脱气池，包括脱气池的活性污泥污水处理系统及处理方法与流程

本发明涉及一种脱气池，包括脱气池的活性污泥污水处理系统以及污水处理方法。

背景技术：

污水中含有大量的含碳、氮、磷的有机和无机污染物，这些污染物排放到环境中会引起水体的富营养化，对水体的生态环境造成极大破坏。在当前的污水处理领域中，生物处理技术是去除废水中可生物降解有机物和氮的常用技术，在城市生活污水处理中已被广泛采用。作为一种生物处理技术，活性污泥污水处理工艺是污水处理领域中应用最广泛的技术之一。活性污泥污水处理工艺是以活性污泥为主体的污水生物处理技术。向污水注入空气进行曝气，水中的细菌等微生物利用曝气鼓入的氧气来分解污水中的有机污染物。这样，在持续一段时间后，在污水中形成一种呈黄褐色的絮凝体。这种絮凝体主要是由大量繁殖的微生物群体所构成，它易于沉淀与水分离，并使污水得到净化、澄清。这种絮凝体就是被称为“活性污泥”的生物污泥。

在现有技术中，应用活性污泥污水处理工艺的污水处理系统通常包括活性污泥池和沉淀池。为了使水变得澄清，也为了存留活性污泥絮凝体，活性污泥池下游设置有沉淀池。活性污泥絮凝体在沉淀池沉淀下来，并通过泵回流到活性污泥池，澄清后的水则流出污水处理系统。在设计上述系统时，为了减少占地面积，以及提高活性污泥池曝气氧传递率，从而降低耗电量，通常会将活性污泥池的水深设计为7～8m。充氧用的空气自池底鼓出，在这种高水深下(同时意味着高压力)，空气更易溶于水中，因而达到较高的空气溶解率。然而，高水深也会带来很多问题，如下面所述。溶解的气体中，只有氧气是污水处理所必需的，会在污水处理系统运行中被消耗掉，绝大多数其他的溶解气体(比如氮气)并不会被消耗。当后续工序水深变浅(即压力降低)，大量溶解的氮气在后续的管道、构筑物中从溶解态变回气态，以气泡的形式存在。这些气泡可能堵塞管道，还可能让原本应下沉的活性污泥难以沉降，因而影响了后续的沉淀工艺。同时，由于曝气，活性污泥絮凝体上会粘附小气泡，因而很难沉淀。

因此，在实践中，通常会在活性污泥池与沉淀池之间设置脱气池，如图1所示。通过脱气池中的搅拌，可以令溶解于水中的气体和粘附在絮凝体上的气泡释放出来，而不会等到后续管道或构筑物中再释放出来。这样可以保证后续工艺的正常运行。

现有的污水处理系统仅采用一个脱气池，并且这些系统中的大多数采用机械搅拌，少数采用与活性污泥池一样的曝气头进行空气搅拌。然而，这些系统存在一些问题。仅具有一个脱气池的系统设计简单，脱气效果不佳。此外，现有系统没有考虑对脱气池的几何尺寸进行定量规范。例如，脱气池中的水深通常与活性污泥池的水深一致，导致溶解气体不能被有效释放；脱气池的池容没有设计标准，有时过大，有时过小，造成脱气效果差；脱气池的长宽深设计不合理，导致搅拌脱气效果不佳。进一步，现有系统中的搅拌方式不恰当。例如，在使用机械搅拌的系统中，搅拌器的叶轮周边的线速度很大，会将活性污泥絮凝体打碎，细小的絮凝体在二沉池中沉降性能差，容易被水流带出，影响出水水质。在使用曝气头进行空气搅拌的系统中，为达到足够的搅拌能量，需要大量鼓入空气，而这些大量鼓入的气泡又引入额外的溶解气体，并粘附在活性污泥絮凝体上，导致絮凝体难以在后续的二沉池中沉淀下来，继而造成二沉池出水含有大量絮凝体，水质变差。另外，如果采用和活性污泥池一样的曝气装置，氧的传递效率高，但是搅拌、脱气效果不好。更进一步，现有系统中没有采用任何浮渣消除措施，因而在活性污泥法过程中产生的浮渣会聚集在水面，影响脱气效果。

因此，需要一种可以解决上述问题的污水处理系统和方法。

技术实现要素：

因此，本发明之目的是提供一种脱气池，包括脱气池的活性污泥污水处理系统以及污水处理方法，其具有较高的脱气效率、稳定且灵活的脱气效果，且设计简单、成本较低。

本发明涉及一种脱气池，用于使溶解于污水中的气体和粘附在污水中絮凝体上的气泡释放出来。在脱气池内，沿污水的流动方向依次设置：跌水区，设置为其下游的液位低于上游的污水处理池的液位，从而使污水在跌水区从上游的污水处理池跌落；第一搅拌区，设置为对污水进行第一次搅拌，所述第一次搅拌包括来自于跌水区的污水导致的跌水搅拌和第一空气搅拌；气泡上浮区，设置为引导污水向上流动；以及第二搅拌区，设置为对污水进行比第一次搅拌强度弱且仅包括第二空气搅拌的第二次搅拌，并使处理的污水流出脱气池。

