CN107601658A - 高效脱氮分批多循环活性污泥法处理装置及污泥处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了高效脱氮分批多循环活性污泥法处理装置及污泥处理方法，其中该处理装置包括生物选择区和反应区以及配套的射流曝气系统、循环泵、污泥回流泵、滗水器；所述循环泵用于通过循环管道对所述反应区内部污水实施水循环处理；所述污泥回流泵用于通过污泥回流管道将所述反应区的沉淀污泥回流至所述生物选择区实施污泥循环处理；所述滗水器用于将所述反应区内污水进行滗水处理，并将滗离出的上清液排至后续处理单元。上述高效脱氮分批多循环活性污泥法处理装置及污泥处理方法，具有对原污水水质、水量变化的适应能力较高；生物反应速率大，单位容积处理效率高，且无需大比例的硝化液回流，节省运行功耗等诸多技术优势。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种高效脱氮分批多循环活性污泥法处理装置及污泥处理方法。
背景技术
众所周知，污水中的氮一般以有机氮、氨氮、亚硝酸盐氰和硝酸盐氮四种形式存在。
由于生物脱氮一般能够满足有关方面对污水净化的要求，而且价格低廉，产生的二次污染物较易处理，因此生物脱氮方法是当前最活跃的研究与投资开发领域。
生物脱氮技术：生物脱氮技术主要是利用污水中某些细菌的生物氧化与还原作用实现的。生物脱氮工艺从硝化和反硝化过程在工艺流程中的位置来分，可分为传统工艺和前置反硝化工艺；传统生物脱氮污水处理装置在污水处理过程中，需要大比例的硝化液回流，硝化和反硝化过程消耗的碱度和碳源规模较大，且极易造成投加过量影响运行效果和出水水质的现象。
综上所述，如何上述传统生物脱氮污水处理装置的上述技术缺陷，是本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效脱氮分批多循环活性污泥法处理装置及污泥处理方法，以解决上述问题。本发明提供的高效脱氮分批多循环活性污泥法处理装置及污泥处理方法，其在现有生物脱氮技术上进行改良，改良后其具有运行稳定、处理效率高、运行成本低等诸多技术优势。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供了一种高效脱氮分批多循环活性污泥法处理装置，包括生物选择区和反应区以及配套的射流曝气系统、循环泵、污泥回流泵、滗水器；
所述生物选择区的前端与污水进水管道连通；所述生物选择区后端与所述反应区之间通过连接管道连通；所述射流曝气系统用于对所述生物选择区与所述反应区提供曝气处理；
且所述反应区上还设置循环管道和污泥回流管道；
其中，所述循环泵设置在所述循环管道上；所述循环泵用于通过循环管道对所述反应区内部污水实施水循环处理；
其中，所述污泥回流泵设置在所述污泥回流管道上；所述污泥回流泵用于通过污泥回流管道将所述反应区的沉淀污泥回流至所述生物选择区实施污泥循环处理；
其中，所述滗水器设置在所述反应区上；所述滗水器用于将所述反应区内污水进行滗水处理，并将滗离出的上清液排至后续处理单元；
所述反应区上还设置有碳源加入口和碱加入口。
优选的，作为一种可实施方案；所述循环管道的进口端与所述反应区连通，所述循环管道的出口端还与所述反应区连通。
优选的，作为一种可实施方案；所述污泥回流管道的进口端与所述反应区连通，所述污泥回流管道的出口端与所述生物选择区连通。
优选的，作为一种可实施方案；所述污泥回流泵的底部还设置有排泥口。
优选的，作为一种可实施方案；所述射流曝气系统包括曝气器和曝气进气管道；所述曝气进气管道分别与所述生物选择区和所述反应区连通；且所述曝气器设置在所述反应区内部。
优选的，作为一种可实施方案；所述曝气器具体为碟式射流曝气器。
优选的，作为一种可实施方案；所述曝气进气管道上还设置有进气阀。
相应地，本发明的一种污泥处理方法，其利用了上述高效生物脱氮分批次多循环活性污泥处理装置实现污水处理，包括如下操作步骤：
步骤一：污水单批次进入生物选择区，在所述生物选择区停留时间20-40min；
步骤二：开启循环泵，实现对所述反应区内部污水实施水循环和水力搅拌，水力循环强度为1.5-2.5m3/m3池容，搅拌时间0.5-2h；
步骤三：开启曝气进气管道上的进风阀，利用射流曝气系统3进行好氧曝气操作，曝气强度为6-10m3/m2；
重复上述步骤二以及上述步骤三，直至所述反应区的池内污水各项指标满足出水要求；
步骤四：实施反应区的沉淀处理，沉淀1h，开启污泥回流泵同时控制污泥回流20-30min，排泥20-30min；
步骤五：实施滗水处理，利用滗水器对所述反应区执行滗水1h动作。
与现有技术相比，本发明实施例的优点在于：
本发明提供的一种高效脱氮分批多循环活性污泥法处理装置及污泥处理方法，其技术方案主要利用了高效脱氮分批次多循环活性污泥法Batch Multi-cycle Reactor(BCR)进行生物脱氮污水处理。
一方面：本发明提供了高效脱氮分批多循环活性污泥法处理装置：
