CN105110467B - 一种多模式运行的脱氮除磷一体化生物反应池 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多模式运行的脱氮除磷一体化生物反应池，该生物反应池包含生物选择区、预缺氧区、主反应区、配水区、出水区以及内回流渠；主反应区包含A区、B区和C区；A区运行时能够作为厌氧区或缺氧区，B区和C区运行时能够作为好氧区也能够作为厌氧区或缺氧区。生物选择区位于反应池最前段，其后设有预缺氧区，配水区位于A区、B区和C区之间，出水区位于B区和C区之间，内回流渠连接出水区和配水区。本发明提供的多模式运行的脱氮除磷一体化生物反应池，具有集约化、占地小、设备数量少的特点，还可以多模式交替运行，模式切换自由灵活，耐冲击负荷，能够在进水水质变化幅度较大的情况下实现高效生物脱氮除磷。

Description

一种多模式运行的脱氮除磷一体化生物反应池

技术领域

本发明涉及一种污水处理装置，具体地，涉及一种可以多模式运行的脱氮除磷一体化生物反应池。

背景技术

近年来，污水处理已经进入既要高效去除有机物又要高效脱氮除磷的深度处理阶段，高效生物脱氮除磷技术成为当今污水处理领域的研究热点，当进水水质变化幅度较大时，保证高效的生物脱氮除磷效果更加重要。目前，常规生物反应池要么按正置AAO（厌氧-缺氧-好氧）模式或倒置AAO（缺氧-厌氧-好氧）模式运行，要么按交替式模式运行，如SBR、UNITANK等工艺，运行模式较为单一，当进水水质变化幅度较大且出水稳定性要求很高的情况下，以上工艺一定程度上限制了污水处理行业的发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于污水处理的生物反应池，将各模块有机组合在一座池内完成，达到集约化、占地小、设备数量少的效果，既可正置AAO（厌氧-缺氧-好氧）模式运行，也可倒置AAO（缺氧-厌氧-好氧）模式运行，还可根据水质情况，多模式交替运行，交替运行模式可达6种以上，各种模式切换自由灵活，耐冲击负荷，能够在进水水质变化幅度较大的情况下实现高效生物脱氮除磷。

为了达到上述目的，本发明提供了一种多模式运行的脱氮除磷一体化生物反应池，其中，该生物反应池包含生物选择区、预缺氧区、主反应区、配水区、出水区以及内回流渠；所述的主反应区包含A区、B区和C区；所述的A区运行时能够作为厌氧区或缺氧区，B区和C区运行时能够作为好氧区也能够作为厌氧区或缺氧区。该一体化生物反应池既可正置AAO（厌氧-缺氧-好氧）模式运行，也可倒置AAO（缺氧-厌氧-好氧）模式运行，还可根据水质情况，多模式交替运行，交替运行模式可达6种以上；运行模式多样，切换灵活方便，能够适应进水水质大幅变化并满足出水水质要求。

上述的多模式运行的脱氮除磷一体化生物反应池，其中，所述的生物选择区位于反应池最前段，区内为推流式反应，设置进水管和机械搅拌器，所述机械搅拌器可以是潜水搅拌器也可以是涡轮搅拌器等其他类型；推流式反应是以推流流动形式进行化学反应，穿过的液体物料粒子以与进入时相同的顺序排出，其停留时间等于理论处理时间，减少或消除了纵向的分散作用。是水处理过程中最常见的一种形式；所述的进水管上设置柔性接头，方便反应池进出管道的安装衔接，也防止反应池建成后不均匀沉降引起的管道错位及拉断现象；所述生物选择区的顶部设有外回流污泥渠，渠内设有调节堰门或调流调向阀门，可通过合理调节外回流污泥和进水混合的比例实现生物选择，抑制丝状菌的生长，筛选出对水处理有利的菌胶团细菌，保证反应池稳定的运行；运行时所述的生物选择区的处理时间即水力停留时间为0.2~0.5h。

上述的多模式运行的脱氮除磷一体化生物反应池，其中，所述的生物选择区后方设有预缺氧区，所述预缺氧区通过设置隔墙与生物选择区分开，隔墙上部设有高位过水孔，过水孔能够防止污水短流，提高反应效果；所述的预缺氧区内为推流式反应，设置机械搅拌器，所述机械搅拌器可以是潜水搅拌器也可以是涡轮搅拌器等其他类型；所述的外回流污泥渠从所述生物选择区延伸至预缺氧区，并在与预缺氧区的接入处设有外回流污泥调节堰门或调流调向阀门；该区可消除回流污泥中分子态的溶解氧和进水中的伴随溶解氧对厌氧区的不利影响，实现高效除磷。隔墙底部设置小口径泄压管，用以加强隔墙结构稳定性和减小壁厚。运行时所述的预缺氧区的处理时间为0.5~1h。

