CN103214142B - 高效同步生物脱氮除磷合建式处理装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种将厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池、污水污泥回流工艺集于一体的高效同步生物脱氮除磷合建式装置及方法。该装置内部各相邻的反应池之间均共壁，包括从前向后依次设置的第一级缺氧池、厌氧池以及第二级缺氧池，在所述第一级缺氧池、厌氧池以及第二级缺氧池的右侧设有廊道式的配水渠，该配水渠通过进水管分别向第一级缺氧池、厌氧池以及第二级缺氧池给水，在所述第一级缺氧池、厌氧池以及第二级缺氧池的左侧从前向后依次设置有污泥池、沉淀池以及缓冲区，所述沉淀池左侧设有出水渠，所述缓冲区与第二级缺氧池的后方设有好氧池。本发明通过巧妙布局，合理设计，使生化池和二沉池合建，组成一体化工艺，可极大程度的降低土建费用和占地面积。

Description

高效同步生物脱氮除磷合建式处理装置及方法

技术领域

本发明涉及一种生物法污水处理装置及方法，特别涉及一种将厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池、污水污泥回流工艺集于一体的高效同步生物脱氮除磷合建式装置及方法。

背景技术

所有生物脱氮除磷工艺都包含厌氧、缺氧、好氧三个不同过程的交替循环。按照构筑物的组成形式、运行性能以及运行操作方式的不同，形成了多种不同的处理工艺，目前，应用于污水处理厂的处理工艺主要有三个系列：①氧化沟系列；②A/O系列；③序批式反应器（SBR）系列。其中A/O系列通过不断地发展、改进，形成了目前比较典型的工艺有：如A²/O工艺、改良A²/O工艺、UCT工艺、改良UCT工艺、VIP工艺、倒置A²/O工艺等。上述工艺都具有脱氮除磷的功能，但其中有些脱氮除磷效果都不甚理想，有些偏重于脱氮和除磷中的一种，有些为了达到较好的脱氮除磷效果，增加了更复杂的污泥回流和硝化液回流系统，不仅占地面积增大，而且在运行过程中，工作量大，能耗高，不易操作。传统生物脱氮除磷技术因硝化细菌、反硝化细菌及聚磷菌之间的世代时间不同，难以同时满足脱氮和除磷过程中对有机碳源的要求，且硝化产物硝酸盐氮对聚磷菌的厌氧释磷会产生抑制作用，难以实现高效同步脱氮除磷。传统技术往往都是脱氮效果良好，再辅以化学除磷法除磷，这种技术不仅药耗高，且会产生大量的剩余污泥，并导致运营成本的增加。

专利号为200510200457.8的发明专利公开了一种高效同步生物除磷脱氮反应器，在该发明中，为避免回流污泥中的硝酸盐对厌氧释磷的影响，先将污泥回流至缺氧区，通过缺氧一区和二区进行脱氮，然后将脱氮后的污泥混合液回流至厌氧区，进行磷的释放，此过程可有效地解决脱氮和除磷之间的矛盾，但过程很复杂，而且缺氧内循环中回流的是污泥混合液，要想达到满意的除磷效果，则必须是更多的污泥回流至厌氧区进行释磷，这就势必造成缺氧内循环的回流量增大。整个工艺中共有三级内循环，虽然该反应器采用的是合建式工艺，但三级内循环都是通过泵和管道进行的，这就会造成管道设备的浪费及能耗的增加，并增加操作人员的操作难度。同时，该反应器并没有解决碳源的分配问题，直接将进水全部进入到厌氧区，然后依次流入到后续反应池中，这就会造成碳源分配不均，从而影响整体处理效率。专利号为201220204035.3的发明专利公开了一种改良A/O四点分段进水高效同步脱氮除磷的装置，该装置在厌氧区前端增加了一个预缺氧区，用于处理回流污泥中含有的硝酸盐，从而有效解决了硝酸盐对厌氧释磷的影响。通过好氧缺氧的交替运行进行硝化和脱氮，虽能取得一定的效果，但不好控制，因为在保证好氧硝化的条件下，好氧区溶解氧一般都控制在2mg/L以上，而缺氧区溶解氧都控制在0.5mg/L以下，溶解氧从2mg/L以上降到0.5mg/L以下需要一个过程，这就势必导致缺氧区容积增大，同样，溶解氧从0.5mg/L以下上升到2mg/L以上也需要一个过程，这就会导致好氧区容积的增大及能耗的增加。好氧缺氧的交替运行虽然省掉了硝化液回流系统，但却较大的增加了反应器的容积和能耗。该装置虽然对碳源进行了分配，但增加了水泵和管道，从而增加了设备费用；同时，反应池与二沉池分建，增加了占地面积和土建费用。

