公布日：2023.09.29

申請日：2023.07.17

分類號：C02F3/30(2023.01)I;C02F1/48(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)I

摘要

本發明涉及污水處理技術領域，具體為一種筒式活性污泥生化系統，包括筒式生化單元、進料單元和控制執行單元。通過筒式生化單元的設計，相比于現有設計，能夠以預制件形式生產、建設、使用，精簡了時間成本，通過磁球體與網眼球殼在厭氧反應盤管內盤桓移動，能夠實現對于金屬離子的脫除效果，豐富了處理手段；通過第二通道外殼與通道芯體即可在生化筒旋轉時，利用污水的重力自行從缺氧反應室流動至好氧反應室內部，從而降低了能耗，進一步，同理，在生化筒旋轉至合適的角度時，通過第一通道外殼與通道濾網，即可使得好氧反應室內部反應完畢的部分溶液回流至缺氧反應室內，以使得缺氧反應室內具備最基本的溶解氧，結構簡單使用便捷。

權利要求書

1.一種筒式活性污泥生化系統，包括筒式生化單元（1）、進料單元（2）和控制執行單元（3），其特征在于：所述筒式生化單元（1）包括厭氧生化單元（11）和缺氧好氧生化單元（12），所述缺氧好氧生化單元（12）包括生化筒（1201），所述厭氧生化單元（11）包括設置在生化筒（1201）外部的厭氧反應盤管（1101），所述厭氧反應盤管（1101）以S形彎繞形態盤繞在生化筒（1201）的外部中間，所述厭氧反應盤管（1101）的一端安裝有第一球閥（1102），所述第一球閥（1102）的一端安裝有對接管（1103），所述第一球閥（1102）的側面位于其閥芯處連通并安裝有第一支管（1104），所述第一球閥（1102）的另一端安裝有第二球閥（1105），所述第二球閥（1105）的一端安裝有彎管（1106），所述彎管（1106）的一端自生化筒（1201）的頂部與生化筒（1201）的內部連通，所述第二球閥（1105）的側面位于其閥芯處連通并安裝有第二支管（1107）；所述筒式生化單元（1）還包括一對第一承托輪架（1108）和一對第二承托輪架（1110），所述第一承托輪架（1108）分別設置在生化筒（1201）一端底部的兩側且所述第一承托輪架（1108）的輪面對應配合在生化筒（1201）的外部，所述第二承托輪架（1110）分別設置在生化筒（1201）另一端底部的兩側且所述第二承托輪架（1110）的輪面對應配合在生化筒（1201）的外部，所述第二承托輪架（1110）的底部中間均安裝有第一液壓缸（1111），所述第二承托輪架（1110）的下方兩側均滑動連接有支架（1109）；所述筒式生化單元（1）還包括設置在生化筒（1201）下方的直線軌道（1112），所述直線軌道（1112）的外部滑動連接有移動基座（1114），所述直線軌道（1112）的中間轉動連接有螺桿（1113），所述螺桿（1113）的外部螺紋連接在移動基座（1114）的中部，所述移動基座（1114）的頂部滑動連接有第一滑塊（1115），所述移動基座（1114）的頂部兩側均安裝有導向桿（1116），所述導向桿（1116）的外部對應滑動連接在第一滑塊（1115）的內部兩側，所述導向桿（1116）的外部一端均套有彈簧，所述第一滑塊（1115）的頂部均安裝有磁體（1117），所述直線軌道（1112）的一側安裝有偏移桿（1118）且所述偏移桿（1118）相對于彈簧處于第一滑塊（1115）的另一側；所述筒式生化單元（1）還包括設置于厭氧反應盤管（1101）內部的磁球體（1119），所述磁球體（1119）的外部兩側均安裝有網眼球殼（1120），所述網眼球殼（1120）之間能夠合攏成球殼狀，所述磁球體（1119）與磁體（1117）之間的磁極相異；所述缺氧好氧生化單元（12）還包括安裝在生化筒（1201）內部中間的Z字隔板（1202），所述生化筒（1201）被Z字隔板（1202）分割成上下兩個內腔室，其中，上側內腔室被設置為缺氧反應室，下側內腔室被設置為好氧反應室，所述Z字隔板（1202）面向好氧反應室的一側設置有多個曝氣孔（1203），所述Z字隔板（1202）的內部中間設置有與曝氣孔（1203）相連通的空腔，所述Z字隔板（1202）的較低處一側安裝有第一通道外殼（1204），所述第一通道外殼（1204）的內部轉動連接有通道濾網（1205），所述Z字隔板（1202）的較高處一側安裝有第二通道外殼（1206），所述第二通道外殼（1206）的內部轉動連接有通道芯體（1207）；所述缺氧好氧生化單元（12）還包括安裝在直線軌道（1112）底部的工作臺（1208），所述第一承托輪架（1108）的底部對應安裝在工作臺（1208）的頂部一側，所述支架（1109）的底部對應安裝在工作臺（1208）的頂部另一側，所述第一液壓缸（1111）的底部對應安裝在工作臺（1208）的頂部并位于相鄰所述支架（1109）之間；所述缺氧好氧生化單元（12）還包括安裝在缺氧好氧生化單元（12）頂部一側的懸臂（1209），所述懸臂（1209）的底部一側滑動連接有第二滑塊（1210），所述第二滑塊（1210）的一側安裝有第二液壓缸（1212），所述第二液壓缸（1212）的一端安裝在懸臂（1209）的內部上方，所述第二滑塊（1210）的底部安裝有對接頭（1211），所述對接頭（1211）的一端與所述對接管（1103）的端口內部相適配，所述對接頭（1211）的另一端安裝有波紋伸縮管（1213），所述波紋伸縮管（1213）的一端貫穿懸臂（1209）的中部并安裝有三通管（1214），所述三通管（1214）安裝在工作臺（1208）的一側上方。