在一个实施方式中，脱气池内设置有用于形成跌水区的跌水堰，来自上游的污水处理池的污水在重力的作用下从跌水堰跌落进入第一搅拌区。

在一个实施方式中，第一空气搅拌的搅拌气量为8～10nm3/m2/h。

在一个实施方式中，第二空气搅拌的搅拌气量为6～8nm3/m2/h。

在一个实施方式中，脱气池紧邻上游的污水处理池设置，并且包括用于分隔上游的污水处理池与第一搅拌区的第一隔墙，跌水堰设置于第一隔墙的顶部。

在一个实施方式中，脱气池还包括用于分隔第一搅拌区与气泡上浮区的第二隔墙，所述第二隔墙的底部设置有第一开口，所述第一开口使第一搅拌区与气泡上浮区连通。

在一个实施方式中，脱气池还包括用于分隔气泡上浮区与第二搅拌区的第三隔墙，所述第三隔墙的顶部设置有第二开口，所述第二开口使气泡上浮区与第二搅拌区连通。

在一个实施方式中，脱气池还包括出水端墙，出水端墙的底部设置有出水口，第二搅拌区内的处理的污水从该出水口流出。

在一个实施方式中，脱气池还包括第一搅拌区内设置的第一空气搅拌装置，所述第一空气搅拌装置将空气释放到污水中以对第一搅拌区内的污水进行第一空气搅拌。

在一个实施方式中，脱气池还包括为第一空气搅拌装置设置的第一阀门，用于调节从第一空气搅拌装置释放的气量。

在一个实施方式中，第一空气搅拌装置是形成直径为3mm以上的气泡的大孔曝气装置或中孔曝气装置。

在一个实施方式中，脱气池还包括第二搅拌区内设置的第二空气搅拌装置，所述第二空气搅拌装置将空气释放到污水中以对第二搅拌区内的污水进行第二空气搅拌。

在一个实施方式中，脱气池还包括为第二空气搅拌装置设置的第二阀门，用于调节从第二空气搅拌装置释放的气量。

在一个实施方式中，第二空气搅拌装置是形成直径为3mm以上的气泡的大孔曝气装置或中孔曝气装置。

在一个实施方式中，第二空气搅拌装置设置为距脱气池池底0.15m至0.3m。

在一个实施方式中，沿着第二搅拌区的长度每隔3m至4m设置一组第二空气搅拌装置，一组第二空气搅拌装置包括一个或多个第二空气搅拌装置。

在一个实施方式中，气泡上浮区是与第一搅拌区分离设置的独立区域，并且通过管道连通。

在一个实施方式中，第一搅拌区与气泡上浮区通过管道连通。

在一个实施方式中，脱气池的水深的范围为3m至4m。

在一个实施方式中，每米跌水堰过水500m3/h。

在一个实施方式中，跌水堰上游的污水处理池中的液位与跌水堰下游的第一搅拌区中的液位之间的液位差为0.3m至1.2m。

在一个实施方式中，污水在第一搅拌区内的停留时间的范围为2至5分钟。

在一个实施方式中，第一搅拌区沿污水的流动方向的长度与脱气池的水深接近。

在一个实施方式中，第三隔墙的顶部与污水水面之间的距离为10至30cm。

在一个实施方式中，气泡上浮区是由混凝土构成的竖直渠道。

在一个实施方式中，气泡上浮区是管道，该管道具有与第一搅拌区连通的入口和与第二搅拌区连通且位于其顶部的出口，出口与污水水面之间的距离为10至30cm。

在一个实施方式中，气泡上浮区内污水的上升流速的范围为0.4至1.2m/s。

在一个实施方式中，第一开口的面积大于等于气泡上浮区的投影面积。

在一个实施方式中，污水在第二搅拌区的停留时间的范围为10至15分钟。

在一个实施方式中，第二搅拌区沿污水的流动方向的长度约为第二搅拌区内水深的整数倍。

在一个实施方式中，第一搅拌区的第一空气搅拌提供的溶氧量和/或第二搅拌区的第二空气搅拌提供的溶氧量为活性污泥处理所需的总溶氧量的一部分。

在一个实施方式中，第一空气搅拌和第二空气搅拌所需的空气由上游的污水处理池的曝气空气总管提供。

在一个实施方式中，第一搅拌区内设置有第一浮渣冲洗装置，其位于第一搅拌区且用于打散由第一空气搅拌所产生的环流带来的浮渣。

在一个实施方式中，第一浮渣冲洗装置位于来自跌水区的跌水水舌接触第一搅拌区内的水面的位置的正上方。

在一个实施方式中，第二搅拌区内设置有第二浮渣冲洗装置，其位于第二搅拌区内的水面上方且用于打散由第二空气搅拌所产生的环流带来的浮渣。

