1），所述生化池（1）的入水端连接于上级处理单元，所述生化池（1）的出水端连接于下级处理单元；
沉淀模块（3），所述沉淀模块（3）固定安装在所述生化池（1）内，所述沉淀模块（3）内设置有进水区、泥水分离区、絮体污泥区、致密污泥区以及集水区；所述沉淀模块（3）用于对所述生化池（1）内的混合液进行泥水分离，并对分离出的污泥进行致密污泥与絮体污泥的筛选；
曝气器（4），所述曝气器（4）固定安装在所述生化池（1）的底部，所述曝气器（4）用于为所述生化池（1）内的活性污泥供氧；
所述沉淀模块（3）包括壳体，所述壳体上下两端均设置有开口，所述壳体顶端高于所述生化池（1）的水位，所述壳体的底端开口处固定连接有若干个V型沉泥斗（6）；所述壳体底部相对的两侧壁上均开设有若干个混合液进水孔（7），所述壳体内侧顶部设置有排水槽（9），所述排水槽（9）的底端固定连通有出水管（10），所述生化池（1）的上部内壁上固定安装有集水渠（11），所述排水槽（9）通过所述出水管（10）与所述集水渠（11）连通；所述壳体的底部侧壁上固定连通有絮体污泥混合液提升管（14），所述V型沉泥斗（6）的底部固定连通有致密污泥回流管道（12），所述致密污泥回流管道（12）与所述上级处理单元连通；
所述壳体内部设置于穿孔管，所述穿孔管的中部与所述絮体污泥混合液提升管（14）固定连通，所述絮体污泥混合液提升管（14）的末端固定连通有污泥泵（15）；
还包括污泥旋流分离器（2），所述污泥旋流分离器（2）固定安装在所述生化池（1）的顶部，所述污泥旋流分离器（2）的底端固定连通有排泥喇叭口（19），所述污泥旋流分离器（2）通过所述排泥喇叭口（19）与所述生化池（1）连通，所述污泥旋流分离器（2）的顶部连通有溢流口（20）；所述污泥泵（15）的出口端通过四通分别安装有开关排放电动阀（16）、回流电动阀（17）、絮体污泥筛分电动阀（18），所述回流电动阀（17）的出口端与所述上级处理单元连通，所述絮体污泥筛分电动阀（18）的出口端与所述污泥旋流分离器（2）连通。
2.根据权利要求1所述的嵌入式曝气沉淀一体化自凝聚活性污泥生化反应器，其特征在于，所述致密污泥回流管道（12）上固定连通有空气投加管（13）。
3.根据权利要求1所述的嵌入式曝气沉淀一体化自凝聚活性污泥生化反应器，其特征在于，所述壳体的外壁上固定连接有挡板（8），所述挡板（8）与若干个所述混合液进水孔（7）对应设置。
4.根据权利要求1所述的嵌入式曝气沉淀一体化自凝聚活性污泥生化反应器，其特征在于，所述排水槽（9）上可拆卸安装有堰板，所述堰板高度可调。
5.根据权利要求4所述的嵌入式曝气沉淀一体化自凝聚活性污泥生化反应器，其特征在于，所述堰板为锯齿状三角堰或矩形堰。
6.根据权利要求1所述的嵌入式曝气沉淀一体化自凝聚活性污泥生化反应器，其特征在于，所述生化池（1）内固定安装有支腿（5），所述沉淀模块（3）通过所述支腿（5）与所述生化池（1）固定连接。
7.根据权利要求1所述的嵌入式曝气沉淀一体化自凝聚活性污泥生化反应器，其特征在于，所述沉淀模块（3）采用不锈钢材质或塑料材质制作。
一种嵌入式曝气沉淀一体化自凝聚活性污泥生化反应器
技术领域
[0001] 本发明涉及污水处理设备技术领域，尤其涉及一种嵌入式曝气沉淀一体化自凝聚活性污泥生化反应器。
背景技术
