CN103833183A - 污水处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种污水处理系统，包括依次相连通的初沉池、缺氧池、好氧池和二沉池，以及与所述好氧池相连的空气压缩机，所述好氧池包括位于前端的依次排列的若干个固定格室、位于尾端的依次排列的若干个活动格室、位于各个格室内的生测部件和与所述生测部件相连的中央主控制模块，相邻的格室之间通过导流墙隔开，每个导流墙均与格室的侧壁之间留有开口，所述活动格室的导流墙的开口附近设置分别有活动挡板，所述活动挡板用于关闭所述导流墙的开口；所述活动格室上分别开设有混合液出口。该污水处理系统可以灵活调整好氧池的有效容积，保障出水达标的同时避免了后续过量曝气情况的发生，可以大幅降低曝气能耗。
Description
技术领域
本发明涉及环境资源技术领域，特别是涉及污水处理系统。
背景技术
在城市污水处理工艺中，前置反硝化脱氮系统是常用的连续流活性污泥工艺之一。在污水脱氮处理过程中，好氧池是进行硝化反应、削减有机物的重要场所，比较理想的情况是在好氧池的最后一个格室，刚好完成硝化反应，从而避免过量曝气的情况发生，然而在实际情况中，很难控制到这个层次。这是由于污水处理厂的规模和运行参数的设定，一般是按照10～20年设计年限来确定处理水量及运行参数。在运行初期，污水处理量偏小，在推流方向上，导致污水在好氧池内提前完成硝化反应，然而好氧池内混合液流向二沉池的出口位置是固定的，混合液必须继续流经余下的好氧池才可进入二沉池。而且，为防止活性污泥在好氧池中沉淀，混合液需要继续在曝气过程中流向出口，必然造成能耗浪费（曝气能耗占到活性污泥法工艺总能耗的50%～70%）。此外，在低营养物浓度下，过量曝气对活性污泥絮体产生破坏作用。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种污水处理系统，以降低曝气能耗，节省污水处理成本。
基于上述目的，本发明提供的污水处理系统包括依次相连通的初沉池、缺氧池、好氧池和二沉池，以及与所述好氧池相连的空气压缩机，
其中，所述好氧池包括位于前端的依次排列的若干个固定格室、位于尾端的依次排列的若干个活动格室、位于各个格室内的生测部件和与所述生测部件相连的中央主控制模块，相邻的格室之间通过导流墙隔开，每个导流墙均与格室的侧壁之间留有开口，所述活动格室的导流墙的开口附近设置分别有活动挡板，所述活动挡板用于关闭所述导流墙的开口；所述活动格室上分别开设有混合液出口，所述混合液出口与二沉池相连的管路上分别安装有混合液电动阀；
所述生测部件用于接收各个格室内的水质信息表征点，并将所述表征点发送给中央主控制模块，中央主控制模块根据表征点确定硝化反应结束点出现的格室位置，然后控制混合液电动阀开启、活动挡板关闭。
可选地，所述格室分别与空气压缩机并联，其曝气管路上分别安装有空气阀门和气体流量计。
较佳地，所述与活动格室相连的空气阀门为空气电动阀，所述活动格室内分别设有水位检测部件，所述检测部件用于检测活动格室内的液位信号，并将所述液位信号发送给中央主控制模块，由中央主控制模块控制被活动挡板关闭的活动格室的空气电动阀关闭。
优选地，所述活动挡板关闭后，当格室内的硝化反应结束点消失时，所述中央主控制模块控制关闭的活动挡板再次开启，同时控制关闭的空气电动阀再次开启、控制开启的混合液电动阀再次关闭。
可选地，所述位于各个格室内的生测部件包括溶解氧测定仪、pH计和氧化还原电位计，所述生测部件将各个格室内的溶氧值、pH值和氧化还原电位发送给中央主控制模块，所述中央主控制模块根据检测到的生化反应转折点确定硝化反应结束点出现的格室位置。
较佳地，所述生化反应转折点包括溶解氧突跃点、氨谷点和残碳控制点，所述确定硝化反应结束点出现的格室位置的方法包括：
若好氧池内先出现氨谷点和/或残碳控制点时，所述中央主控制模块则以氨谷点和残碳控制点中的一个点作为硝化反应结束点；若好氧池内先出现溶解氧突跃点时，所述中央主控制模块则以溶解氧突跃点作为硝化反应结束点。
较佳地，如果固定格室中的任何一个格室出现硝化反应结束点时，中央主控制模块则将第一个活动格室的混合液电动阀开启，将第一个活动格室与第二个活动格室之间的活动挡板关闭；