在一个实施方式中，第二浮渣冲洗装置在脱气池的出水端墙的内侧附近。

在一个实施方式中，上游的污水处理池为活性污泥池。

本发明还涉及一种活性污泥污水处理系统，该活性污泥污水处理系统包括如上文所述的脱气池。

本发明还涉及一种使用活性污泥污水处理系统的污水处理方法，该活性污泥污水处理系统包括作为污水处理池的活性污泥池和位于其下游的脱气池，所述方法包括以下步骤：在脱气池的跌水区使来自活性污泥池的污水跌落进入脱气池的第一搅拌区；在第一搅拌区内对污水进行第一次搅拌；在脱气池的气泡上浮区引导污水向上流动；在脱气池的第二搅拌区对污水进行第二次搅拌；以及使第二搅拌区内的污水从脱气池的出水口流出，其中第一次搅拌包括来自于跌水区的污水导致的跌水搅拌和第一空气搅拌，以及其中第二次搅拌比第一次搅拌强度弱且仅包括第二空气搅拌。

在一个实施方式中，所述脱气池为如上文所述的脱气池。

附图说明

从下面结合附图详细描述的本发明的优选实施方式中，本发明的优点和目的可以得到更好地理解。为了在附图中更好地显示各部件的关系，附图并非按比例绘制。附图中：

图1示出了现有技术中的污水处理系统的示意图；以及

图2示出了根据本发明的一个实施例的活性污泥污水处理系统的脱气池的示意图。

具体实施方式

将参照附图详细描述根据本发明的各个实施例。这里，需要注意的是，在附图中，将相同的附图标记赋予基本上具有相同或类似结构和功能的组成部分，并且将省略关于它们的重复描述。如果没有特别说明，本文中的“第一”、“第二”及其变体的描述仅仅是为了区分各部件，并不限制本发明的范围，在不脱离本发明的范围的情况下，“第一部件”可以写为“第二部件”等。术语“依次包括a、b、c等”仅指示所包括的部件a、b、c等的排列顺序，并不排除在a和b之间和/或b和c之间包括其它部件的可能性。

本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。

下面，参照图2，详细描述根据本发明的优选实施方式。

如图2所示，活性污泥污水处理系统包括活性污泥池和脱气池。脱气池用于使溶解于污水中的气体和粘附在活性污泥絮凝体上的气泡释放出来，并且位于活性污泥池的下游。在其他实施方式中，脱气池可用于采用其他方式进行污水处理的系统，该系统包括上游的污水处理池和下游的脱气池。在脱气池内，沿污水的流动方向依次设置有跌水区1、第一搅拌区2、气泡上浮区3和第二搅拌区4。

脱气池包括位于其两端的进水端墙和出水端墙。如图2所示，脱气池紧邻活性污泥池设置，例如，二者共用第一隔墙w1且通过第一隔墙w1分隔开。也就是说，在图2中的脱气池包括作为进水端墙的第一隔墙w1和出水端墙w4。在其他实施例中，脱气池也可与活性污泥池分离地设置。例如，脱气池的进水端墙与活性污泥池的一个端墙分隔开。另外，脱气池还包括分隔第一搅拌区2与气泡上浮区3的第二隔墙w2，分隔气泡上浮区3与第二搅拌区4的第三隔墙w3。第二隔墙w2的底部设置有第一开口5，第一开口5使第一搅拌区2与气泡上浮区3连通。第三隔墙w3的顶部设置有第二开口6，第二开口6使气泡上浮区3与第二搅拌区4连通。例如，第一开口5可以为沿第二隔墙w2的宽度的方向(脱气池的宽度方向)延伸的一个较宽开口，或者为沿第二隔墙w2的宽度的方向分布的多个开口。第二开口6可以类似于第一开口5的方式设置。此外，出水端墙w4的底部设置有出水口7，第二搅拌区4内经过处理的污水从该出水口流出。本发明的四个区域的设置不限于上述方式。例如，上述四个区域可以为彼此分离的独立区域，通过管道相连。

通过设置跌水区1，其下游的液位y2低于活性污泥池的液位y1，从而使污水在跌水区从活性污泥池跌落。如图2所示，第一隔墙w1用于分隔活性污泥池与第一搅拌区2，并且跌水区1位于第一隔墙w1的顶部。为形成跌水区，第一隔墙w1的顶部设置有跌水堰，使得污水在其自身重力的作用下从跌水堰跌落进入第一搅拌区2。本发明的跌水区不限于上述形式。例如，在脱气池与活性污泥池分离的情况下，跌水区可以具有管道、渠道形式。