[0002] 好氧致密污泥是在有氧条件下，微生物通过自聚集形成具有粒状规则外形、结构密实、沉降性能优良、污染物处理效果明显的特殊的微生物聚集体，即在流体动力条件下微生物自固定形成生物体团聚的特殊过程，较之传统活性污泥工艺，好氧致密污泥不易出现污泥膨胀和处理水质变差等问题。好氧致密污泥系统的总体能耗低，其出水水质可以达到传统活性污泥法工艺的出水水质甚至更好。污泥在好氧条件下进行培养，致密污泥的分层结构形成好氧、缺氧和厌氧区域，其结构特征可以实现一定程度的脱氮除磷效果。好氧致密污泥系统所需要的体积也比现有的常规活性污泥装置所需要的体积更低，在能耗和土建费用方面均有所减少。通过控制反应器的运行，将密度小、沉降性能差、絮状的污泥，排出生化系统，将优质的、粒径大的致密污泥保持在生化系统。
[0003] 但是好氧致密污泥成形影响因素复杂多变，运行条件控制苛刻等问题，如若运行参数控制不当便会造成污泥解体、出水水质恶化。因此为将性能良好、结构密实的好氧致密污泥保持在生化系统中，需要将活性低、松散的絮体污泥排出系统之外，因此需要对污泥进行筛分。而现有的筛分方式，一般是在常规生化池后接二沉池，但是二沉池是将混合液污泥几乎全部沉淀，没法进行致密污泥与絮体污泥筛选，很难培养和筛分出致密活性污泥。因此亟需提供一种活性污泥生化反应器以解决上述技术问题。
发明内容
[0004] 本发明的目的是提供一种嵌入式曝气沉淀一体化自凝聚活性污泥生化反应器，以解决上述现有技术存在的问题。
[0005] 为实现上述目的，本发明提供了一种嵌入式曝气沉淀一体化自凝聚活性污泥生化反应器，包括：
[0006] 生化池，所述生化池的入水端连接于上级处理单元，所述生化池的出水端连接于下级处理单元；
[0007] 沉淀模块，所述沉淀模块固定安装在所述生化池内，所述沉淀模块内设置有进水区、泥水分离区、絮体污泥区、致密污泥区以及集水区；所述沉淀模块用于对所述生化池内的混合液进行泥水分离，并对分离出的污泥进行致密污泥与絮体污泥的筛选；
[0008] 曝气器，所述曝气器固定安装在所述生化池的底部，所述曝气器用于为所述生化池内的活性污泥供氧。
[0009] 优选的，所述沉淀模块包括壳体，所述壳体上下两端均设置有开口，所述壳体顶端高于所述生化池的水位，所述壳体的底端开口处固定连接有若干个V型沉泥斗；所述壳体底部相对的两侧壁上均开设有若干个混合液进水孔，所述壳体内侧顶部设置有排水槽，所述排水槽的底端固定连通有出水管，所述生化池的上部内壁上固定安装有集水渠，所述排水槽通过所述出水管与所述集水渠连通；所述壳体的底部侧壁上固定连通有絮体污泥混合液提升管，所述V型沉泥斗的底部固定连通有致密污泥回流管道，所述致密污泥回流管道与所述上级处理单元连通。
[0010] 优选的，所述壳体内部设置于穿孔管，所述穿孔管的中部与所述絮体污泥混合液提升管固定连通，所述絮体污泥混合液提升管的末端固定连通有污泥泵。
[0011] 优选的，所述致密污泥回流管道上固定连通有空气投加管。
[0012] 优选的，所述壳体的外壁上固定连接有挡板，所述挡板与若干个所述混合液进水孔对应设置。
[0013] 优选的，所述排水槽上可拆卸安装有堰板，所述堰板高度可调。
[0014] 优选的，所述堰板为锯齿状三角堰或矩形堰。
[0015] 优选的，还包括污泥旋流分离器，所述污泥旋流分离器固定安装在所述生化池的顶部，所述污泥旋流分离器的底端固定连通有排泥喇叭口，所述污泥旋流分离器通过所述排泥喇叭口与所述生化池连通，所述污泥旋流分离器的顶部连通有溢流口；所述污泥泵的出口端通过四通分别安装有开关排放电动阀、回流电动阀、絮体污泥筛分电动阀，所述回流电动阀的出口端与所述上级处理单元连通，所述絮体污泥筛分电动阀的出口端与所述污泥旋流分离器连通。
[0016] 优选的，所述生化池内固定安装有支腿，所述沉淀模块通过所述支腿与所述生化池固定连接。