如果活动格室出现硝化反应结束点时，中央主控制模块则将下一个活动格室的混合液电动阀开启，将下一个活动格室与下两个活动格室之间的活动挡板关闭；
如果最后两个活动格室中的任何一个格室出现硝化反应结束点时，中央主控制模块则控制混合液电动阀均处于关闭状态、活动挡板均处于开启状态、空气电动阀均处于开启状态。
可选地，所述活动格室的容积之和为固定格室的容积之和的4/7～6/7。
优选地，所述活动格室的容积之和为固定格室的容积之和的5/7。
可选地，所述相邻的导流墙与格室之间的开口位置交替设置，所述相邻活动格室上的混合液出口在好氧池的两侧交替设置。
可选地，所述缺氧池包括依次排列的若干个缺氧格室以及安装于每个格室中的搅拌器，所述相邻的缺氧格室之间通过导流墙隔开，每个导流墙均与格室的侧壁之间留有开口，且相邻开口的位置交替设置。
可选地，所述最后的活动格室的混合液出口通过硝化液回流管道与好氧池的前端相连通。
可选地，所述二沉池底部的污泥出口通过污泥回流管道与好氧池的前端相连通。
可选地，所述空气压缩机为变频空气压缩机。
从上面所述可以看出，本发明提供的污水处理系统可以根据进水水质特点，依据检测到的硝化反应结束点，灵活调整好氧池的有效容积，增强了工艺运行调控管理的灵活性；灵活改变混合液流向二沉池的位置，可以及时将处理后的混合液排入二沉池；保障出水达标的同时避免了后续过量曝气情况的发生，可以大幅降低曝气能耗。
附图说明
图1为本发明实施例污水处理系统的简式图；
图2为本发明实施例污水处理系统的俯视图；
图3为本发明实施例污水处理系统的侧视图。
其中：1、初沉池，2、缺氧池，3、好氧池，4、二沉池，5、搅拌器，6、空气压缩机，7、硝化液回流泵，8、污泥回流泵，9、导流墙，10、活动挡板，O1～O7、固定格室，O8～O12、活动格室，A1～A4、缺氧格室，K1～K4、活动格室的导流墙开口，M1～M4、混合液电动阀，F1～F12、空气阀门，L1～L12、气体流量计。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
本发明提供的污水处理系统包括依次相连通的初沉池、缺氧池、好氧池和二沉池，其中，所述好氧池包括位于前端的依次排列的若干个固定格室、位于尾端的依次排列的若干个活动格室、位于各个格室内的生测部件、与所述部件相连的中央主控制模块以及与所述好氧池相连的空气压缩机，相邻的格室之间通过导流墙隔开，每个导流墙均与格室的侧壁之间留有开口，所述活动格室的导流墙的开口附近设置分别有活动挡板，所述活动挡板用于关闭所述导流墙的开口；所述活动格室上分别开设有混合液出口，所述混合液出口与二沉池相连的管路上分别安装有混合液电动阀；所述生测部件用于接收各个格室内的水质信息表征点，并将所述表征点发送给中央主控制模块，中央主控制模块根据表征点确定硝化反应结束点出现的格室位置，然后控制混合液电动阀开启、活动挡板关闭。
参考图1和图2，其分别为本发明实施例污水处理系统的简式图和俯视图。所述污水处理系统包括初沉池1、缺氧池2、好氧池3和二沉池4，且初沉池1、缺氧池2、好氧池3和二沉池4从左至右依次相连通，好氧池3还与空气压缩机6相连。所述好氧池3尾端的混合液出口通过硝化液回流管道与好氧池3的前端相连通，硝化液回流比控制在50%～150%。进一步地，该硝化液回流管道上设有硝化液回流泵7。所述二沉池4底部的污泥出口通过污泥回流管道与好氧池3的前端相连通。进一步地，该污泥回流管道上设有污泥回流泵8。
作为本发明的一个实施例，所述好氧池3包括位于前端的依次排列的若干个固定格室O1～O7、位于尾端的依次排列的若干个活动格室O8～O12、位于各个格室内的生测部件和与所述生测部件相连的中央主控制模块。相邻的格室之间通过导流墙9隔开，每个导流墙9均与格室的侧壁之间留有开口，混合液通过这些开口从好氧池3的前端流至尾端。较佳地，相邻开口的位置交替设置，如图2所示，以保障混合液在好氧池3内流动的反应时间。所述活动格室O8～O12的导流墙9的开口附近设置分别有活动挡板10，所述活动挡板10用于关闭所述导流墙9的开口K1～K4。亦即，活动格室O8～O12可以通过活动挡板10打开或者闭合，以改变好氧池3的有效容积，节省曝气能耗。在本实施例中，活动格室O8～O12之间可以设置4块活动挡板10，分别为O8与O9之间、O9与O10之间、O10与O11之间、O11与O12之间。所述活动挡板10主要由挡板主体和驱动器构成，驱动器接收中央主控制模块的电信号，控制挡板主体闭合或者打开。