通过液位差，活性污泥池中的污水在跌落过程中将势能转换为机械能，从而将第一搅拌区2内溶解在污水中的过饱和气体转化为气泡，进而可以从污水将这些气泡释放。另外，上述机械能将粘附在活性污泥絮凝体上的小气泡驱赶下来。也就是说，跌水区跌落的污水导致对下游污水的跌水搅拌。

在第一搅拌区2中对污水进行第一次搅拌，第一次搅拌包括跌水搅拌和第一空气搅拌。第一搅拌区2内设置有第一空气搅拌装置a1，第一空气搅拌装置a1将空气释放到污水中以对第一搅拌区2内的污水进行第一空气搅拌。第一搅拌区2的容积较小，因此第一次搅拌是能量密度较高的搅拌。跌水搅拌为第一次搅拌提供了主要的能量，将溶解气体释出并令粘附在活性污泥絮凝体上的微小气泡脱附，且不会引入额外的溶解气体和粘附气泡。第一空气搅拌装置a1提供的第一空气搅拌作为第一次搅拌的补充，起到补充搅拌能量和防止沉淀的作用。可以根据运行情况调节第一空气搅拌装置a1的气量和搅拌强度。在跌水搅拌和第一空气搅拌协同作用下，污水中溶解的过饱和气体可以析出而重新变为气体，并且附着在活性污泥絮凝体上的微小气泡可以脱附，上述过程产生的微小气泡彼此碰撞、聚集变为更大的气泡，继而浮出水面被去除。第一搅拌区2中采用的这两种搅拌方式比机械搅拌温和，通过合理搭配，能最大程度保持活性污泥絮凝体的完整性，并达到较佳的脱气效果。

在气泡上浮区3中，污水被引导向上流动，污水中的气泡也被赋予向上的动量，从而更易浮出水面而被去除。例如通过第二隔墙w2的底部的第一开口5来引导污水向上流动。

经过第一搅拌区2和气泡上浮区3后，污水中可能还存在气体，并且由于经过第一次搅拌，溶解气体中的大部分被释出变为小气泡，这些小气泡和粘附在絮凝体上的小气泡会慢慢汇聚形成大气泡，因此，在气泡上浮区3下游设置第二搅拌区4以继续进行温和搅拌，从而令这些气泡上浮而被去除，并且不影响活性污泥絮凝体。

在第二搅拌区4，对污水进行比第一次搅拌强度弱且仅包括第二空气搅拌的第二次搅拌，并使处理的污水流出脱气池。第二搅拌区4内设置有第二空气搅拌装置a2。类似于第一空气搅拌装置a1，第二空气搅拌装置a2将空气释放到污水中以对第二搅拌区4内的污水进行第二空气搅拌，使得污水中的气泡浮出水面。因此，第二搅拌区又称为气泡消除区。与机械搅拌相比，第二空气搅拌为温和搅拌，例如为形成直径为3mm以上的气泡的空气搅拌。因此，第二空气搅拌可以让污水中的气泡继续碰撞、聚集成更大的气泡，继而上浮被去除，并且保证了活性污泥絮凝体始终处于悬浮状态，避免沉淀发生。进一步，第二空气搅拌可以尽量减少气体再次溶解于水中以及微小气泡粘附在活性污泥絮凝体上。此外，第二空气搅拌还可以令活性污泥絮凝体彼此碰撞粘附，生长为更大的絮凝体，提高絮凝体的沉降性，从而使絮凝体更容易在后续工艺中沉淀下来。

经过第二搅拌区4内的第二次搅拌的污水经由出水端墙w4的底部的出水口7流出，从而可以避免短流和死区。

通过设置上述四个区域并根据污水处理的不同阶段提供优化的搅拌方式，本发明的脱气池具有更好的脱气效果、更高的脱气效率。

下面，在设计参数方面进一步描述本发明的脱气池的优选实施方式。

与活性污泥池相比，脱气池的深度较浅。脱气池内的水深的范围例如为3m至4m。

跌水堰的长度根据水量大小确定，例如根据每米跌水堰过水500m3/h确定跌水堰的长度。为了获得具有足够强度的跌水搅拌，跌水堰上游的活性污泥池中的液位y1与跌水堰下游的第一搅拌区2中的液位y2之间的液位差为0.3m至1.2m。此外，跌水堰的顶面可以为楔形，即在脱水池的长度方向(图2中水平向右的方向)上高度逐渐降低，以便于制造。