[0017] 优选的，所述沉淀模块采用不锈钢材质或塑料材质制作。
[0018] 与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：
[0019] 1、本发明提供的嵌入式曝气沉淀一体化自凝聚活性污泥生化反应器，好氧池和二沉池合并设置，在生化池内置沉淀模块，实现活性污泥好氧生化反应和污泥沉淀分离功能于一体，节省占地面积。
[0020] 2、利用沉淀模块筛分出好氧致密污泥，将好氧致密污泥截留，回流至上级处理单元，将结构密实、沉降性能优良、污染物处理效果明显的特殊的微生物聚集体保留在系统中。
[0021] 3、利用污泥旋流分离器二次筛分絮体污泥，将次致密好氧污泥，再次筛选出来，回到生化池，通过沉淀模块和污泥旋流分离器两级筛分，提高了筛分效率。
附图说明
[0022] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
[0023] 图1为本发明嵌入式曝气沉淀一体化自凝聚活性污泥生化反应器的结构示意图；
[0024] 图2为本发明沉淀模块上层平面图；
[0025] 图3为本发明沉淀模块中层平面图；
[0026] 图4为本发明沉淀模块下层平面图；
[0027] 图5为本发明沉淀模块沿1‑1方向的剖面图；
[0028] 图6为本发明沉淀模块沿2‑2方向的剖面图；
[0029] 图7为本发明沉淀模块沿3‑3方向的剖面图；
[0030] 图8为本发明出水堰的结构示意图；
[0031] 其中：1、生化池；2、污泥旋流分离器；3、沉淀模块；4、曝气器；5、支腿；6、V型沉泥斗；7、混合液进水孔；8、挡板；9、排水槽；10、出水管；11、集水渠；12、致密污泥回流管道；13、空气投加管；14、絮体污泥混合液提升管；15、污泥泵；16、排放电动阀；17、回流电动阀；18、絮体污泥筛分电动阀；19、排泥喇叭口；20、溢流口。
具体实施方式
[0032] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0033] 本发明提供一种嵌入式曝气沉淀一体化自凝聚活性污泥生化反应器，包括：
[0034] 生化池1，生化池1的入水端连接于上级处理单元，生化池1的出水端连接于下级处理单元；
[0035] 沉淀模块3，沉淀模块3固定安装在生化池1内，沉淀模块3内设置有进水区、泥水分离区、絮体污泥区、致密污泥区以及集水区；沉淀模块3用于对生化池1内的混合液进行泥水分离，并对分离出的污泥进行致密污泥与絮体污泥的筛选；
[0036] 曝气器4，曝气器4固定安装在生化池1的底部，曝气器4用于为生化池1内的活性污泥供氧。
[0037] 进一步的，沉淀模块3包括壳体，壳体上下两端均设置有开口，壳体顶端高于生化池1的水位，以避免生化池1内的污水上翻进入沉淀模块3内，影响沉淀模块3的沉淀效果；壳体的底端开口处固定连接有若干个V型沉泥斗6；壳体底部相对的两侧壁上均开设有若干个混合液进水孔7，壳体内侧顶部设置有排水槽9，排水槽9的底端固定连通有出水管10，生化池1的上部内壁上固定安装有集水渠11，排水槽9通过出水管10与集水渠11连通；壳体的底部侧壁上固定连通有絮体污泥混合液提升管14，V型沉泥斗6的底部固定连通有致密污泥回流管道12，致密污泥回流管道12与上级处理单元连通。
[0038] 混合液通过混合液进水孔7进入沉淀模块3，V型污泥斗下部区域为致密污泥区，V型污泥斗上部区域为絮体污泥区，污泥密度略大于水，致密污泥沉淀后进入致密污泥区，V型沉泥斗6中的致密污泥，通过致密污泥回流管道12回到上级处理单元如厌氧池或缺氧池等，维持整个生化系统的污泥浓度，让优质的致密污泥保持在整个生化系统内；絮体污泥沉淀后进入絮体污泥区，澄清的水通过排水槽9流出。