上述的多模式运行的脱氮除磷一体化生物反应池，其中，所述的A区与预缺氧区通过隔墙分开，隔墙底部设有低位过水孔，污水能够从中进入，过水孔能够防止污水短流，提高反应效果；A区内设置潜水推流器， B区和C区内均设置曝气装置和潜水推流器，所述的曝气装置为表面曝气充氧设备或置于池底的微孔曝气器；所述的A区与B区、B区与C区之间分别通过隔墙分开。A区、B区和C区组成的主反应区内为完全混合式反应，主反应区处理时间可以根据脱氮除磷目标要求计算确定。

上述的多模式运行的脱氮除磷一体化生物反应池，其中，所述的C区，在其靠进水段设置全池放空管并安装阀门，所述的全池放空管包含中位放空管和底部放空管，中位放空管用于反应池建成时调试培菌，底部放空管用于全池停水检修；所述A区和所述B区之间还设有预埋管并能够通过该预埋管连接，所述的预埋管为球铁管或钢管，预埋管在其靠A区一端设置闸门或在预埋管中部设置阀门，当反应池以缺氧-厌氧-好氧模式运行和反应池全池放空时，预埋管的闸门或阀门打开。

上述的多模式运行的脱氮除磷一体化生物反应池，其中，所述的B区和C区之间，其隔墙上部设有渠道，连接出水区和配水区，该渠道即为所述的内回流渠；所述的内回流渠在与出水区或配水区连接处分别设有闸门，内回流渠的底部设有连通孔。

上述的多模式运行的脱氮除磷一体化生物反应池，其中，所述的内回流渠能够兼做超越渠，当B区和C区设备停运检修时，污水经生物选择区、预缺氧区、主反应A区处理后可直接超越至出水区。

上述的多模式运行的脱氮除磷一体化生物反应池，其中，所述的配水区位于A区、B区和C区之间并能够连接该三个区域，所述配水区的平面外形为三角形，三边分别与A区、B区和C区相邻，并分别设置能够与A区、B区和C区相连通的阀门或堰门，既可以分配来自A区的进水，也可以控制和分配来自内回流渠的硝化液。

上述的多模式运行的脱氮除磷一体化生物反应池，其中，所述的出水区位于B区和C区之间，与配水区对称设置；所述的出水区平面外形为三角形，底边靠近生物反应池的一侧并与该生物反应池的侧边平行，另两边分别与B区和C区相邻并分别设置能够连通主反应B区和C区的阀门或堰门；所述的出水区内设置出水管和至少2台内回流泵，并设置超越控制阀门；所述的内回流泵开启时，泵送硝化液沿内回流渠至配水区，再根据需要由配水区至A区、B区、C区中的任意一个；所述的内回流泵为穿墙泵或潜水轴流泵，优选为穿墙泵；所述的出水管上设置柔性接头，方便反应池进出管道的安装衔接，也防止反应池建成后不均匀沉降引起的管道错位及拉断现象。

上述的多模式运行的脱氮除磷一体化生物反应池，其中，所述配水区和出水区内的阀门和堰门均设计为双向受压；所述的内回流渠，在回流泵开启时，内回流渠至配水区闸门打开；在内回流渠作为超越渠使用时，内回流泵关闭，配水区至B区和C区阀门或堰门关闭，内回流渠至配水区闸门和内回流渠至出水区闸门都打开；在B区和C区正常运行时，内回流渠至出水区闸门常闭。

本发明提供的多模式运行的脱氮除磷一体化生物反应池具有以下优点：

（1）生物反应池各模块有机组合在一座池内完成，集约化、占地小、设备数量少，一体化生物反应池既可正置AAO（厌氧-缺氧-好氧）模式运行，也可倒置AAO（缺氧-厌氧-好氧）模式运行，还可根据水质情况，多模式交替运行，交替运行模式可达6种以上；运行模式多样，切换灵活方便，能够适应进水水质大幅变化并满足出水水质要求。

