CN105399214B - 一种a/o‑包埋硝化菌载体联合应用生物处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种A/O‑包埋硝化菌载体联合应用生物处理系统，包括缺氧池、好氧池，缺氧池与好氧池之间靠近池体两侧的位置分别设有过水孔，每个过水孔处分别设置进水闸门，好氧池的池体两侧分别设有出水渠，每个出水渠前分别设置出水拦网和出水闸门，好氧池内设有液位计和曝气装置；两个进水闸门和两个出水闸门轮流开启和关闭，当一侧的进水闸门开启时，同侧的出水闸门关闭，对侧的出水闸门开启；当一侧的进水闸门关闭时，同侧的出水闸门开启，对侧的出水闸门关闭。采用定期切换进出水位置，可以解决该类技术在工程应用中产生的各种问题，如介质在池内分布不均匀、易在出水端拥堵、易于堵塞出水拦网等。应用简单、易于自动化控制、运行稳定。
Description
技术领域
本发明涉及一种污水处理技术，尤其涉及一种A/O-包埋硝化菌载体联合应用生物处理系统。
背景技术
近年来，随着我国环境污染的加剧及国家对环境保护事业的不断重视，城市污水处理厂的排放标准越来越严格，大多数污水厂必须执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)的一级A标准，有些地区甚至要求达到四类水体排放标准。
从现有污水处理厂常用的处理工艺来看，COD、BOD5、pH、SS等指标达到一级A标准的难度不大，通过优化、调整工艺参数即可实现，TP通过生物除磷辅以化学除磷也基本可以达标，而NH3-N与TN的高效去除成为影响出水能否达标的关键因素。
通常情况下，污水中的NH3-N与TN可分别通过硝化作用与反硝化作用加以去除，即在硝化菌(亚硝化菌)的作用下，NH3-N依次转化为NO2 --N和NO3 --N，在反硝化菌的作用下，NO3 --N转化为N2，最终使氮元素以气体形式从水中逸出而加以去除。从脱氮机理来看，NH3-N的高效去除是保证出水NH3-N与TN达标的重要前提。
常规活性污泥法或生物膜法中，硝化系统的生物活性对水温的变化非常敏感。研究表明，在水温较适宜时(20-25℃)，硝化菌的活性非常高，对NH3-N具有较高的去除率；当水温为15℃时，硝化菌的活性大幅下降，硝化速度也明显下降；当温度为5℃时，硝化菌的生命活动几乎停止。因此，对于我国北方及南方部分地区的污水厂而言，冬季较低的水温成为影响其出水NH3-N达标的主要因素。
为提高低温条件下NH3-N的去除效果，目前常用的办法是向生化池内投加某种介质材料，通过微生物在介质表面或内部的富集，以增加生化池内的污泥浓度，从而提高微生物尤其是硝化菌的绝对数量，通过硝化菌数量的增加达到总去除率的提高。该种方式通过向生化池内直接投加介质，并增设相应的配套设施即可实现，无需对原有池体进行较大改动，因此在污水厂的提标改造领域具有较为广阔的应用前景。
现有技术员中，通过向生化池内投加介质，按照介质的材料、形状、尺寸、性质及应用方式的不同，基本可分为三类：一是直径50-100mm、外表面分布均匀的孔眼、内部缠绕各类丝状物的塑料球体填料；二是直径10-25mm、高度10-15mm、截面为类似蜂窝状的塑料圆柱体填料；三是边长3-5mm、内部包埋有大量活性污泥或专性菌种的正方体凝胶状载体。
根据介质的不同，对原生化池进行改造的手段也有所区别。对于第一类的球体填料，由于其体积较大，为防止其随出水流失，通常做法是在生化池沿池长的某一段加设前、后及顶部拦网，拦网孔隙要小于填料直径，以将所有填料固定于拦网内，水流通过时，依靠池内的活性污泥和附着于填料表面及内部的生物膜的共同作用，对污水中污染物加以去除；对于第二类圆柱状填料，其特点为密度与水接近，在生化池内与污水完全混合，随水流和曝气上下翻腾，呈完全流化的状态，因此通常是在出水端设置孔径小于填料直径的丝状编织网或穿孔过滤板，防止填料流失，在出水拦网处需设置自清洗系统，防止填料或其他杂质堵塞拦网，同时需通过对池体构造或曝气方式、强度进行优化，以保证填料在整个池内的分布相对均匀；与前两种填料相对成熟的应用技术相比，包埋载体由于在材质、生产工艺、外观、尺寸等方面均存在较大差异，且由于该类产品尚未形成产业化，因此其应用技术的研究相对滞后，大多数仍沿用填料的应用方式，仅在出水口设置拦网以防止载体流失，但由于载体的体积非常小，拦网的孔径一般都在2mm以下，导致拦网堵塞频繁，很难正常、稳定运行。