2.根據權利要求1所述的一種筒式活性污泥生化系統，其特征在于：所述控制執行單元（3）包括減速電機（301），所述減速電機（301）安裝在工作臺（1208）的頂部一側，所述減速電機（301）的輸出端與一側所述第一承托輪架（1108）的輪軸連接。

3.根據權利要求2所述的一種筒式活性污泥生化系統，其特征在于：所述控制執行單元（3）還包括第一電機（302），所述第一電機（302）安裝在工作臺（1208）的頂部一側中間，所述第一電機（302）的輸出端與螺桿（1113）的一端連接。

4.根據權利要求3所述的一種筒式活性污泥生化系統，其特征在于：所述控制執行單元（3）還包括第二電機（304）和第三電機（305），所述第二電機（304）的輸出端與通道芯體（1207）的一端中間連接，所述第三電機（305）的輸出端與通道濾網（1205）的一端中間連接。

5.根據權利要求4所述的一種筒式活性污泥生化系統，其特征在于：所述控制執行單元（3）還包括旋轉角度傳感器（303）、氣泵（306）和排料閥（307），所述旋轉角度傳感器（303）安裝在生化筒（1201）的一端中間，所述氣泵（306）安裝在生化筒（1201）的另一端中間，所述氣泵（306）的出口與Z字隔板（1202）的空腔相連通，所述排料閥（307）安裝在生化筒（1201）的另一端底部并與好氧反應室相連通。

6.根據權利要求5所述的一種筒式活性污泥生化系統，其特征在于：所述控制執行單元（3）還包括第一通氣閥（308）和第二通氣閥（309），所述第一通氣閥（308）安裝在生化筒（1201）一端側面的中間并與好氧反應室相連通，所述第二通氣閥（309）安裝在生化筒（1201）一端頂部的中間。

7.根據權利要求6所述的一種筒式活性污泥生化系統，其特征在于：所述控制執行單元（3）還包括液壓站（311），所述液壓站（311）安裝在工作臺（1208）的一側內部，所述液壓站（311）分別與第一液壓缸（1111）和第二液壓缸（1212）相連。