（2）反应池前段设置生物选择区，可通过合理调节外回流污泥和进水混合的比例实现生物选择，抑制丝状菌的生长，筛选出对水处理有利的菌胶团细菌，保证反应池稳定的运行。

（3）反应池设置预缺氧区，可消除回流污泥中分子态的溶解氧和进水中的伴随溶解氧对厌氧区的不利影响，实现高效除磷。

（4）当反应池交替运行时，根据进水水质，可选择是否运行内回流泵。例如当进水总氮浓度偏低时，可不运行内回流泵，依靠好氧区与缺氧区之间的连通孔实现内回流；当进水总氮浓度较高时，启用内回流泵加大内回流，实现高效脱氮。

（5）内回流渠兼做超越渠使用，实现功能复合，不增加额外工程量，方便曝气和搅拌器设备检修和运行管理。

附图说明

图1为本发明的多模式运行的脱氮除磷一体化生物反应池的结构示意图。

图2为本发明的多模式运行的脱氮除磷一体化生物反应池的aa处剖面示意图。

图3为本发明的多模式运行的脱氮除磷一体化生物反应池的出水区剖面示意图。

图4为本发明的多模式运行的脱氮除磷一体化生物反应池的第一种正置AAO模式示意图。

图5为本发明的多模式运行的脱氮除磷一体化生物反应池的第二种正置AAO模式示意图。

图6为本发明的多模式运行的脱氮除磷一体化生物反应池的倒置AAO模式示意图。

图7为本发明的多模式运行的脱氮除磷一体化生物反应池的交替运行示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步地说明。

如图1所示，本发明提供的多模式运行的脱氮除磷一体化生物反应池，包含生物选择区22、预缺氧区23、主反应区24、配水区25、出水区26以及内回流渠27。

该生物反应池前段设置生物选择区22、预缺氧区23。进水自进水管1进入生物选择区22；外回流污泥自外回流污泥管3进入外回流污泥渠17，外回流污泥渠17接入生物选择区22并延伸至预缺氧区23，在其与预缺氧区23的接入处至少设置2台调节堰门或调流调向闸门4进行比例分配和进水混合实现生物选择，抑制丝状菌的生长，筛选出对水处理有利的菌胶团细菌，保证反应池稳定的运行。

预缺氧区23位于生物选择区22后方，设置隔墙与生物选择区22分开，隔墙上部设置高位过水孔6，区内为推流式反应，设置机械搅拌器5。机械搅拌器5可以是潜水搅拌器也可以是涡轮搅拌器等其他类型。该反应区可消除回流污泥中分子态的溶解氧和进水中的伴随溶解氧对厌氧区的不利影响，实现高效除磷。隔墙底部设置小口径泄压管7，用以加强隔墙结构稳定性和减小壁厚。

主反应区24为完全混合式反应：A区与预缺氧区23通过隔墙分开，仅设置潜水推流器9，污水自隔墙底部低位过水孔8进入，运行时可作为厌氧区或缺氧区，B区和C区均设置曝气装置和潜水推流器9，运行时可作为好氧区也可以作为厌氧区或缺氧区。B区和C区的设置的曝气装置可以是置于池底的微孔曝气器，也可以是表面曝气充氧设备。高位过水孔6或低位过水孔8能够防止污水短流，提高反应效果。参见图2所示。

C区靠进水段设置全池放空管并安装阀门21，全池放空管包含中位放空管19和底部放空管20，中位放空时用于反应池建成时调试培菌，底部放空时用于全池停水检修。

A区和B区除通过配水区25相连外，还通过预埋管16相连，预埋管为球铁管或钢管，预埋管在其靠A区一端设置闸门或在预埋管16中部设置阀门，当反应池倒置AAO模式运行和反应池全池放空时，该闸门或阀门打开。

配水区25位于A区、B区和C区之间，平面外形为三角形，三边分别与A区、B区和C区相邻，区内分别设置能够连通主反应A区、B区和C区的阀门或堰门10、11，既可以分配来自A区的进水，也可以控制和分配来自内回流渠27的硝化液。

出水区26位于B区和C区之间，平面外形为三角形，底边靠近生物反应池的一侧并与该生物反应池的侧边平行，另两边分别与B区和C区相邻。该出水区26与配水区25对称设置，出水区26内设置出水管15和至少2台内回流泵13，并设置超越控制阀门。出水区26内还分别设置能够连通主反应B区和C区的阀门或堰门14。参见图3所示。

内回流渠27连接出水区26和配水区25，是位于B区和C区中隔墙上部的渠道，内回流渠27的底部设有连通孔28。内回流渠27在与出水区26或配水区25连接处分别设有闸门18和闸门12。内回流泵13开启时，闸门12打开，泵送硝化液沿内回流渠27至配水区25，然后根据工况需要，由配水区25至A、B、C区中的任意一个。