例如，第一空气搅拌装置a1设置于第二隔墙w2的底部的第一开口5的上方。如此，第一空气搅拌产生的气泡不会被水流带入下游的气泡上浮区3。另外，第一空气搅拌产生的气泡所带动的上升水流和位于相对侧的跌水所带动的向下水流能够形成环流(如图2中第一搅拌区2内首尾相接的两个箭头所示)，更利于第一搅拌区2内的均匀搅拌，达到较佳脱气效果。而且，环流会将浮渣推至跌水区的水舌下，从而被水舌打碎，避免了浮渣积聚。根据第一搅拌区的形状、进水位置和出水位置，第一空气搅拌装置a1还可以设置于其他位置。

另外，为了提供温和的搅拌，第一空气搅拌装置a1例如是形成直径为3mm以上的气泡的大孔曝气装置或中孔曝气装置，或是穿孔管，或是具有一根具有孔的管。活性污泥池通常采用鼓风曝气方式来将空气送入污水，鼓风曝气是将增压的空气通过管道送到曝气池池底的空气扩散装置，空气扩散装置使空气以微小气泡形式逸出到混合液中。例如，第一空气搅拌所需的空气可以由活性污泥池的曝气空气总管提供，但本发明并不限于此，在其他实施例中，第一空气搅拌所需的空气可以由独立于曝气空气总管的空气供应装置提供。例如，第一空气搅拌装置a1可以为从活性污泥池中的曝气空气总管引导至第一搅拌区内的管道，因此减少了额外的设备投资(例如曝气风机投资等)，并且因为没有水下机电部件，系统检修量小，减小了后期运维压力。例如，第一搅拌区2的第一空气搅拌a1提供的溶氧量可以为活性污泥处理所需的总溶氧量的一部分，因此不会增加总的曝气量。此外，可以为第一空气搅拌装置a1设置第一阀门(为简化示图，图2中未示出)，用于调节从第一空气搅拌装置a1释放的气量。例如，可以为一个或多个第一空气搅拌装置a1设置公用的第一阀门。第一搅拌区2的第一空气搅拌的搅拌空气用量例如为8～10nm3/m2/h，即每平米池体每小时需要标况下8～10立方米空气。

为避免影响第一搅拌区2内环流形成所需的气量，如图2所示，第一搅拌区2沿污水的流动方向的长度例如与第一搅拌区2内污水的深度接近。

为了获得足够的脱气效果且不影响活性污泥絮凝体，污水在第一搅拌区2内的停留时间的范围例如为2至5分钟。

如图2所示，第一搅拌区2内还设置有第一浮渣冲洗装置b1，其位于在第一搅拌区2内的水面上方且用于打散由第一空气搅拌所产生的环流带来的浮渣，从而避免它们在水面聚集。例如，第一浮渣冲洗装置b1位于来自跌水区的跌水水舌接触第一搅拌区2内的水面的位置的正上方，从而能够将位于第二隔墙w2附近的第一空气搅拌装置a1引起的环流带来的浮渣打散。为了有效清除浮渣，第一浮渣冲洗装置b1的位置通常与第一空气搅拌装置a1的位置有关。例如，第一浮渣冲洗装置b1位于跌水水舌接触水面的位置的正上方0.5m处。第一浮渣冲洗装置b1可以为喷淋装置。为了实现较好的浮渣清除效果，第一浮渣冲洗装置b1的喷淋水量例如为1m3/m/h，即每米长度每小时需要1立方米喷淋水。此外，第一浮渣冲洗装置b1可以为采用大阻力布水的穿孔管，其孔口的水流速为3m/s。

图2中的气泡上浮区3通过第二隔墙w2底部的第一开口5与第一搅拌区2邻接，但是，在其他实施例中气泡上浮区3可以是与第一搅拌区2分离地设置的独立区域，从而有更灵活的应用。例如，气泡上浮区3与第一搅拌区2通过管道彼此连接。例如，气泡上浮区3是由混凝土构成的竖直渠道。例如，气泡上浮区是一段管道，该管道具有与第一搅拌区2连通的入口和与第二搅拌区4连通且位于其顶部的出口。在类似于图2的脱气池中，入口可以与第一隔墙w2底部的第一开口5连通，出口可以设置在第二搅拌区4内。本发明不对气泡上浮区3的形式进行限制。由于图2中的气泡上浮区3与第一搅拌区2是连通的池体，气泡上浮区3的水深一般与第一搅拌区2的水深一致，为3～4m。为了保证污水处理效率，气泡上浮区内污水的上升流速的范围例如为0.4至1.2m/s。第一搅拌区2与气泡上浮区3连通的第一开口5的开口面积大于等于气泡上浮区3的投影面积，该投影面积是根据水量和上升流速(水量/上升流速)确定的。

例如，气泡上浮区3的污水越过第三隔墙w3上的第二开口6进入第二搅拌区4。第三隔墙w3的顶部与污水水面之间的距离为10至30cm。当气泡上浮区3由一根管道构成时，管道顶部的出口与污水水面之间的距离为10至30cm。由于图2中的第二搅拌区4与气泡上浮区3是连通的池体，第二搅拌区4的水深一般与第一搅拌区2的水深一致，为3～4m。

