CN103979682A - 一种分区进水式d-a2o污水处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种分区进水式D-A²O污水处理装置，通过设计独立两相污泥/硝化液回流系统，其中一相正常进水并保持释磷和脱氮的同时，处于静歇的一相因过度缺氧而进行超量的释磷作用和充分的脱氮作用，确保装置厌氧段聚磷菌超量的释磷作用必然致使聚磷菌在好氧段的超量吸磷，最终以排放剩余污泥的形式而实现系统更为显著的除磷功效。本发明克服了A²O污水处理装置中脱氮除磷效率难以进一步显著提升的问题，并且经过本发明处理后的出水水质稳定在一级A标至地表水环境质量Ⅴ类之间。

Description

一种分区进水式D-A2O污水处理装置

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，尤其涉及一种分区进水式D-A²O污水处理装置。

背景技术

现有的A²/O污水处理装置包括厌氧池、缺氧池、好氧池以及沉淀池，该装置不仅能有效去除污水中的有机物，亦可同步脱氮除磷。

但是，现有A²/O污水处理装置亦存在脱氮除磷效率难以进一步显著提升的问题，其主要原因是：(1)存在脱氮与除磷的碳源竞争问题；(2)存在微生物释磷和吸磷能力较低的问题。以往的研究成果表明，A²/O工艺中缺氧段的反硝化作用是除氮的主要途径，其关键在于缺氧段中是否有充足的碳源；同时，聚磷菌亦需摄取厌氧段中易降解有机物作释磷反应，方可在好氧段中过量吸磷而达到除磷之目的。当进水中的碳源缺乏，即进水为低C/N比时，A²/O工艺脱氮除磷碳源竞争问题尤为明显。从工艺流程来看，聚磷菌在厌氧段的释磷作用几乎消耗掉进水中的绝大部分易降解的有机物，故缺氧段仅剩的少量慢速或难降解的有机物难以满足反硝化脱氮作用而导致脱氮效果较差。从同一厌氧(缺氧)段来看，反硝化菌优先于聚磷菌利用有机碳源进行脱氮作用，从而导致聚磷菌释磷效果降低，其结果必然导致好氧段的吸磷效果不显著。因此，现有A²/O工艺的碳源竞争问题成为该工艺脱氮除磷的限制性因素。

此外，现有A²/O工艺脱氮除磷与回流比密切相关。过低的回流比难有理想的脱氮除磷功效，但过高的回流比亦因造成厌(缺)氧段DO浓度过高而难有较高的脱氮效果和释磷能力。因此，现有A²/O工艺均控制污泥、泥水混合液回流比于较低值，其释磷和吸磷能力较小。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分区进水式D-A²O污水处理装置，旨在解决现有A²O污水处理装置中脱氮除磷效率有限的问题。

本发明是这样实现的，一种分区进水式D-A²O污水处理装置，包括污水池，好氧池，以及与好氧池出水端连接的二次沉淀池，还包括第一厌氧池、第一缺氧池、第二厌氧池以及第二缺氧池；其中，所述污水池分别与第一厌氧池、第一缺氧池、第二厌氧池以及第二缺氧池通过原水管道连接，且各所述原水管道上均设有进水控制装置；所述第一厌氧池、第一缺氧池以及好氧池依次通过管道连接；所述第二厌氧池、第二缺氧池以及好氧池依次通过管道连接；

所述好氧池分别与第一缺氧池以及第二缺氧池通过硝化液回流管道连接，且各所述硝化液回流管道上均设有硝化液回流控制装置；

所述二次沉淀池分别与第一厌氧池和第二厌氧池通过污泥回流管道连接，且各所述污泥回流管道上均设有污泥回流控制装置；

所述进水控制装置为进水泵，所述硝化液回流控制装置为污水回流泵，所述污泥回流控制装置为污泥回流泵。

优选地，所述分区进水式D-A²O污水处理装置还包括用于控制所述进水控制装置、硝化液回流控制装置以及污泥回流控制装置配合工作的协调控制装置；其中，

所述协调控制装置分别与各进水控制装置、硝化液回流控制装置以及污泥回流控制装置电连接；所述协调控制装置为PC机。

优选地，所述协调控制装置包括：用于控制进水控制装置工作的进水模块，用于控制硝化液回流控制装置工作的硝化液回流模块，用于控制污泥回流控制装置工作的污泥回流模块，以及用于根据预设指令控制进水模块、硝化液回流模块、污泥回流模块协调工作的协调模块；其中，