发明内容

本发明针对现有技术之不足，提供一种将沉淀池与生物反应池集于一体、减少占地面积、降低投资成本的高效同步生物脱氮除磷合建式处理装置及方法，。

本发明的技术方案是：一种高效同步生物脱氮除磷合建式处理装置，其内部各相邻的反应池之间均共壁，该装置包括从前向后依次设置的第一级缺氧池、厌氧池以及第二级缺氧池，所述第一级缺氧池与厌氧池之间的池壁上设有第一级缺氧池过水孔，所述厌氧池与第二级缺氧池之间的池壁上设有厌氧池过水孔，在所述第一级缺氧池、厌氧池以及第二级缺氧池的右侧设有廊道式的配水渠，该配水渠通过进水管分别向第一级缺氧池、厌氧池以及第二级缺氧池给水，在所述第一级缺氧池、厌氧池以及第二级缺氧池的左侧从前向后依次设置有污泥池、沉淀池以及缓冲区，所述污泥池中设有剩余污泥泵以及汽提装置，汽提装置与第一级缺氧池相连接，所述沉淀池中设有斜板区，斜板区上方设有出水堰，所述沉淀池左侧设有出水渠，所述缓冲区与第二级缺氧池相邻的池壁上设有内回流泵，所述缓冲区与第二级缺氧池的后方设有好氧池，好氧池与第二级缺氧池相邻的池壁上设有第二级缺氧池过水孔，好氧池与缓冲区相邻的池壁上设有好氧池过水孔。

优选的是，所述第一级缺氧池、厌氧池以及第二级缺氧池中设有若干搅拌器。

优选的是，所述沉淀池的斜板区下方设有反冲洗装置。

用上述高效同步生物脱氮除磷合建式处理装置进行污水处理的方法，包括以下步骤：

a．污水分配：污水通过进水管进入到进水渠，经过进水渠的分配后分别进入第一级缺氧池、厌氧池和第二级缺氧池；

b．活性污泥反硝化：在第一级缺氧池中，经气提装置回流的活性污泥，在搅拌器的作用下，与进水混合，利用进水中的有机碳源进行反硝化，去除回流污泥中的硝态氮，以消除回流污泥中硝态氮对后续厌氧释磷的不利影响；

c．厌氧释磷：经脱氮后的回流污泥通过第一级缺氧池过水孔进入到厌氧池中，在搅拌器的作用下，与进水混合均匀，污泥中的聚磷菌吸收进水中的可生物降解碳源，以内碳源PHB的形式贮存在体内，同时释放出溶解性磷酸盐，实现厌氧释磷；

d．反硝化脱氮：释磷后的污泥混合液经过厌氧池过水孔进入到第二级缺氧池中，在搅拌器的作用下，与进水和由内回流泵回流的硝化液混合均匀，在异养反硝化菌的作用下，利用进水中有机碳源进行反硝化脱氮；

e．好氧过程：反硝化完成后的污水混合液经第二级缺氧池过水孔进入到好氧池中，通过曝气系统提供氧气，自养菌氧化去除剩余的部分有机物，同时硝化菌将进水中NH₄-N转化成NO₃-N，聚磷菌完成吸磷过程；

f．固液分离：好氧池的出水经好氧池过水孔进入到缓冲区中，在缓冲区中，一部分混合液通过池壁上的内回流泵回流到第二级缺氧池中，完成内回流过程；另一部分混合液进入到沉淀池中，通过斜板区的泥水分离作用，上清液进入到出水堰中，经出水渠外排；

g．污泥处理：沉淀污泥进入到污泥池，一部分污泥通过汽提装置回流至第一级缺氧反应池中，完成污泥回流过程，剩余污泥通过剩余污泥泵送入到污泥脱水间，经脱水后外运，达到生物除磷的目的。