[0039] 进一步的，壳体内部设置于穿孔管，穿孔管的中部与絮体污泥混合液提升管14固定连通，絮体污泥混合液提升管14的末端固定连通有污泥泵15。利用穿孔管可以相对均匀地从絮体污泥区抽取絮体污泥。
[0040] 进一步的，致密污泥回流管道12上固定连通有空气投加管13，通过空气投加管13加入空气后，利用气水混合液的密度低于水，即气提的方法，使得致密污泥混合液向上流动回到上级处理单元。
[0041] 进一步的，壳体的外壁上固定连接有挡板8，挡板8与若干个混合液进水孔7对应设置。挡板8可以挡住混合液中的气泡进入沉淀模块3。且混合液中的小气泡在挡板8和混合液进水孔7组成的进水区进一步分离上浮，从而避免气泡进入沉淀模块3内部，影响污泥沉淀。
[0042] 进一步的，排水槽9上可拆卸安装有堰板，堰板高度可调，堰板为锯齿状三角堰或矩形堰。小的絮状污泥随着混合液继续向上流动，流至泥水分离区，在堰板的作用下，澄清的出水向上流动，从堰板上缘翻入排水槽9，小的污泥絮体在此沉淀，小的污泥絮体也会碰撞聚集变成稍大的污泥絮体，沉降至V型污泥斗上部的絮体污泥区，实现泥水分离。
[0043] 进一步的，还包括污泥旋流分离器2，污泥旋流分离器2固定安装在生化池1的顶部，污泥旋流分离器2的底端固定连通有排泥喇叭口19，污泥旋流分离器2通过排泥喇叭口19与生化池1连通，污泥旋流分离器2的顶部连通有溢流口20；污泥泵15的出口端通过四通分别安装有开关排放电动阀16、回流电动阀17、絮体污泥筛分电动阀18，回流电动阀17的出口端与上级处理单元连通，絮体污泥筛分电动阀18的出口端与污泥旋流分离器2连通。
[0044] 絮体污泥经污泥泵15提升后，运行过程中，第一种情况打开排放电动阀16，选择将絮体污泥直接作为剩余污泥排放；第二种情况打开回流电动阀17，将絮体污泥回流至上级处理单元；第三种情况打开絮体污泥筛分电动阀18，絮体污泥进入二级筛分单元，即污泥旋流分离器2，絮体污泥混合液在污泥旋流分离器2内沿筒壁切线进入，发生外旋流，密度相对大的一些致密污泥被甩向四周，最终致密污泥经污泥旋流分离器2底部的排泥喇叭口19排出，并通过管道回到生化池1，使相对优质的致密污泥得以截留；松散的污泥絮体，随水流在污泥旋流分离器2中心处发生上升旋流，最终絮体污泥随污泥旋流分离器2上部的溢流口20排走，作为剩余污泥排放。
[0045] 通过开关排放电动阀16、回流电动阀17或絮体污泥筛分电动阀18，使得沉淀模块3一级筛分出的絮体污泥，可以根据絮体污泥的状态、生化系统的运行参数及状态，如污泥浓度、致密污泥的培养情况等，合理决定是直接排放、回流还是进行絮体污泥二级筛分，使得运行方式更加多样化。
[0046] 进一步的，生化池1内固定安装有支腿5，沉淀模块3通过支腿5与生化池1固定连接。
[0047] 进一步的，沉淀模块3采用不锈钢材质或塑料材质制作。
[0048] 本发明提供的嵌入式曝气沉淀一体化自凝聚活性污泥生化反应器，可用于各种规模污水处理的生化单元和沉淀分离单元，筛选优质高效的致密污泥，提高处理效率，在大型污水处理厂，可并联设置多个沉淀模块3，各沉淀模块3出水汇集到集水渠11，各沉淀模块3分离出的致密污泥经气提汇集至污泥渠，回流至前序处理单元。
[0049] 以上，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