所述进水模块与进水控制装置信号连接，所述硝化液回流模块与硝化液回流控制装置信号连接，所述污泥回流模块与污泥回流控制装置信号连接，所述进水模块、硝化液回流模块以及污泥回流模块分别与协调模块信号连接。

优选地，所述进水控制装置包括用于控制原水管道同时向第一厌氧池和第一缺氧池供水的第一进水控制装置，以及用于控制原水管道同时向第二厌氧池和第二缺氧池供水的第二进水控制装置；

所述硝化液回流控制装置包括用于向第一缺氧池进行硝化液回流的第一硝化液回流控制装置，以及用于向第二缺氧池进行硝化液回流的第二硝化液回流控制装置；

所述污泥回流控制装置包括用于向第一厌氧池进行污泥回流的第一污泥回流控制装置，以及用于向第二厌氧池进行污泥回流的第二污泥回流控制装置；其中，

所述第一进水控制装置、第一硝化液回流控制装置以及第一污泥回流控制装置为第一组控制系统，所述第二进水控制装置、第二硝化液回流控制装置以及第二污泥回流控制装置为第二组控制系统；所述协调控制装置的协调模块用于设置指令控制第一组控制系统和第二组控制系统交替工作。

优选地，所述分区进水式D-A²O污水处理装置还包括用于控制各所述原水管道的管道进水流量的流量控制装置；所述协调控制装置还包括用于控制各所述流量控制装置流量大小比例的流量控制模块；其中，所述流量控制装置设于原水管道上，所述流量控制模块与流量控制装置以及协调模块信号连接。

优选地，所述流量控制装置包括设于污水池与第一厌氧池之间原水管道上的第一流量控制装置，以及设于污水池与第一缺氧池之间原水管道上的第二流量控制装置；其中，所述第一流量控制装置与第二流量控制装置控制污水池向第一厌氧池和第一缺氧池输入污水量的比例为(7～9)：(1～3)。

优选地，所述流量控制装置包括设于污水池与第二厌氧池之间原水管道上的第三流量控制装置，以及设于污水池与第二缺氧池之间原水管道上的第四流量控制装置；其中，所述第三流量控制装置与第四流量控制装置控制污水池向第二厌氧池和第二缺氧池输入污水量的比例为(7～9)：(1～3)。

优选地，所述第一厌氧池、第一缺氧池、第二厌氧池、第二缺氧池以及好氧池之间的体积比为1：1：1：1：3.72。

本发明克服现有技术的不足，提供一种分区进水式D-A²O污水处理装置，通过设计独立两相污泥回流系统和硝化液回流系统，其中一相正常进水并保持释磷和脱氮的同时，处于静歇的一相因过度缺氧而进行超量的释磷作用和充分的脱氮作用，确保系统厌氧段聚磷菌超量的释磷作用必然致使聚磷菌在好氧段的超量吸磷，最终以排放剩余污泥的形式而实现系统更为显著的除磷功效。在本发明中，还确定出未处理污水注入到厌氧池和缺氧池之间的量的比例的控制能够有效避免系统因碳源不足而导致的脱氮除磷效率不高问题。此外，在本发明中，二次沉淀池的污泥回流比以及好氧池的污水回流比对本发明的脱氮除磷效率有较大影响。

相比与现有技术的缺点和不足，本发明具有以下有益效果：本发明克服了A2O污水处理工艺中脱氮除磷效率难以进一步显著提升的问题，并且经过本发明处理后的出水水质稳定在一级A标至地表水环境质量Ⅴ类之间。