发明内容
本发明的目的是提供一种应用简单、易于自动化控制、运行稳定的A/O-包埋硝化菌载体联合应用生物处理系统。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的A/O-包埋硝化菌载体联合应用生物处理系统，包括缺氧池、好氧池，所述缺氧池与好氧池之间靠近池体两侧的位置分别设有过水孔，每个过水孔处分别设置进水闸门，所述好氧池的池体两侧分别设有出水渠，每个出水渠前分别设置出水拦网和出水闸门，所述好氧池内设有液位计和曝气装置；
两个进水闸门和两个出水闸门轮流开启和关闭，当一侧的进水闸门开启时，同侧的出水闸门关闭，对侧的出水闸门开启；当一侧的进水闸门关闭时，同侧的出水闸门开启，对侧的出水闸门关闭。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的A/O-包埋硝化菌载体联合应用生物处理系统，由于采用定期切换进出水位置，可以解决该类技术在工程应用中产生的各种问题，如介质在池内分布不均匀、易在出水端拥堵、易于堵塞出水拦网等。应用简单、易于自动化控制、运行稳定。
附图说明
图1为本发明实施例提供的四廊道池型A/O-包埋硝化菌载体联合应用生物处理系统的结构示意图。
图2为本发明实施例提供的三廊道池型A/O-包埋硝化菌载体联合应用生物处理系统的结构示意图。
图3为图1的A-A剖面结构示意图。
图4为图1的B-B剖面结构示意图。
图中：
1-缺氧池 2-好氧池 3，7-进水闸门 4，8-出水拦网 5，9-出水闸门 6，10-出水渠11-液位计
具体实施方式
下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。
本发明的A/O-包埋硝化菌载体联合应用生物处理系统，其较佳的具体实施方式是：
包括缺氧池、好氧池，所述缺氧池与好氧池之间靠近池体两侧的位置分别设有过水孔，每个过水孔处分别设置进水闸门，所述好氧池的池体两侧分别设有出水渠，每个出水渠前分别设置出水拦网和出水闸门，所述好氧池内设有液位计和曝气装置；
两个进水闸门和两个出水闸门轮流开启和关闭，当一侧的进水闸门开启时，同侧的出水闸门关闭，对侧的出水闸门开启；当一侧的进水闸门关闭时，同侧的出水闸门开启，对侧的出水闸门关闭。
还包括控制单元，所述控制单元根据液位计的上限设置控制两个进水闸门和两个出水闸门的切换及曝气装置的开启。
所述好氧池为四廊道池型或三廊道池型。
本发明的A/O-包埋硝化菌载体联合应用生物处理系统，通过合理设计好氧池进、出水位置及闸门，根据液位变化控制进出水位置的自动切换，实现定期调整生化池内水流方向与流态、控制载体在生化池内相对均匀分布的目的，防止出现载体在出水端严重拥堵、堆积和出水拦网堵塞导致池内水位上升甚至溢流等问题。
具体实施例：
如图1至图4所示，主要由A/O池、O池进出水切换系统、出水拦网自动清洗装置等部分组成。
污水厂来水经过一系列预处理后进入缺氧池1，同时进入的还有部分硝化回流混合液和回流污泥，在缺氧池1内主要发生反硝化反应，即在反硝化菌的作用下，以进水中的有机底物作为碳源，以回流混合液中的NO3 --N为电子受体，将NO3 --N还原为N2；缺氧池1出水由底部过水孔进入好氧池2，好氧池2内投加有占池体有效容积5％-15％的包埋硝化菌载体，以增加系统内硝化菌的浓度，提高NH3-N的去除效果；载体在水流推动和底部曝气的共同作用下，与污水充分接触并发生反应，污水在好氧池2内停留、反应一定时间后排入后续的二沉池进行下一步的处理。在好氧池2内，系统主要完成有机污染物和NH3-N的去除，是整个处理流程中最关键的环节。
通常情况下，为防止载体随出水流失，会在出水端设置孔径小于载体尺寸的出水拦网(通常孔径取2mm以下)，拦网的形式各异，一般可分为网状和筒状。同时，为防止载体随水的流动而在出水端拦网处产生拥堵，通常会在各廊道的中段和末端采用设置导流墙、调整曝气方向与力度、增设潜水推进器等手段，保证载体在好氧池内的分布相对均匀。实际运行情况表明，经过一段时间的运行后，即便采用上述措施，但由于拦网的孔径太小，大量的杂质、泥沙和破碎的载体会堵塞拦网的孔眼，同时载体在拦网处产生明显的拥堵现象，严重影响了拦网的过水通量及载体在池内的均匀分布。
本发明可通过如下措施有效解决上述问题：