例如，第二空气搅拌装置a2设置于第三隔墙w3的底部，例如设置为距脱气池池底0.15m至0.3m，以最大程度避免池底积泥。第二空气搅拌产生的气泡所带动的上升水流和来自第三隔墙w3顶部的水流能够形成环流(如图2中第二搅拌区4内首尾相接的两个箭头所示)，更利于第二搅拌区4内的均匀搅拌，达到较佳脱气效果。根据第二搅拌区的形状、进水位置和出水位置，第二空气搅拌装置a2还可以设置于其他位置。

为了提供温和的搅拌，第二空气搅拌装置a2例如是形成直径为3mm以上的气泡的大孔曝气装置或中孔曝气装置，或是穿孔管，或是具有一根具有孔的管。类似于第一空气搅拌装置a1，第二空气搅拌所需的空气例如由活性污泥池的曝气空气总管提供，但本发明并不限于此，在其他实施例中，第二空气搅拌所需的空气可以由独立于曝气空气总管的空气供应装置提供。例如，第二空气搅拌装置a2可以为从活性污泥池中的曝气空气总管引导至第二搅拌区4内的管道，因此减少了额外的设备投资，并且因为没有水下机电部件，系统检修量小，减小了后期运维压力。第二搅拌区4的第二空气搅拌提供的溶氧量可以为活性污泥处理所需的总溶氧量的一部分，因此不会增加总的曝气量。由于第二搅拌区4较长，通常沿着第二搅拌区4的长度每隔3m至4m设置一组第二空气搅拌装置a2，所述一组第二空气搅拌装置包括一个或多个第二空气搅拌装置a2。此外，可以为第二空气搅拌装置a2设置第二阀门(为简化示图，图2中未示出)，用于调节从第二空气搅拌装置a2释放的气量。例如，可以为一组第二空气搅拌装置设置公用的第二阀门。第二搅拌区4的第二空气搅拌的搅拌空气用量例如为6～8nm3/m2/h，即每平米池体每小时需要标况下6～8立方米空气。

为了获得足够的脱气效果且不影响活性污泥絮凝体，污水在第二搅拌区4的停留时间的范围例如为10至15分钟；第二搅拌区4沿污水的流动方向的长度约为第二搅拌区内污水的深度的整数倍，例如为第二搅拌区内污水的深度的一倍、两倍、三倍等。

如图2所示，类似于第一搅拌区2，第二搅拌区4内设置有第二浮渣冲洗装置b2，其位于第二搅拌区4内的水面上方且用于打散由第二空气搅拌所产生的环流带来的浮渣，从而避免它们在水面聚集。例如，第二浮渣冲洗装置b2设置在脱气池的出水端墙w4的内侧附近。为了有效清除浮渣，第二浮渣冲洗装置b2的位置通常与第二空气搅拌装置a2的位置有关。例如，第二浮渣冲洗装置b2位于第二搅拌区4内的水面上方0.5m处。第二浮渣冲洗装置b2可以为喷淋装置。为了实现较好的清除浮渣效果，第二浮渣冲洗装置b2的喷淋水量例如为1m3/m/h，即每米长度每小时需要1立方米喷淋水。此外，第二浮渣冲洗装置b2也可以为采用大阻力布水的穿孔管，其孔口的水流速为3m/s。

本发明的上述实施方式根据活性污泥工艺脱气的原理规范了脱气池的几何尺寸设计，可以实现良好的脱气效果。

使用活性污泥污水处理系统的污水处理方法可以包括以下步骤：在脱气池的跌水区使来自活性污泥池的污水跌落进入脱气池的第一搅拌区；在第一搅拌区内对污水进行第一次搅拌；在脱气池的气泡上浮区引导污水向上流动；在脱气池的第二搅拌区对污水进行第二次搅拌；以及使第二搅拌区内的污水从脱气池的出水口流出。第一次搅拌包括来自于跌水区的污水导致的跌水搅拌和第一空气搅拌，并且第二次搅拌比第一次搅拌强度弱且仅包括第二空气搅拌。

通过将脱气池设计为四个完成不同脱气步骤的区域，优化搅拌方式，并考虑脱气池的各种设计参数，本发明的脱气池以及活性污泥污水处理系统和方法不会损伤活性污泥絮凝体，提供了稳定且灵活的脱气效果，避免了水下机电部件的繁重维修，并且可以和活性污泥工艺鼓风系统完美兼容，进而减少了建造成本。此外，本发明采用浮渣冲洗装置解决了污水处理系统中的浮渣问题。