而且，所述活动格室O8～O12上分别开设有混合液出口，所述混合液出口分别通过出口管道与二沉池4相连，所述混合液出口与二沉池4相连的管路上分别安装有混合液电动阀M1～M4。由于好氧池3尾端的混合液出口（即活动格室O12的混合液出口）通过硝化液回流管道与好氧池3的前端相连通，因此可以分别在活动格室O8～O11的混合液出口对应的管道上安装混合液电动阀门M1～M4即可。
较佳地，所述相邻活动格室O8～O12上的混合液出口在好氧池3的两侧交替设置，即活动格室O8的混合液出口和活动格室O10的混合液出口位于好氧池3的一侧，而活动格室O9的混合液出口和活动格室O11的混合液出口位于好氧池3的另一侧。需要说明的是，活动格室O12的混合液出口（即好氧池3尾端的混合液出口）通过管道与二沉池4相连通。
参见图3，其为本发明实施例污水处理系统的侧视图地。所述格室O1～O12分别与空气压缩机6并联，其各自的曝气管路上分别安装有空气阀门F1～F12和气体流量计L1～L12。可选地，所述空气压缩机6可以为变频空气压缩机，以降低能耗。格室O1对应的空气阀门为F1、气体流量计为L1，格室O2对应的空气阀门为F2、气体流量计为L2，以此类推。较佳地，所述与活动格室O8～O12相连的空气阀门为空气电动阀，即空气阀门F8～F12优选为空气电动阀，以便于中央控制模块对空气阀门F8～F12进行电控制。为保障好氧池3的每个格室O1～O12的供氧量相同，在每个格室O1～O12的曝气管路上设置气体流量计L1～L12，在运行过程中，使用气体流量计旋钮调节供气量，反复调节，消除空气管路阻力造成的影响。
进一步地，所述活动格室O8～O12内分别设有液位检测部件，所述液位检测部件用于检测活动格室O8～O12内的液位信号，并将所述液位信号发送给中央主控制模块，由中央主控制模块控制被活动挡板关闭的活动格室的空气电动阀关闭。
所述生测部件用于接收各个格室内的水质信息表征点，并将所述表征点发送给中央主控制模块，中央主控制模块根据表征点确定硝化反应结束点出现的格室位置，然后控制混合液电动阀开启、活动挡板关闭。所述活动挡板关闭后，被活动挡板关闭的活动格室内的混合液通过尾端的活动格室的混合液出口继续流入二沉池4，当其液位低于设定值时，液位检测部件将液位信号发送给中央主控制模块，由中央主控制模块控制被活动挡板关闭的活动格室的空气电动阀关闭。当格室内的硝化反应结束点消失时，所述中央主控制模块控制关闭的活动挡板再次开启，同时控制关闭的空气电动阀再次开启、控制开启的混合液电动阀再次关闭。
在好氧池3的每个格室内均安装生测部件，可以是溶解氧测定仪、pH计和氧化还原电位计，这些生测仪器将各个格室内的溶氧值、pH值和氧化还原电位发送给中央主控制模块，所述中央主控制模块根据检测到的生化反应转折点确定硝化反应结束点出现的格室位置。
具体地，可以采用以下方法确定硝化反应结束点出现的格室位置：若好氧池内先出现氨谷点和/或残碳控制点时，所述中央主控制模块则以氨谷点和残碳控制点中的一个点作为硝化反应结束点；若好氧池内先出现溶解氧突跃点时，所述中央主控制模块则以溶解氧突跃点作为硝化反应结束点。
较佳地，如果固定格室中的任何一个格室出现硝化反应结束点时，中央主控制模块则将第一个活动格室的混合液电动阀开启，将第一个活动格室与第二个活动格室之间的活动挡板关闭；
如果活动格室出现硝化反应结束点时，中央主控制模块则将下一个活动格室的混合液电动阀开启，将下一个活动格室与下两个活动格室之间的活动挡板关闭；
如果最后两个活动格室中的任何一个格室出现硝化反应结束点时，中央主控制模块则控制混合液电动阀均处于关闭状态、活动挡板均处于开启状态、空气电动阀均处于开启状态。
因此，本发明可以根据硝化反应结束点出现的格室位置，通过活动挡板10封住活动格室的混合液出口，使其后面的活动格室暂且不用，从而改变了好氧池3有效容积。活动挡板10前的混合液电动阀打开，混合液进入二沉池。待活动挡板10后的混合液全部流走后，对活动挡板10后的活动格室停止曝气。随着水质的变化，硝化反应结束点延迟时，将活动挡板10打开，扩大好氧池有效容积，直到再次确定硝化反应结束点，再将相应格室的活动挡板10关闭。需要说明的是，本发明是以水流方向作为参考方向，即进水口为前端，出水口为尾端。