附图说明

图1是本发明分区进水式D-A²O污水处理装置一实施例的结构示意图；

图2是本发明分区进水式D-A²O污水处理装置中协调控制装置与其所控制装置的信号连接结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1和2所示，其中，图1是本发明分区进水式D-A²O污水处理装置一实施例的结构示意图；图2是本发明分区进水式D-A²O污水处理装置中协调控制装置与其所控制装置的信号连接结构示意图。

一种分区进水式D-A²O污水处理装置，包括污水池1，好氧池2，以及与好氧池2出水端连接的二次沉淀池3，还包括第一厌氧池41、第一缺氧池51、第二厌氧池42以及第二缺氧池52；其中，所述污水池1分别与第一厌氧池41、第一缺氧池51、第二厌氧池42以及第二缺氧池52通过原水管道连接，且各所述原水管道上均设有进水控制装置6；所述第一厌氧池41、第一缺氧池51以及好氧池2依次通过管道连接；所述第二厌氧池42、第二缺氧池52以及好氧池2依次通过管道连接；所述好氧池2分别与第一缺氧池51以及第二缺氧池52通过硝化液回流管道连接，且各所述硝化液回流管道上均设有硝化液回流控制装置7；所述二次沉淀池3分别与第一厌氧池41和第二厌氧池42通过污泥回流管道连接，且各所述污泥回流管道上均设有污泥回流控制装置8。

在本发明实施例中，如图1和2所示，所述进水控制装置6为进水泵，用于控制污水池1的污水进入到厌氧池和缺氧池中；所述硝化液回流控制装置7为污水回流泵，所述污泥回流控制装置8为污泥回流泵。

本发明分区进水式D-A²/O污水处理装置的结构特点在于设计了独立两相污泥/硝化液回流系统，其中，第一相污泥/硝化液回流系统由污水池1、第一厌氧池41、第一缺氧池51、好氧池2以及二次沉淀池3构成，第二相污泥/硝化液回流系统由污水池1、第二厌氧池42、第二缺氧池52、好氧池2以及二次沉淀池3构成。

在本发明的实际应用过程中，污水在反应器中运行情况是：污水会同来自二沉池的回流污泥进入第一相或第二相污泥/硝化液回流系统的厌氧池，出流污水再会同部分进水及来自好氧池的混合液进入缺氧池；经厌氧/缺氧池搅拌充分混合生化反应后，泥水混合液流至好氧池；好氧池一部分混合液回流至缺氧池，另一部分由溢流堰出流至二沉池中进行泥水分离，上清液由出水堰流出，污泥部分回流至厌氧池，剩余污泥排出系统外。当系统一相以上述运行状态运行时，另一相则处于静歇状态。

本发明通过对进水控制装置6、硝化液回流控制装置7以及污泥回流控制装置8进行相应的开关操作达到使第一相和第二相污泥/硝化液回流系统交替工作，这很大尺度上解决了由硝化液中带入缺氧池中的DO影响反硝化脱氮的效果，从而保证系统内高效脱氮效能较大流量的回流比R。其结果必然确保系统其中一相正常进水并保持释磷和脱氮的同时，处于静歇的一相因过度缺氧而进行超量的释磷作用和充分的脱氮作用。厌氧段聚磷菌超量的释磷作用必然致使聚磷菌在好氧段的超量吸磷，最终以排放剩余污泥的形式而实现系统更为显著的除磷功效。

此外，在本发明的实际应用过程中，如果污水池1中存在其他的杂质，可以通过设置酸化池等对杂质进行吸收降解处理后再将污水池1中的污水输入到厌氧池和缺氧池中。

在进一步的实施过程中，为了便于分区进水式D-A²O污水处理装置的自动化操作，避免人工对各控制装置的操作，在本发明实施例中，所述分区进水式D-A²O污水处理装置还包括用于控制所述进水控制装置6、硝化液回流控制装置7以及污泥回流控制装置8配合工作的协调控制装置9；其中，所述协调控制装置9分别与各进水控制装置6、硝化液回流控制装置7以及污泥回流控制装置8电连接。