8.根據權利要求1所述的一種筒式活性污泥生化系統，其特征在于：所述控制執行單元（3）包括污泥回流泵（312）、污泥提取泵（313）、第一污水提取泵（314）和第二污水提取泵（315），所述進料單元（2）包括污水過濾單元（21），污水混合單元（22）和活性污泥回流單元（23），所述污水過濾單元（21）包括過濾筒（2101），所述污水混合單元（22）包括混合筒（2201），所述過濾筒（2101）與混合筒（2201）之間通過第二污水提取泵（315）相連，所述混合筒（2201）與三通管（1214）的一側管口之間通過第一污水提取泵（314）相連，所述活性污泥回流單元（23）包括活性污泥存儲養護筒（2301）和二沉池（2302），所述活性污泥存儲養護筒（2301）與三通管（1214）的另一側管口之間通過污泥提取泵（313）相連，所述活性污泥存儲養護筒（2301）與二沉池（2302）之間通過污泥回流泵（312）相連，所述二沉池（2302）與排料閥（307）之間相連。

9.根據權利要求8所述的一種筒式活性污泥生化系統，其特征在于：所述控制執行單元（3）還包括安裝在工作臺（1208）側面的控制面板（310），所述控制面板（310）與第一球閥（1102）、第二球閥（1105）、減速電機（301）、第一電機（302）、旋轉角度傳感器（303）、第二電機（304）、第三電機（305）、氣泵（306）、排料閥（307）、第一通氣閥（308）、第二通氣閥（309）、液壓站（311）、污泥回流泵（312）、污泥提取泵（313）、第一污水提取泵（314）和第二污水提取泵（315）電連接。

10.根據權利要求1-9任一項所述的一種筒式活性污泥生化系統的使用方法，其特征在于：包括以下步驟：步驟一、通過控制面板（310）控制第二液壓缸（1212）伸長，將對接頭（1211）頂入對接管（1103）內，控制第二球閥（1105）的閥芯旋轉，使得厭氧反應盤管（1101）的內部通過第二支管（1107）與外界連通，進而污水經過濾筒（2101）及混合筒（2201）處理后被第一污水提取泵（314）通過三通管（1214）向厭氧反應盤管（1101）中注入，同時活性污泥存儲養護筒（2301）中的活性污泥經污泥提取泵（313）提取，自三通管（1214）向厭氧反應盤管（1101）中注入，且在三通管（1214）中被污水流沖散以與污水混合，充滿厭氧反應盤管（1101）后，關閉第一球閥（1102），并收回對接頭（1211）；步驟二、通過控制面板（310）控制減速電機（301）工作，進而通過第一承托輪架（1108）驅使生化筒（1201）旋轉，直至厭氧反應盤管（1101）內部的磁球體（1119）與磁體（1117）磁力耦合，進而控制第一電機（302）工作，使得磁體（1117）橫向移動，在移動時帶動網眼球殼（1120）在厭氧反應盤管（1101）的內部移動，當移動至厭氧反應盤管（1101）的彎曲處時，在偏移桿（1118）的限制下，磁體（1117）將會縱向移動，從而便于在厭氧反應盤管（1101）內部的彎曲處移動，如此通過旋轉生化筒（1201）并同步驅使磁體（1117）移動，使得網眼球殼（1120）在厭氧反應盤管（1101）的內部攪動污水與活性污泥的混合物，從而實現混合均勻的目的；步驟三、待厭氧反應盤管（1101）內部的厭氧生化反應結束后，控制第二球閥（1105）使得厭氧反應盤管（1101）與缺氧反應室連通，再次通過控制面板（310）控制第二液壓缸（1212）伸長，將對接頭（1211）頂入對接管（1103）內，進而新一批次待處理的污水被第一污水提取泵（314）通過三通管（1214）向厭氧反應盤管（1101）中注入，同時活性污泥存儲養護筒（2301）中的活性污泥經污泥提取泵（313）提取向厭氧反應盤管（1101）中注入，注入的同時將同步將厭氧反應盤管（1101）內部的反應完畢的混合液擠壓至缺氧反應室內，待新一批次的污水充滿厭氧反應盤管（1101）后，先后關閉第二球閥（1105）、第一球閥（1102），并收回對接頭（1211）；步驟四、流入缺氧反應室的污水將會自行進行缺氧生化反應；步驟五、在缺氧生化反應結束后，通過打開通道芯體（1207）并傾斜生化筒（1201），使得缺氧生化反應結束后的污水自行流入好氧反應室內，而后關閉通道芯體（1207），通過氣泵（306）及曝氣孔（1203）向污水中注入氧氣，以提高溶解氧含量，進而進行好氧生化反應；步驟六、好氧生化反應結束后，打開通道濾網（1205），部分好氧生化反應結束后的溶液將回流至缺氧反應室內，以為下一批次的污水缺氧反應提供必備的溶解氧，而后關閉通道濾網（1205），將好氧反應室內的混合液通過排料閥（307）排入二沉池（2302）中，沉淀后排出上清液也即活性污泥生化處理完畢的水資源，通過污泥回流泵（312）向活性污泥存儲養護筒（2301）中回收部分活性污泥；步驟七、重復上述步驟內容，進行新一批次的污水活性污泥生化處理。