举例来说，使混合液电动阀M1、M2、M3及M4均处于关闭状态，4个活动挡板10均处于敞开状态，利用监测到的生化反应转折点（pH-氨谷点、DO-氧化突跃点、ORP-残碳控制点）确定硝化反应结束点出现的格室位置。
（1）当固定格室O1～O7中的任何一个格室出现硝化反应结束点时，中央主控制模块将活动格室O8与O9之间的活动挡板10封住开口K1，并打开混合液电动阀M1；待活动格室O9、O10、O11、O12内的混合液全部流走之后，关闭空气电动阀F9～F12。当进水水质发生变化时，一直到固定格室O1～O7中均没有出现硝化反应结束点，中央主控制模块将关闭的活动挡板10打开，同时开启空气电动阀F9～F12，关闭混合液电动阀M1。
（2）当活动格室O8出现硝化反应结束点时，中央主控制模块将活动格室O9与O10之间的活动挡板10封住开口K2，并打开混合液电动阀M2，待好氧池O10、O11、O12内的混合液全部流走之后，关闭空气电动阀F10～F12。当进水水质发生变化时，一直到活动格室O8没有出现硝化反应结束点，中央主控制模块将关闭的活动挡板10打开，同时开启空气电动阀F10～F12，关闭混合液电动阀M2。
（3）当活动格室O9出现硝化反应结束点时，中央主控制模块将活动格室O10与O11之间的活动挡板10封住开口K3，并打开混合液电动阀M3，待好氧池O11、O12内的混合液全部流走之后，关闭空气电动阀F11、F12。当进水水质发生变化时，一直到活动格室O9没有出现硝化反应结束点，中央主控制模块将关闭的活动挡板10打开，同时开启空气电动阀F11、F12，关闭混合液电动阀M3。
（4）当活动格室O10出现硝化反应结束点时，中央主控制模块将活动格室O11与O12之间的活动挡板10封住开口K4，并打开混合液电动阀M4，待好氧池O12内的混合液全部流走之后，关闭空气电动阀F12。当进水水质发生变化时，一直到活动格室O10没有出现硝化反应结束点，迅速将关闭的活动挡板10打开，同时开启空气电动阀F12，关闭混合液电动阀M4。
（5）当活动格室O11或者O12出现硝化反应结束点时，所有的活动挡板及混合液电动阀无需动作，按原工艺流程进行，即混合液电动阀M1～M4均处于关闭状态、活动挡板10均处于开启状态、空气电动阀F8～F12均处于开启状态。
（6）当出现上述情况之一过程中，硝化反应结束点前移时，根据结束点的位置，参照上述的某一种情况，进行相应的操作即可。
需要说明的是，上述实施例是以12格室（7个固定格室，5个活动格室）为例进行说明的，但并不限于12格室的好氧池，可以根据处理需要调整好氧池内固定格室和活动格室的数量。可选地，所述活动格室的容积之和为固定格室的容积之和的4/7～6/7。更为优选地，所述活动格室的容积之和为固定格室的容积之和的5/7。
作为本发明的另一个实施例，所述缺氧池2包括依次排列的若干个缺氧格室A1-A4以及安装于每个格室中的搅拌器5，所述相邻的缺氧格室A1-A4之间通过导流墙9隔开，每个导流墙9均与格室的侧壁之间留有开口，且相邻开口的位置交替设置。
连续流A/O工艺中试装置处理城市生活污水，装置有效容积1.4m3，处理水量5.0m3/d，污泥回流比控制在50%～100%，硝化液回流比控制在50%～150%，好氧池内的混合液悬浮固体浓度控制在2000mg/L～4000mg/L污泥龄控制在15d，分别利用传统方法及本发明方法对水样进行化验，以硝化反应结束点出现在好氧池格室O8为例，分析结果详表1；与传统控制方法相比，曝气量可减少约25%，从而能大幅降低曝气能耗。
表1不同控制方法主要污染物进出水浓度变化（mg/L）
| CODCr | NH4-N | TN | TP | |
| 进水 | 158.2 | 21.0 | 26.3 | 2.3 |
| 出水-传统方法 | 19.5 | 0.8 | 14.2 | 0.72 |
| 出水-本发明方法 | 22.2 | 1.2 | 13.8 | 0.81 |