而且，上述披露的各技术特征并不限于已披露的与其它特征的组合，本领域技术人员还可根据发明目的进行各技术特征之间的其它组合，以实现本发明之目的为准。

技术特征：

1.一种脱气池，用于使溶解于污水中的气体和粘附在污水中絮凝体上的气泡释放出来，

其特征在于，在脱气池内，沿污水的流动方向依次设置：

跌水区(1)，设置为其下游的液位低于上游的污水处理池的液位，从而使污水在跌水区从上游的污水处理池跌落；

第一搅拌区(2)，设置为对污水进行第一次搅拌，所述第一次搅拌包括来自于跌水区的污水导致的跌水搅拌和第一空气搅拌；

气泡上浮区(3)，设置为引导污水向上流动；以及

第二搅拌区(4)，设置为对污水进行比第一次搅拌强度弱且仅包括第二空气搅拌的第二次搅拌，并使处理的污水流出脱气池。

2.根据权利要求1所述的脱气池，其特征在于，脱气池内设置有用于形成跌水区(1)的跌水堰，来自上游的污水处理池的污水在重力的作用下从跌水堰跌落进入第一搅拌区(2)。

3.根据权利要求1所述的脱气池，其特征在于，第一空气搅拌的搅拌气量为8～10nm3/m2/h。

4.根据权利要求1所述的脱气池，其特征在于，第二空气搅拌的搅拌气量为6～8nm3/m2/h。

5.根据权利要求2所述的脱气池，其特征在于，脱气池紧邻上游的污水处理池设置，并且包括用于分隔上游的污水处理池与第一搅拌区(2)的第一隔墙(w1)，跌水堰设置于第一隔墙(w1)的顶部。

6.根据权利要求1所述的脱气池，其特征在于，脱气池还包括用于分隔第一搅拌区(2)与气泡上浮区(3)的第二隔墙(w2)，所述第二隔墙的底部设置有第一开口(5)，所述第一开口(5)使第一搅拌区(2)与气泡上浮区(3)连通。

7.根据权利要求1所述的脱气池，其特征在于，脱气池还包括用于分隔气泡上浮区(3)与第二搅拌区(4)的第三隔墙(w3)，所述第三隔墙的顶部设置有第二开口(6)，所述第二开口(6)使气泡上浮区(3)与第二搅拌区(4)连通。

8.根据权利要求1所述的脱气池，其特征在于，脱气池还包括出水端墙(w4)，出水端墙的底部设置有出水口(7)，第二搅拌区(4)内的处理的污水从该出水口流出。

9.根据权利要求1所述的脱气池，其特征在于，脱气池还包括第一搅拌区(2)内设置的第一空气搅拌装置(a1)，所述第一空气搅拌装置将空气释放到污水中以对第一搅拌区(2)内的污水进行第一空气搅拌。

10.根据权利要求9所述的脱气池，其特征在于，脱气池还包括为第一空气搅拌装置(a1)设置的第一阀门，用于调节从第一空气搅拌装置(a1)释放的气量。

11.根据权利要求9所述的脱气池，其特征在于，第一空气搅拌装置(a1)是形成直径为3mm以上的气泡的大孔曝气装置或中孔曝气装置。

12.根据权利要求1所述的脱气池，其特征在于，脱气池还包括第二搅拌区(4)内设置的第二空气搅拌装置(a2)，所述第二空气搅拌装置将空气释放到污水中以对第二搅拌区(4)内的污水进行第二空气搅拌。

13.根据权利要求12所述的脱气池，其特征在于，脱气池还包括为第二空气搅拌装置(a2)设置的第二阀门，用于调节从第二空气搅拌装置(a2)释放的气量。

14.根据权利要求12所述的脱气池，其特征在于，第二空气搅拌装置(a2)是形成直径为3mm以上的气泡的大孔曝气装置或中孔曝气装置。

15.根据权利要求12所述的脱气池，其特征在于，第二空气搅拌装置(a2)设置为距脱气池池底0.15m至0.3m。

16.根据权利要求12所述的脱气池，其特征在于，沿着第二搅拌区(4)的长度每隔3m至4m设置一组第二空气搅拌装置(a2)，一组第二空气搅拌装置包括一个或多个第二空气搅拌装置(a2)。

17.根据权利要求1所述的脱气池，其特征在于，气泡上浮区(3)是与第一搅拌区(2)分离设置的独立区域。

18.根据权利要求17所述的脱气池，其特征在于，第一搅拌区(2)与气泡上浮区(3)通过管道连通。

19.根据权利要求1所述的脱气池，其特征在于，脱气池的水深的范围为3m至4m。

20.根据权利要求2所述的脱气池，其特征在于，每米跌水堰过水500m3/h。

21.根据权利要求2所述的脱气池，其特征在于，跌水堰上游的污水处理池中的液位(y1)与跌水堰下游的第一搅拌区(2)中的液位(y2)之间的液位差为0.3m至1.2m。