發明內容

為了解決現有AAO污水處理系統中，工程建設時間長，曝氣裝置長久使用易導致堵塞，以及處理手段較為單一，不能很好的提升AAO污水處理技術的效率的問題，本發明提供一種筒式活性污泥生化系統及使用方法，以解決上述的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種筒式活性污泥生化系統，包括筒式生化單元、進料單元和控制執行單元，所述筒式生化單元包括厭氧生化單元和缺氧好氧生化單元，所述缺氧好氧生化單元包括生化筒，所述厭氧生化單元包括設置在生化筒外部的厭氧反應盤管，所述厭氧反應盤管以S形彎繞形態盤繞在生化筒的外部中間，所述厭氧反應盤管的一端安裝有第一球閥，所述第一球閥的一端安裝有對接管，所述第一球閥的側面位于其閥芯處連通并安裝有第一支管，所述第一球閥的另一端安裝有第二球閥，所述第二球閥的一端安裝有彎管，所述彎管的一端自生化筒的頂部與生化筒的內部連通，所述第二球閥的側面位于其閥芯處連通并安裝有第二支管；

所述筒式生化單元還包括一對第一承托輪架和一對第二承托輪架，所述第一承托輪架分別設置在生化筒一端底部的兩側且所述第一承托輪架的輪面對應配合在生化筒的外部，所述第二承托輪架分別設置在生化筒另一端底部的兩側且所述第二承托輪架的輪面對應配合在生化筒的外部，所述第二承托輪架的底部中間均安裝有第一液壓缸，所述第二承托輪架的下方兩側均滑動連接有支架；

所述筒式生化單元還包括設置在生化筒下方的直線軌道，所述直線軌道的外部滑動連接有移動基座，所述直線軌道的中間轉動連接有螺桿，所述螺桿的外部螺紋連接在移動基座的中部，所述移動基座的頂部滑動連接有第一滑塊，所述移動基座的頂部兩側均安裝有導向桿，所述導向桿的外部對應滑動連接在第一滑塊的內部兩側，所述導向桿的外部一端均套有彈簧，所述第一滑塊的頂部均安裝有磁體，所述直線軌道的一側安裝有偏移桿且所述偏移桿相對于彈簧處于第一滑塊的另一側；

所述筒式生化單元還包括設置于厭氧反應盤管內部的磁球體，所述磁球體的外部兩側均安裝有網眼球殼，所述網眼球殼之間能夠合攏成球殼狀，所述磁球體與磁體之間的磁極相異；

所述缺氧好氧生化單元還包括安裝在生化筒內部中間的Z字隔板，所述生化筒被Z字隔板分割成上下兩個內腔室，其中，上側內腔室被設置為缺氧反應室，下側內腔室被設置為好氧反應室，所述Z字隔板面向好氧反應室的一側設置有多個曝氣孔，所述Z字隔板的內部中間設置有與曝氣孔相連通的空腔，所述Z字隔板的較低處一側安裝有第一通道外殼，所述第一通道外殼的內部轉動連接有通道濾網，所述Z字隔板的較高處一側安裝有第二通道外殼，所述第二通道外殼的內部轉動連接有通道芯體；