如上所述，本发明提供的污水处理系统可以根据进水水质特点，依据检测到的硝化反应结束点，灵活调整好氧池的有效容积，增强了工艺运行调控管理的灵活性；灵活改变混合液流向二沉池的位置，可以及时将处理后的混合液排入二沉池；保障出水达标的同时避免了后续过量曝气情况的发生，可以大幅降低曝气能耗。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种污水处理系统，其特征在于，包括依次相连通的初沉池、缺氧池、好氧池和二沉池，以及与所述好氧池相连的空气压缩机，
其中，所述好氧池包括位于前端的依次排列的若干个固定格室、位于尾端的依次排列的若干个活动格室、位于各个格室内的生测部件和与所述生测部件相连的中央主控制模块，相邻的格室之间通过导流墙隔开，每个导流墙均与格室的侧壁之间留有开口，所述活动格室的导流墙的开口附近设置分别有活动挡板，所述活动挡板用于关闭所述导流墙的开口；所述活动格室上分别开设有混合液出口，所述混合液出口与二沉池相连的管路上分别安装有混合液电动阀；
所述生测部件用于接收各个格室内的水质信息表征点，并将所述表征点发送给中央主控制模块，中央主控制模块根据表征点确定硝化反应结束点出现的格室位置，然后控制混合液电动阀开启、活动挡板关闭。
2.根据权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于，所述格室分别与空气压缩机并联，其曝气管路上分别安装有空气阀门和气体流量计。
3.根据权利要求2所述的污水处理系统，其特征在于，所述与活动格室相连的空气阀门为空气电动阀，所述活动格室内分别设有液位检测部件，所述液位检测部件用于检测活动格室内的液位信号，并将所述液位信号发送给中央主控制模块，由中央主控制模块控制被活动挡板关闭的活动格室的空气电动阀关闭。
4.根据权利要求3所述的污水处理系统，其特征在于，所述活动挡板关闭后，当格室内的硝化反应结束点消失时，所述中央主控制模块控制关闭的活动挡板再次开启，同时控制关闭的空气电动阀再次开启、控制开启的混合液电动阀再次关闭。
5.根据权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于，所述位于各个格室内的生测部件包括溶解氧测定仪、pH计和氧化还原电位计，所述生测部件将各个格室内的溶氧值、pH值和氧化还原电位发送给中央主控制模块，所述中央主控制模块根据检测到的生化反应转折点确定硝化反应结束点出现的格室位置。
6.根据权利要求5所述的污水处理系统，其特征在于，所述生化反应转折点包括溶解氧突跃点、氨谷点和残碳控制点，所述确定硝化反应结束点出现的格室位置的方法包括：
若好氧池内先出现氨谷点和/或残碳控制点时，所述中央主控制模块则以氨谷点和残碳控制点中的一个点作为硝化反应结束点；若好氧池内先出现溶解氧突跃点时，所述中央主控制模块则以溶解氧突跃点作为硝化反应结束点。
7.根据权利要求3所述的污水处理系统，其特征在于，如果固定格室中的任何一个格室出现硝化反应结束点时，中央主控制模块则将第一个活动格室的混合液电动阀开启，将第一个活动格室与第二个活动格室之间的活动挡板关闭；
如果活动格室出现硝化反应结束点时，中央主控制模块则将下一个活动格室的混合液电动阀开启，将下一个活动格室与下两个活动格室之间的活动挡板关闭；
如果最后两个活动格室中的任何一个格室出现硝化反应结束点时，中央主控制模块则控制混合液电动阀均处于关闭状态、活动挡板均处于开启状态、空气电动阀均处于开启状态。
8.根据权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于，所述相邻的导流墙与格室之间的开口位置交替设置，所述相邻活动格室上的混合液出口在好氧池的两侧交替设置。
9.根据权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于，所述活动格室的容积之和为固定格室的容积之和的4/7～6/7。
10.根据权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于，所述最后的活动格室的混合液出口通过硝化液回流管道与好氧池的前端相连通，所述二沉池底部的污泥出口通过污泥回流管道与好氧池的前端相连通。
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