(1)在缺氧池1和好氧池2之间设置两个过水孔，并设置进水闸门3、7以实现进水位置的定期切换，在好氧池2的池体两侧设置两个出水渠6、10，出水渠的位置根据好氧池的池型而定，每个出水渠前分别设置出水拦网4、8和出水闸门5、9，以实现出水位置的定期切换；
(2)缺氧池1的出水通过闸门7进入好氧池2，水流在池内按图1箭头所示方向流动，经由出水拦网4和出水闸门5排出，此时，进水闸门3和出水闸门9处于关闭状态；运行一段时间之后，随着载体在出水拦网4前端的拥堵、堆积逐步加剧，各类杂质对出水拦网4的堵塞也越来越严重，出水拦网4的过水通量下降明显，好氧池2内的水位逐渐上升，系统运行异常；
(3)当好氧池2内水位上升至液位计11处时，PLC系统自动关闭进水闸门7和出水闸门5，并持续曝气运行一段时间，此时系统处于停止进水和出水的状态；
(4)系统自动开启进水闸门3和出水闸门9，缺氧池1的出水由进水闸门3进入好氧池2，水流在池内按与图1箭头所示相反方向流动，经由出水拦网8和出水闸门9排出。由于进、出水方向相反，原先的出水端变成此时的进水端，拥堵在出水拦网4前端的大量载体在强大水流的推动作用下，向出水端移动，一部分载体在导流墙、强力曝气、潜水推进器等设施的作用下截留在该廊道内，另一部分载体则随着水流继续向前流动，最终在好氧池2内形成相对均匀的分布状态，一定程度上减缓了载体向出水端的移动和堆积；
(5)运行一定时间后，载体在出水拦网8前端逐步堆积，杂物堵塞严重，好氧池2内的水位逐渐上升，至液位计11时，系统自动关闭进水闸门3和出水闸门9，持续曝气运行一段时间后，重复执行步骤(2)操作。
本发明将新型水处理产品包埋硝化菌载体与传统A/O或A2/O工艺相结合的工程应用系统，与现有的常规应用方案相比，仅增设了进水孔、出水孔的数量、闸门及控制系统，通过进、出水位置的定期切换，即可有效解决包埋载体在出水拦网前的拥堵、堆积及杂技对拦网的堵塞等问题，并可实现自动化控制，简化了日常管理与维护，避免了因载体堆积和拦网堵塞而产生的排水不畅、池内水位上升等问题；同时由于载体在系统内的分布相对均匀，可充分发挥载体内部包埋专性硝化菌的作用，即使在冬季低温条件下仍可保证NH3-N的去除效果高效、稳定，确保污水厂出水NH3-N稳定达标排放。该技术方案可促进包埋硝化菌载体产品及相关工艺的产业化，有效提高我国城镇污水厂的处理效率与出水标准，具有良好的经济效益与环境效益。
本发明的关键在于通过定期调整系统的进出水位置，改变污水在好氧池内的流向，改善包埋载体在池体内的分布与流态，有效解决载体在出水端的堆积及出水拦网的堵塞等问题。就目前来看，该方法是解决填料、载体工程应用问题的可行方案之一。在污水处理工艺中，改变污水在池内流态的方式有很多种，如加导流墙、改变曝气的角度与强度、采用潜水推进器等形式，但这些方法仅能在局部范围改变水的流态，而不能影响全池范围内污水的整体流向与流态。
本发明提供的A/O-包埋硝化菌载体联合应用生物处理系统，技术关键点有三处：
1、在缺氧池和好氧池之间设置两个进水孔，孔的位置应位于好氧池的两侧，过水孔前设置可自动控制开启的进水闸门，通过闸门的开启来控制进水点位置；
2、在出水端设置两个出水孔，出水孔前设置孔径小于载体尺寸的拦网和可自动控制开启的出水闸门，通过闸门的开启来控制出水点位置；
3、运行过程中，通过液位变化来反映载体在出水端的堆积及拦网的堵塞状况，并自动控制各进、出水闸门的启闭，改变好氧池内污水的流向与流态，改善载体在好氧池内的分布状态，提高系统的处理效果。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (1)
1.一种A/O-包埋硝化菌载体联合应用生物处理系统，包括缺氧池、好氧池，其特征在于，所述缺氧池与好氧池之间靠近池体两侧的位置分别设有过水孔，每个过水孔处分别设置进水闸门，所述好氧池的池体两侧分别设有出水渠，每个出水渠前分别设置出水拦网和出水闸门，所述好氧池内设有液位计和曝气装置；
两个进水闸门和两个出水闸门轮流开启和关闭，当一侧的进水闸门开启时，同侧的出水闸门关闭，对侧的出水闸门开启；当一侧的进水闸门关闭时，同侧的出水闸门开启，对侧的出水闸门关闭；
还包括控制单元，所述控制单元根据液位计的上限设置控制两个进水闸门和两个出水闸门的切换及曝气装置的开启；
所述好氧池为四廊道池型或三廊道池型。
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