所述缺氧好氧生化單元還包括安裝在直線軌道底部的工作臺，所述第一承托輪架的底部對應安裝在工作臺的頂部一側，所述支架的底部對應安裝在工作臺的頂部另一側，所述第一液壓缸的底部對應安裝在工作臺的頂部并位于相鄰所述支架之間；

所述缺氧好氧生化單元還包括安裝在缺氧好氧生化單元頂部一側的懸臂，所述懸臂的底部一側滑動連接有第二滑塊，所述第二滑塊的一側安裝有第二液壓缸，所述第二液壓缸的一端安裝在懸臂的內部上方，所述第二滑塊的底部安裝有對接頭，所述對接頭的一端與所述對接管的端口內部相適配，所述對接頭的另一端安裝有波紋伸縮管，所述波紋伸縮管的一端貫穿懸臂的中部并安裝有三通管，所述三通管安裝在工作臺的一側上方。

作為本發明優選的方案，所述控制執行單元包括減速電機，所述減速電機安裝在工作臺的頂部一側，所述減速電機的輸出端與一側所述第一承托輪架的輪軸連接。

作為本發明優選的方案，所述控制執行單元還包括第一電機，所述第一電機安裝在工作臺的頂部一側中間，所述第一電機的輸出端與螺桿的一端連接。

作為本發明優選的方案，所述控制執行單元還包括第二電機和第三電機，所述第二電機的輸出端與通道芯體的一端中間連接，所述第三電機的輸出端與通道濾網的一端中間連接。

作為本發明優選的方案，所述控制執行單元還包括旋轉角度傳感器、氣泵和排料閥，所述旋轉角度傳感器安裝在生化筒的一端中間，所述氣泵安裝在生化筒的另一端中間，所述氣泵的出口與Z字隔板的空腔相連通，所述排料閥安裝在生化筒的另一端底部并與好氧反應室相連通。

作為本發明優選的方案，所述控制執行單元還包括第一通氣閥和第二通氣閥，所述第一通氣閥安裝在生化筒一端側面的中間并與好氧反應室相連通，所述第二通氣閥安裝在生化筒一端頂部的中間。

作為本發明優選的方案，所述控制執行單元還包括液壓站，所述液壓站安裝在工作臺的一側內部，所述液壓站分別與第一液壓缸和第二液壓缸相連。

作為本發明優選的方案，所述控制執行單元包括污泥回流泵、污泥提取泵、第一污水提取泵和第二污水提取泵，所述進料單元包括污水過濾單元，污水混合單元和活性污泥回流單元，所述污水過濾單元包括過濾筒，所述污水混合單元包括混合筒，所述過濾筒與混合筒之間通過第二污水提取泵相連，所述混合筒與三通管的一側管口之間通過第一污水提取泵相連，所述活性污泥回流單元包括活性污泥存儲養護筒和二沉池，所述活性污泥存儲養護筒與三通管的另一側管口之間通過污泥提取泵相連，所述活性污泥存儲養護筒與二沉池之間通過污泥回流泵相連，所述二沉池與排料閥之間相連。

作為本發明優選的方案，所述控制執行單元還包括安裝在工作臺側面的控制面板，所述控制面板與第一球閥、第二球閥、減速電機、第一電機、旋轉角度傳感器、第二電機、第三電機、氣泵、排料閥、第一通氣閥、第二通氣閥、液壓站、污泥回流泵、污泥提取泵、第一污水提取泵和第二污水提取泵電連接。

作為本發明優選的方案，一種筒式活性污泥生化系統的使用方法，包括以下步驟：

步驟一、通過控制面板控制第二液壓缸伸長，將對接頭頂入對接管內，控制第二球閥的閥芯旋轉，使得厭氧反應盤管的內部通過第二支管與外界連通，進而污水經過濾筒及混合筒處理后被第一污水提取泵通過三通管向厭氧反應盤管中注入，同時活性污泥存儲養護筒中的活性污泥經污泥提取泵提取，自三通管向厭氧反應盤管中注入，且在三通管中被污水流沖散以與污水混合，充滿厭氧反應盤管后，關閉第一球閥，并收回對接頭；