更具体的，所述协调控制装置9包括：用于控制进水控制装置6工作的进水模块91，用于控制硝化液回流控制装置7工作的硝化液回流模块92，用于控制污泥回流控制装置8工作的污泥回流模块93，以及用于根据预设指令控制进水模块91、硝化液回流模块92、污泥回流模块93协调工作的协调模块94；其中，

所述进水模块91与进水控制装置6信号连接，所述硝化液回流模块92与硝化液回流控制装置7信号连接，所述污泥回流模块93与污泥回流控制装置8信号连接，所述进水模块91、硝化液回流模块92以及污泥回流模块93分别与协调模块信号94连接。

在本发明实施例中，所述协调控制装置9实际为PC机，进水模块91、硝化液回流模块92、污泥回流模块93以及协调模块94均为PC机内的编码命令控制程序。

在本发明实施例中，协调控制装置9可以根据第一相和第二相污泥/硝化液回流系统交替工作的需要，相应的控制各进水控制装置6、硝化液回流控制装置7以及污泥回流控制装置8之间的配合工作。

在本发明实施例中，更具体的，所述进水控制装置6包括用于控制原水管道同时向第一厌氧池41和第一缺氧池51供水的第一进水控制装置61，以及用于控制原水管道同时向第二厌氧池42和第二缺氧池52供水的第二进水控制装置62；所述硝化液回流控制装置7包括用于向第一缺氧池51进行硝化液回流的第一硝化液回流控制装置71，以及用于向第二缺氧池51进行硝化液回流的第二硝化液回流控制装置72；所述污泥回流控制装置8包括用于向第一厌氧池41进行污泥回流的第一污泥回流控制装置81，以及用于向第二厌氧池42进行污泥回流的第二污泥回流控制装置82；其中，所述第一进水控制装置61、第一硝化液回流控制装置71以及第一污泥回流控制装置81为第一组控制系统，所述第二进水控制装置62、第二硝化液回流控制装置72以及第二污泥回流控制装置82为第二组控制系统，所述协调控制装置用于控制第一组控制系统和第二组控制系统交替工作。

在本发明实施例中，更具体的，所述协调控制装置9中，所述进水模块91与第一进水控制装置61、第二进水控制装置62分别信号连接，所述硝化液回流模块92与第一硝化液回流控制装置71、第二硝化液回流控制装置72分别信号连接，所述污泥回流模块93与第一污泥回流控制装置81、第二污泥回流控制装置82信号连接，所述协调模块信号94中预设指令，由进水模块91、硝化液回流模块92和污泥回流模块93控制第一组控制系统和第二组控制系统交替工作。

在本发明实施例中，第一组控制系统即为第一相污泥/硝化液回流系统，而第二组控制系统即为第二相污泥/硝化液回流系统，协调控制装置通过控制第一组控制系统和第二组控制系统之间的交替工作，进而达到对第一相污泥/硝化液回流系统与第二相污泥/硝化液回流系统之间的交替工作，装置能自行运行，自动化水平更高。

在进一步的实施过程中，本发明通过大量摸索和试验发现，在本发明的分区进水式D-A²O污水处理装置中，污水池1对第一相污泥/硝化液回流系统或者第二相污泥/硝化液回流系统之中的厌氧池和缺氧池中注入的污水的量或者比例对于本装置的消磷除氮的效率起到非常重要的作用，因此，在本发明实施例中，所述分区进水式D-A²O污水处理装置还包括用于控制各所述原水管道的管道进水流量的流量控制装置10；所述协调控制装置9还包括用于控制各所述流量控制装置流量大小比例的流量控制模块95；其中，所述流量控制装置10设于原水管道上，所述流量控制模块95与流量控制装置10以及协调模块94信号连接。