本发明的有益效果是：

1、本发明流程简单，通过增设前端厌氧区，可有效解决回流污泥中硝酸盐对厌氧释磷的影响，保证了同步脱氮除磷的效果；

2、本发明通过对进水中碳源的合理分配，可有效解决各反应区对碳源的需求，无需额外增加碳源，提高碳源的利用率，保证个反应区的处理效果，使各反应区互不干扰，相互独立；

3、本发明通过巧妙布局，合理设计，使生化池和二沉池合建，组成一体化工艺，可极大程度的降低土建费用和占地面积；

4、本发明中，污泥回流采用气提法，硝化液回流采用轴流泵，省去了复杂的污泥回流系统和硝化液回流系统，降低了能耗，节省了运行费用；

5、二沉池采用斜板沉淀池，运行稳定，出水效果好，并对斜板沉淀池设计特殊的冲洗装置，避免可能出现的斜板堵塞问题。

附图说明

附图1为本发明具体实施例的俯视结构示意图；

附图2为本发明具体实施例的A-A剖视示意图；

附图3为本发明具体实施例的B-B剖视示意图；

附图4为本发明具体实施例的C-C剖视示意图；

附图5为本发明具体实施例的D-D剖视示意图。

具体实施方式

实施例：

一种高效同步生物脱氮除磷合建式处理装置，其内部各相邻的反应池之间均共壁，该装置包括从前向后依次设置的第一级缺氧池3、厌氧池4以及第二级缺氧池5，所述第一级缺氧池3、厌氧池4以及第二级缺氧池5中设有若干搅拌器18，所述第一级缺氧池3与厌氧池4之间的池壁上侧设有第一级缺氧池过水孔11，所述厌氧池4与第二级缺氧池5之间的池壁上设有厌氧池过水孔12，在第一级缺氧池3、厌氧池4以及第二级缺氧池5的右侧设有廊道式的配水渠2，该配水渠2通过进水管分别向第一级缺氧池3、厌氧池4以及第二级缺氧池5给水，在第一级缺氧池3、厌氧池4以及第二级缺氧池5的左侧从前向后依次设置有污泥池9、沉淀池8以及缓冲区7，所述污泥池9中设有剩余污泥泵21以及汽提装置20，汽提装置20与第一级缺氧池3相连接，所述沉淀池8中设有斜板区16，斜板区16上方设有出水堰15，为防止活性污泥堵塞斜板，在斜板区16下方设计有反冲洗装置17，在沉淀池8左侧设有出水渠10，所述缓冲区7与第二级缺氧池5相邻的池壁上设有内回流泵19，所述缓冲区7与第二级缺氧池5的后方设有好氧池6，好氧池6与第二级缺氧池5相邻的池壁上设有第二级缺氧池过水孔13，好氧池6与缓冲区7相邻的池壁上设有好氧池过水孔14。

污水通过进水管1进入到配水渠2，经过配水渠2的分配后分别进入第一级缺氧池3、厌氧池4和第二级缺氧池5，在第一级缺氧池3中，经气提装置回流的活性污泥，在搅拌器18的作用下，与进水混合，利用进水中的有机碳源进行反硝化，去除回流污泥中的硝态氮，以消除回流污泥中硝态氮对后续厌氧释磷的不利影响；经脱氮后的回流污泥通过第一级缺氧池过水孔11进入到厌氧池4中，在搅拌器18的作用下，与进水混合均匀，污泥中的聚磷菌吸收进水中的可生物降解碳源，以内碳源PHB的形式贮存在体内，同时释放出溶解性磷酸盐，实现厌氧释磷；释磷后的污泥混合液经过厌氧池过水孔12进入到第二级缺氧池5中，在搅拌器18的作用下，与进水和由水下推进器19回流的硝化液混合均匀，在异养反硝化菌的作用下，利用进水中有机碳源进行反硝化脱氮；反硝化完成后的污水混合液经第二级缺氧池过水孔13进入到好氧池6中，通过曝气系统提供氧气，自养菌氧化去除剩余的部分有机物，同时硝化菌将进水中NH₄-N转化成NO₃-N，聚磷菌完成吸磷过程；好氧池6的出水经好氧池过水孔14进入到缓冲区7中，在缓冲区7中，一部分混合液通过池壁上的内回流泵19回流到第二级缺氧池5中，完成内回流过程；另一部分混合液进入到沉淀池8中，通过斜板区16的泥水分离作用，上清液进入到出水堰15中，经出水渠10外排；沉淀污泥进入到污泥池9，一部分污泥通过汽提装置20回流至第一级缺氧反应池3中，完成污泥回流过程，剩余污泥通过剩余污泥泵21送入到污泥脱水间，经脱水后外运，达到生物除磷的目的。