步驟二、通過控制面板控制減速電機工作，進而通過第一承托輪架驅使生化筒旋轉，直至厭氧反應盤管內部的磁球體與磁體磁力耦合，進而控制第一電機工作，使得磁體橫向移動，在移動時即可帶動網眼球殼在厭氧反應盤管的內部移動，當移動至厭氧反應盤管的彎曲處時，在偏移桿的限制下，磁體將會縱向移動，從而便于在厭氧反應盤管內部的彎曲處移動，如此通過旋轉生化筒并同步驅使磁體移動，即可使得網眼球殼在厭氧反應盤管的內部攪動污水與活性污泥的混合物，從而實現混合均勻的目的；

步驟三、待厭氧反應盤管內部的厭氧生化反應結束后，控制第二球閥使得厭氧反應盤管與缺氧反應室連通，再次通過控制面板控制第二液壓缸伸長，將對接頭頂入對接管內，進而新一批次待處理的污水被第一污水提取泵通過三通管向厭氧反應盤管中注入，同時活性污泥存儲養護筒中的活性污泥經污泥提取泵提取向厭氧反應盤管中注入，注入的同時將同步將厭氧反應盤管內部的反應完畢的混合液擠壓至缺氧反應室內，待新一批次的污水充滿厭氧反應盤管后，先后關閉第二球閥、第一球閥，并收回對接頭；

步驟四、流入缺氧反應室的污水將會自行進行缺氧生化反應；

步驟五、在缺氧生化反應結束后，通過打開通道芯體并傾斜生化筒，即可使得缺氧生化反應結束后的污水自行流入好氧反應室內，而后關閉通道芯體，通過氣泵及曝氣孔向污水中注入氧氣，以提高溶解氧含量，進而進行好氧生化反應；

步驟六、好氧生化反應結束后，打開通道濾網，部分好氧生化反應結束后的溶液將回流至缺氧反應室內，以為下一批次的污水缺氧反應提供必備的溶解氧，而后關閉通道濾網，將好氧反應室內的混合液通過排料閥排入二沉池中，沉淀后排出上清液也即活性污泥生化處理完畢的水資源，通過污泥回流泵向活性污泥存儲養護筒中回收部分活性污泥；

步驟七、重復上述步驟內容，即可進行新一批次的污水活性污泥生化處理。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

1、本發明通過將厭氧生化單元設置在筒式缺氧好氧生化單元的外部，精簡了活性污泥生化系統所占用的場地面積，相比于現有生化池設計，需要先挖池體，再修筑池壁，再安裝處理設備的建設工序，本發明結構能夠以預制件形式生產、建設、使用，精簡了建設時間成本，且占地面積小，空間利用率高。

2、本發明通過是否向進料單元預先添加磁粉，進而即可通過磁球體與網眼球殼在厭氧反應盤管內盤桓移動，從而結合活性污泥的吸附凝聚作用，即可實現對于污水中金屬離子的脫除效果，豐富了本活性污泥生化系統處理污水的作用手段，適用性更好，且該手段與本發明結構的有機結合，進一步提升了后續AAO污水處理技術的效率。

3、本發明通過第二通道外殼與通道芯體即可在生化筒旋轉時，利用污水的重力自行從缺氧反應室流動至好氧反應室內部，從而降低了能耗，進一步，同理，在生化筒旋轉至合適的角度時，通過第一通道外殼與通道濾網，即可使得好氧反應室內部反應完畢的部分溶液回流至缺氧反應室內，以使得缺氧反應室內具備最基本的溶解氧，結構簡單使用便捷。

4、本發明通過Z字隔板設計，一方面使得生化筒的內部被分割成了缺氧反應室、好氧反應室，同時Z字形設計，也使得二者之間的溶液流動與回流更加便捷，另一方面，將曝氣裝置轉化、集成在Z字隔板的底部，既能夠精簡結構，提高曝氣效率，也能夠避免現有曝氣頭長時間處于污水底部，從而導致堵塞的情況，確保了使用的穩定性。

（發明人：陳振華;殷佳銘）