在本发明实施例中，流量控制装置为流量控制仪或者电磁阀等，市面上均有销售，例如，上海一诺仪表有限公司的LZK-流量自动控制装置等等。

在本发明实施例中，由流量控制模块95设定各原水管道上的流量并通过流量控制装置10进行控制，通过流量控制装置10控制污水池1注入到第一相污泥/硝化液回流系统或者第二相污泥/硝化液回流系统之中的厌氧池和缺氧池中的污水的比例，能有效避免A²O污水处理系统中因碳源不足而导致脱氮除磷效率不高的问题。

更具体的，在本发明实施例中，对于第一相污泥/硝化液回流系统而言，所述流量控制装置包括设于污水池1与第一厌氧池41之间原水管道上的第一流量控制装置101(图1中未示出)，以及设于污水池1与第一缺氧池51之间原水管道上的第二流量控制装置102(图1中未示出)；其中，所述第一流量控制装置101与第二流量控制装置102控制污水池向第一厌氧池41和第一缺氧池51输入污水量的比例为(7～9)：(1～3)。

同样的，对于第二相污泥/硝化液回流系统而言，所述流量控制装置10包括设于污水池1与第二厌氧池42之间原水管道上的第三流量控制装置103(图1中未示出)，以及设于污水池1与第二缺氧池52之间原水管道上的第四流量控制装置104(图1中未示出)；其中，所述第三流量控制装置103与第四流量控制装置104控制污水池1向第二厌氧池42和第二缺氧池52输入污水量的比例为(7～9)：(1～3)。

在本发明实施例中，当各项回流系统中完成预定量回流后，流量控制模块95控制第一流量控制装置101、第二流量控制装置102、第三流量控制装置103、第四流量控制装置104进行相应的关闭操作，此时信号传导给协调模块94，协调模块94发送指令给进水模块91、硝化液回流模块92和污泥回流模块93，并相应控制各进水控制装置、硝化液回流控制装置以及污泥回流控制装置停止工作，有效保证了各项系统流量的准确控制。

在进一步的实施过程中，为了使第一相污泥/硝化液回流系统和第二相污泥/硝化液回流系统交替工作过程中，本发明的装置消磷除氮的效率能更加优化，在本发明实施例中，所述第一厌氧池41、第一缺氧池51、第二厌氧池42、第二缺氧池52以及好氧池2之间的体积比为1：1：1：1：3.72。

为了验证本发明实施例的污水处理效果，在本发明实施例进行以下试验：

小试试验用水采用葡萄糖、蛋白胨、无水乙酸钠、磷酸二氢钾、氯化氨、碳酸氢纳等与自来水人工配置而成，用以模拟生活污水。

试验条件：水温＝15～22℃；厌氧池进水比例＝70～90％，缺氧池进水比例＝10～30％；水力停留时间HRT＝8～11h；混合液回流比R＝150～300％(好氧池5污泥浓度MLSS＝3500～4500mg/L)；污泥回流比r＝50～150％(回流污泥浓度MLSS＝4000～6800mg/L)；两相交替运行时间T＝1～4h。

试验结果详见表1：

表1试验结果

由表1可知，通过本发明的装置处理后的出水水质稳定在一级A标至地表水环境质量Ⅴ类之间。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种分区进水式D-A²O污水处理装置，包括污水池，好氧池，以及与好氧池出水端连接的二次沉淀池，其特征在于，还包括第一厌氧池、第一缺氧池、第二厌氧池以及第二缺氧池；其中，所述污水池分别与第一厌氧池、第一缺氧池、第二厌氧池以及第二缺氧池通过原水管道连接，且各所述原水管道上均设有进水控制装置；所述第一厌氧池、第一缺氧池以及好氧池依次通过管道连接；所述第二厌氧池、第二缺氧池以及好氧池依次通过管道连接；