22.根据权利要求1所述的脱气池，其特征在于，污水在第一搅拌区(2)内的停留时间的范围为2至5分钟。

23.根据权利要求1所述的脱气池，其特征在于，第一搅拌区(2)沿污水的流动方向的长度与脱气池的水深接近。

24.根据权利要求7所述的脱气池，其特征在于，第三隔墙(w3)的顶部与污水水面之间的距离为10至30cm。

25.根据权利要求1所述的脱气池，其特征在于，气泡上浮区(3)是由混凝土构成的竖直渠道。

26.根据权利要求1所述的脱气池，其特征在于，气泡上浮区(3)是管道，该管道具有与第一搅拌区(2)连通的入口和与第二搅拌区(4)连通且位于其顶部的出口，出口与污水水面之间的距离为10至30cm。

27.根据权利要求1所述的脱气池，其特征在于，气泡上浮区(3)内污水的上升流速的范围为0.4至1.2m/s。

28.根据权利要求6所述的脱气池，其特征在于，第一开口(5)的面积大于等于气泡上浮区(3)的投影面积。

29.根据权利要求1所述的脱气池，其特征在于，污水在第二搅拌区(4)的停留时间的范围为10至15分钟。

30.根据权利要求1所述的脱气池，其特征在于，第二搅拌区(4)沿污水的流动方向的长度为第二搅拌区(4)内水深的整数倍。

31.根据权利要求1所述的脱气池，其特征在于，第一搅拌区(2)的第一空气搅拌提供的溶氧量和/或第二搅拌区(4)的第二空气搅拌提供的溶氧量为活性污泥处理所需的总溶氧量的一部分。

32.根据权利要求1所述的脱气池，其特征在于，第一空气搅拌和第二空气搅拌所需的空气由上游的污水处理池的曝气空气总管提供。

33.根据权利要求1所述的脱气池，其特征在于，第一搅拌区内设置有第一浮渣冲洗装置(b1)，其位于第一搅拌区(2)内的水面上方且用于打散由第一空气搅拌所产生的环流带来的浮渣。

34.根据权利要求33所述的脱气池，其特征在于，第一浮渣冲洗装置(b1)位于来自跌水区的跌水水舌接触第一搅拌区(2)内的水面的位置的正上方。

35.根据权利要求1所述的脱气池，其特征在于，第二搅拌区(4)内设置有第二浮渣冲洗装置(b2)，其位于第二搅拌区(4)内的水面上方且用于打散由第二空气搅拌所产生的环流带来的浮渣。

36.根据权利要求35所述的脱气池，其特征在于，第二浮渣冲洗装置(b2)在脱气池的出水端墙(w4)的内侧附近。

37.根据权利要求1所述的脱气池，其特征在于，所述上游的污水处理池为活性污泥池。

38.一种活性污泥污水处理系统，其特征在于，该活性污泥污水处理系统包括如权利要求1至37中任一项所述的脱气池。

39.一种使用活性污泥污水处理系统的污水处理方法，该活性污泥污水处理系统包括作为污水处理池的活性污泥池和位于其下游的脱气池，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

在脱气池的跌水区使来自活性污泥池的污水跌落进入脱气池的第一搅拌区；

在第一搅拌区内对污水进行第一次搅拌；

在脱气池的气泡上浮区引导污水向上流动；

在脱气池的第二搅拌区对污水进行第二次搅拌；以及

使第二搅拌区内的污水从脱气池的出水口流出，

其中第一次搅拌包括来自于跌水区的污水导致的跌水搅拌和第一空气搅拌，以及

其中第二次搅拌比第一次搅拌强度弱且仅包括第二空气搅拌。

40.根据权利要求39所述的方法，其特征在于，所述脱气池为如权利要求1至37中任一项所述的脱气池。

技术总结

本发明提供一种脱气池、包括脱气池的活性污泥污水处理系统以及污水处理方法。该脱气池用于使溶解于污水中的气体和粘附在污水中絮凝体上的气泡释放出来。在脱气池内，沿污水的流动方向依次设置：跌水区，设置为其下游的液位低于上游的污水处理池的液位，从而使污水在跌水区从上游的污水处理池跌落；第一搅拌区，设置为对污水进行第一次搅拌，所述第一次搅拌包括来自于跌水区的污水导致的跌水搅拌和第一空气搅拌；气泡上浮区，设置为引导污水向上流动；以及第二搅拌区，设置为对污水进行比第一次搅拌强度弱且仅包括第二空气搅拌的第二次搅拌，并使处理的污水流出脱气池。

技术研发人员：刘威;王恩厚;陈泽梅;刘岩

受保护的技术使用者：苏伊士水务工程有限责任公司

技术研发日：2020.05.14

技术公布日：2020.08.18