内回流渠27可兼做超越渠，当B区和C区的曝气和搅拌设备停运检修时，污水经生物选择区22、预缺氧区23、A区处理后可直接超越至出水区26。

配水区25和出水区26内的阀门或堰门10、11、14为双向受压：内回流泵13开启时，内回流渠27至配水区25闸门12打开；内回流渠27作为超越渠使用时，内回流泵13关闭，配水区25至B区和C区堰门11关闭，内回流渠27至配水区25闸门12和内回流渠27至出水区26闸门18都打开。B区和C区正常运行时，内回流渠27至出水区26闸门18常闭。

反应池进水管1和出水管15上设置柔性接头2，方便反应池进出管道的安装衔接，也防止反应池建成后不均匀沉降引起的管道错位及拉断现象。

本发明提供的使用多模式运行的一体化生物反应池处理污水的方法，其运行模式如下：

1正置AAO模式运行：2种。

（1）正置AAO模式1，如图4所示。

该模式下，主反应A区作为厌氧区主要功能是使微生物高效释磷，主反应B区作为缺氧区主要功能是完成反硝化脱氮，主反应C区作为好氧区主要功能是完成BOD（Biochemical Oxygen Demand，生化需氧量）降解和完成硝化，内回流泵13在该工况下需一直运行将硝化液通过配水区25输送至主反应B区，配水区25至主反应C区阀门或堰门11关闭。由于进水碳源优先满足除磷，脱氮要求不高时可采用该模式。

（2）正置AAO模式2，如图5所示。

该模式下，主反应A区作为厌氧区主要功能是使微生物高效释磷，主反应C区作为缺氧区主要功能是完成反硝化脱氮，主反应B区作为好氧区主要功能是完成BOD降解和完成硝化，内回流泵13在该工况下需一直运行将硝化液通过配水区25输送至主反应C区，配水区25至主反应B区阀门或堰门11关闭。由于进水碳源优先满足除磷，脱氮要求不高时可采用该模式。

2.倒置AAO模式运行：1种，如图6所示。

该模式下，主反应A区作为缺氧区主要功能是完成反硝化脱氮，主反应B区作为厌氧区主要功能是使微生物高效释磷，主反应B区作为好氧区主要功能是完成BOD降解和完成硝化，内回流泵13在该工况下需一直运行将硝化液通过配水区25堰门输送至主反应A区，配水区25至主反应B区和C区阀门或堰门11关闭。由于进水碳源优先满足脱氮，除磷要求不高时可采用该模式。

3. 交替运行：如图7所示，以8h为一周期为例，每种模式分4阶段，列举6种模式见下表1，根据脱氮效率的高低选择适合的运行工况。

表1.交替运行模式参数表。

阶段Ⅰ，主反应A区作为厌氧区主要功能是使微生物高效释磷，主反应B区作为缺氧区主要功能是完成反硝化脱氮，主反应C区作为好氧区主要功能是完成BOD降解和完成硝化，内回流泵13在该工况下需一直运行将硝化液通过配水区25输送至主反应B区，配水区25至主反应C区阀门或堰门11关闭。

阶段Ⅱ，将阶段Ⅰ的缺氧区即主反应B区转为好氧区，一方面使得好氧区的水力停留时间即处理时间延长，保证了聚磷菌充分吸收磷，另一方面可使进入二沉池的的混合液具有较高的溶解氧，保证二沉池不会出现厌氧反硝化造成污泥上浮。

阶段Ⅲ，为阶段Ⅰ的对称状态，将缺氧区与好氧区功能互换，改善系统的污泥负荷，即主反应C区作为缺氧区主要功能是完成反硝化脱氮，主反应B区作为好氧区主要功能是完成BOD降解和完成硝化，内回流泵13在该工况下需一直运行将硝化液通过配水区25输送至主反应C区，配水区25至主反应B区阀门或堰门11关闭。

阶段Ⅳ，为阶段Ⅱ的对称状态，也是过渡段，但水流方向与阶段Ⅱ相反。

本发明提供的多模式运行的脱氮除磷一体化生物反应池，具有集约化、占地小、设备数量少的优点，既可正置AAO（厌氧-缺氧-好氧）模式运行，也可倒置AAO（缺氧-厌氧-好氧）模式运行，还可根据水质情况，多模式交替运行，交替运行模式可达6种以上，各种模式切换自由灵活，耐冲击负荷，能够在进水水质变化幅度较大的情况下实现高效生物脱氮除磷。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种多模式运行的脱氮除磷一体化生物反应池，其特征在于，该生物反应池包含生物选择区（22）、预缺氧区（23）、主反应区（24）、配水区（25）、出水区（26）以及内回流渠（27）；所述的主反应区（24）包含A区、B区和C区；所述的A区运行时能够作为厌氧区或缺氧区，B区和C区运行时能够作为好氧区也能够作为厌氧区或缺氧区；