Claims (2)

1.一种高效同步生物脱氮除磷合建式处理装置，其特征在于：该装置内部各相邻的反应池之间均共壁，该装置包括从前向后依次设置的第一级缺氧池、厌氧池以及第二级缺氧池，所述第一级缺氧池与厌氧池之间的池壁上设有第一级缺氧池过水孔，所述厌氧池与第二级缺氧池之间的池壁上设有厌氧池过水孔，在所述第一级缺氧池、厌氧池以及第二级缺氧池的右侧设有廊道式的配水渠，该配水渠通过进水管分别向第一级缺氧池、厌氧池以及第二级缺氧池给水，在所述第一级缺氧池、厌氧池以及第二级缺氧池的左侧从前向后依次设置有污泥池、沉淀池以及缓冲区，所述污泥池中设有剩余污泥泵以及汽提装置，汽提装置与第一级缺氧池相连接，所述沉淀池中设有斜板区，斜板区上方设有出水堰，所述沉淀池左侧设有出水渠，所述缓冲区与第二级缺氧池相邻的池壁上设有内回流泵，所述缓冲区与第二级缺氧池的后方设有好氧池，好氧池与第二级缺氧池相邻的池壁上设有第二级缺氧池过水孔，好氧池与缓冲区相邻的池壁上设有好氧池过水孔；第一级缺氧池、厌氧池以及第二级缺氧池中设有若干搅拌器；沉淀池的斜板区下方设有反冲洗装置。

2.根据权利要求1所述的高效同步生物脱氮除磷合建式处理装置进行污水处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.污水分配：污水通过进水管进入到进水渠，经过进水渠的分配后分别进入第一级缺氧池、厌氧池和第二级缺氧池；

b.活性污泥反硝化：在第一级缺氧池中，经气提装置回流的活性污泥，在搅拌器的作用下，与进水混合，利用进水中的有机碳源进行反硝化，去除回流污泥中的硝态氮，以消除回流污泥中硝态氮对后续厌氧释磷的不利影响；

c.厌氧释磷：经脱氮后的回流污泥通过第一级缺氧池过水孔进入到厌氧池中，在搅拌器的作用下，与进水混合均匀，污泥中的聚磷菌吸收进水中的可生物降解碳源，以内碳源PHB的形式贮存在体内，同时释放出溶解性磷酸盐，实现厌氧释磷；

d.反硝化脱氮：释磷后的污泥混合液经过厌氧池过水孔进入到第二级缺氧池中，在搅拌器的作用下，与进水和由内回流泵回流的硝化液混合均匀，在异养反硝化菌的作用下，利用进水中有机碳源进行反硝化脱氮；

e.好氧过程：反硝化完成后的污水混合液经第二级缺氧池过水孔进入到好氧池中，通过曝气系统提供氧气，自养菌氧化去除剩余的部分有机物，同时硝化菌将进水中NH₄-N转化成NO₃-N，聚磷菌完成吸磷过程；

f.固液分离：好氧池的出水经好氧池过水孔进入到缓冲区中，在缓冲区中，一部分混合液通过池壁上的内回流泵回流到第二级缺氧池中，完成内回流过程；另一部分混合液进入到沉淀池中，通过斜板区的泥水分离作用，上清液进入到出水堰中，经出水渠外排；

g.污泥处理：沉淀污泥进入到污泥池，一部分污泥通过汽提装置回流至第一级缺氧反应池中，完成污泥回流过程，剩余污泥通过剩余污泥泵送入到污泥脱水间，经脱水后外运，达到生物除磷的目的。