所述好氧池分别与第一缺氧池以及第二缺氧池通过硝化液回流管道连接，且各所述硝化液回流管道上均设有硝化液回流控制装置；

所述二次沉淀池分别与第一厌氧池和第二厌氧池通过污泥回流管道连接，且各所述污泥回流管道上均设有污泥回流控制装置；

所述进水控制装置为进水泵，所述硝化液回流控制装置为污水回流泵，所述污泥回流控制装置为污泥回流泵。

2.如权利要求1所述的分区进水式D-A²O污水处理装置，其特征在于，所述分区进水式D-A²O污水处理装置还包括用于控制所述进水控制装置、硝化液回流控制装置以及污泥回流控制装置配合工作的协调控制装置；其中，

所述协调控制装置分别与各进水控制装置、硝化液回流控制装置以及污泥回流控制装置电连接；所述协调控制装置为PC机。

3.如权利要求2所述的分区进水式D-A²O污水处理装置，其特征在于，所述协调控制装置包括：用于控制进水控制装置工作的进水模块，用于控制硝化液回流控制装置工作的硝化液回流模块，用于控制污泥回流控制装置工作的污泥回流模块，以及用于根据预设指令控制进水模块、硝化液回流模块、污泥回流模块协调工作的协调模块；其中，

所述进水模块与进水控制装置信号连接，所述硝化液回流模块与硝化液回流控制装置信号连接，所述污泥回流模块与污泥回流控制装置信号连接，所述进水模块、硝化液回流模块以及污泥回流模块分别与协调模块信号连接。

4.如权利要求3所述的分区进水式D-A²O污水处理装置，其特征在于，所述进水控制装置包括用于控制原水管道同时向第一厌氧池和第一缺氧池供水的第一进水控制装置，以及用于控制原水管道同时向第二厌氧池和第二缺氧池供水的第二进水控制装置；

所述硝化液回流控制装置包括用于向第一缺氧池进行硝化液回流的第一硝化液回流控制装置，以及用于向第二缺氧池进行硝化液回流的第二硝化液回流控制装置；

所述污泥回流控制装置包括用于向第一厌氧池进行污泥回流的第一污泥回流控制装置，以及用于向第二厌氧池进行污泥回流的第二污泥回流控制装置；其中，

所述第一进水控制装置、第一硝化液回流控制装置以及第一污泥回流控制装置为第一组控制系统，所述第二进水控制装置、第二硝化液回流控制装置以及第二污泥回流控制装置为第二组控制系统；所述协调控制装置的协调模块用于设置指令控制第一组控制系统和第二组控制系统交替工作。

5.如权利要求4所述的分区进水式D-A²O污水处理装置，其特征在于，所述分区进水式D-A²O污水处理装置还包括用于控制各所述原水管道的管道进水流量的流量控制装置；所述协调控制装置还包括用于控制各所述流量控制装置流量大小比例的流量控制模块；其中，所述流量控制装置设于原水管道上，所述流量控制模块与流量控制装置以及协调模块信号连接。

6.如权利要求5所述的分区进水式D-A²O污水处理装置，其特征在于，所述流量控制装置包括设于污水池与第一厌氧池之间原水管道上的第一流量控制装置，以及设于污水池与第一缺氧池之间原水管道上的第二流量控制装置；其中，所述第一流量控制装置与第二流量控制装置控制污水池向第一厌氧池和第一缺氧池输入污水量的比例为(7～9)：(1～3)。

7.如权利要求6所述的分区进水式D-A²O污水处理装置，其特征在于，所述流量控制装置包括设于污水池与第二厌氧池之间原水管道上的第三流量控制装置，以及设于污水池与第二缺氧池之间原水管道上的第四流量控制装置；其中，所述第三流量控制装置与第四流量控制装置控制污水池向第二厌氧池和第二缺氧池输入污水量的比例为(7～9)：(1～3)。

8.如权利要求7所述的分区进水式D-A²O污水处理装置，其特征在于，所述第一厌氧池、第一缺氧池、第二厌氧池、第二缺氧池以及好氧池之间的体积比为1：1：1：1：3.72。