所述的A区与预缺氧区（23）通过隔墙分开，隔墙底部设有低位过水孔（8），污水能够从中进入；A区内设置潜水推流器（9），B区和C区内均设置曝气装置和潜水推流器（9），所述的曝气装置为表面曝气充氧设备或置于池底的微孔曝气器；所述的A区与B区、B区与C区之间分别通过隔墙分开；

所述的B区和C区之间，其隔墙上部设有渠道，连接出水区（26）和配水区（25），该渠道为所述的内回流渠（27）；所述的内回流渠（27）在与出水区（26）和配水区（25）连接处分别设有闸门；

所述的生物选择区（22）位于反应池最前段；

所述生物选择区（22）后方设有预缺氧区（23）；

所述的配水区（25）位于A区、B区和C区之间并能够连接该三个区域；

所述的出水区（26）位于B区和C区之间，与配水区（25）对称设置。

2.如权利要求1所述的多模式运行的脱氮除磷一体化生物反应池，其特征在于，所述的生物选择区（22）内设置进水管（1）和机械搅拌器（5）；所述的进水管（1）上设置柔性接头（2）；所述生物选择区（22）的顶部设有外回流污泥渠（17），渠内设有调节堰门或调流调向阀门（4）；运行时所述的生物选择区（22）的处理时间为0.2~0.5h。

3.如权利要求2所述的多模式运行的脱氮除磷一体化生物反应池，其特征在于，所述预缺氧区（23）通过设置隔墙与生物选择区（22）分开，隔墙上部设有高位过水孔（6）；所述的预缺氧区（23）内设置机械搅拌器（5）；所述的外回流污泥渠（17）从所述生物选择区（22）延伸至预缺氧区（23），并在与预缺氧区（23）的接入处设有外回流污泥调节堰门或调流调向阀门（4）；运行时所述的预缺氧区（23）的处理时间为0.5~1h。

4.如权利要求1所述的多模式运行的脱氮除磷一体化生物反应池，其特征在于，所述的C区，在其靠进水段设置全池放空管并安装阀门，所述的全池放空管包含中位放空管（19）和底部放空管（20），中位放空管（19）用于反应池建成时调试培菌，底部放空管（20）用于全池停水检修；所述A区和所述B区之间还设有预埋管（16）并能够通过该预埋管（16）连接，所述的预埋管（16）为球铁管或钢管，预埋管（16）在其靠A区一端设置闸门或在预埋管（16）中部设置阀门，当反应池以缺氧-厌氧-好氧模式运行和反应池全池放空时，预埋管（16）的闸门或阀门打开。

5.如权利要求1所述的多模式运行的脱氮除磷一体化生物反应池，其特征在于，所述的内回流渠（27）能够兼做超越渠，当B区和C区设备停运检修时，污水经生物选择区（22）、预缺氧区（23）、A区处理后可直接超越至出水区（26）。

6.如权利要求1所述的多模式运行的脱氮除磷一体化生物反应池，其特征在于，所述配水区（25）的平面外形为三角形，三边分别与A区、B区和C区相邻，并分别设置能够与A区、B区和C区相连通的阀门或堰门。

7.如权利要求1所述的多模式运行的脱氮除磷一体化生物反应池，其特征在于，所述的出水区（26）平面外形为三角形，所述的出水区（26）内设置出水管（15）和至少2台内回流泵（13），并设置超越控制阀门；所述的内回流泵（13）开启时，泵送硝化液沿内回流渠（27）至配水区（25），再由配水区（25）至A区、B区、C区中的任意一个；所述的内回流泵（13）为穿墙泵或潜水轴流泵；所述的出水管（15）上设置柔性接头（2）。

8.如权利要求7所述的多模式运行的脱氮除磷一体化生物反应池，其特征在于，所述的内回流渠（27），在内回流泵（13）开启时，内回流渠（27）至配水区（25）闸门打开；在内回流渠（27）作为超越渠使用时，内回流泵（13）关闭，配水区（25）至B区和C区阀门或堰门关闭，内回流渠（27）至配水区（25）闸门和内回流渠（27）至出水区（26）闸门都打开；在B区和C区正常运行时，内回流渠（27）至出水区（26）闸门常闭。