分析本发明实施例提供的高效脱氮分批多循环活性污泥法处理装置的主要结构可知：上述高效脱氮分批多循环活性污泥法处理装置包括生物选择区和反应区(即反应池，简称池)；所述生物选择区的前端与污水进水管道连通；所述生物选择区后端与所述反应区之间通过连接管道连通；所述射流曝气系统用于对所述生物选择区与所述反应区提供曝气处理；且所述反应区上还设置循环管道和污泥回流管道；
其中，所述循环泵设置在所述循环管道上；所述循环泵用于通过循环管道对所述反应区内部污水实施水循环处理；
其中，所述污泥回流泵设置在所述污泥回流管道上；所述污泥回流泵用于通过污泥回流管道将所述反应区的沉淀污泥回流至所述生物选择区实施污泥循环处理；
其中，所述滗水器设置在所述反应区上；所述滗水器用于将所述反应区内污水进行滗水处理，并将滗离出的上清液排至后续处理单元；所述反应区上还设置有碳源加入口和碱加入口。
很显然，应用本发明的高效脱氮分批多循环活性污泥法处理装置及污泥处理方法；每次滗水只排出池(即反应区)中少量达标废水，对原污水水质、水量变化的适应能力较高；池内的污泥浓度高，生物反应速率也大，因此反应池(即反应区)的单位容积处理效率高于传统生化处理技术；与此同时，该高效脱氮分批多循环活性污泥法处理装置的前段设置生物选择区，有利于抑制丝状菌的生长，能克服传统活性污泥法常见的污泥膨胀问题；反应区的池内的活性污泥交替处于厌氧、缺氧和好氧状态，可根据运行工况灵活调整运行周期和药剂投加规模，实现对出水水质的可控性，避免因药剂的过量投加而导致的运行费用高、出水水质超标等问题；同时，其无需大比例的硝化液回流，节省运行功耗。
本发明提供的一种高效脱氮分批多循环活性污泥法处理装置，该高效脱氮分批多循环活性污泥法处理装置，其属于运行稳定、处理效率高、运行成本低的高效脱氮分批多循环活性污泥法处理装置。
另一方面：本发明还提供了一种污泥处理方法，其建立在高效生物脱氮分批次多循环活性污泥处理装置的结构基础上实施；即利用了上述高效生物脱氮分批次多循环活性污泥处理装置实现污水处理，同理，上述污泥处理方法，同样具有生物反应速率大，单位容积处理效率高，无需大比例的硝化液回流，节省运行功耗等技术优势。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的高效脱氮分批多循环活性污泥法处理装置的主要架构结构示意图。
标号：1-生物选择区；2-反应区；3-射流曝气系统；31-曝气器；32-曝气进气管道；4-循环泵；5-污泥回流泵；6-滗水器；7-污水进水管道；8-连接管道；9-循环管道；10-污泥回流管道；11-碳源加入口；12-碱加入口；13-排泥口。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
参见图1，本发明实施例提供的一种高效脱氮分批多循环活性污泥法处理装置，包括生物选择区1和反应区2以及配套的射流曝气系统3、循环泵4、污泥回流泵5、滗水器6；
所述生物选择区1的前端与污水进水管道7连通；所述生物选择区1后端与所述反应区2之间通过连接管道8连通；所述射流曝气系统3用于对所述生物选择区1与所述反应区2提供曝气处理；
且所述反应区2上还设置循环管道9和污泥回流管道10；
其中，所述循环泵4设置在所述循环管道9上；所述循环泵4用于通过循环管道9对所述反应区2内部污水实施水循环处理；
其中，所述污泥回流泵5设置在所述污泥回流管道10上；所述污泥回流泵5用于通过污泥回流管道10将所述反应区2的沉淀污泥回流至所述生物选择区1实施污泥循环处理；
其中，所述滗水器6设置在所述反应区2上；所述滗水器6用于将所述反应区2内污水进行滗水处理，并将滗离出的上清液排至后续处理单元B；
所述反应区2上还设置有碳源加入口11和碱加入口12。
需要说明的是：其中，所述生物选择区1内采用微量曝气以维持兼氧环境，所述反应区2内加有碳源、碱，所述射流曝气系统3采用新型碟式射流曝气器，所述循环泵4采用水力循环方式加大池内混合液混合程度，所述污泥回流泵5将反应区内沉淀污泥回流至生物选择区1，所述滗水器6将反应区2内上清液排至后续处理单元；
同时，需要说明的是；滗水器是许多工艺处理中采用的定期排除澄清水的设备，它具有能从静止的池表面将澄清水滗出，而不搅动沉淀，确保出水水质的作用。
很显然，应用本发明的高效脱氮分批多循环活性污泥法处理装置及污泥处理方法；每次滗水只排出池(即反应区)中少量达标废水，对原污水水质、水量变化的适应能力较高；池内的污泥浓度高，生物反应速率也大，因此反应池(即反应区)的单位容积处理效率高于传统生化处理技术；与此同时，该高效脱氮分批多循环活性污泥法处理装置的前段设置生物选择区，有利于抑制丝状菌的生长，能克服传统活性污泥法常见的污泥膨胀问题；反应区的池内的活性污泥交替处于厌氧、缺氧和好氧状态，可根据运行工况灵活调整运行周期和药剂投加规模，实现对出水水质的可控性，避免因药剂的过量投加而导致的运行费用高、出水水质超标等问题；同时，其无需大比例的硝化液回流，节省运行功耗。
本发明提供的一种高效脱氮分批多循环活性污泥法处理装置，该高效脱氮分批多循环活性污泥法处理装置，其属于运行稳定、处理效率高、运行成本低的高效脱氮分批多循环活性污泥法处理装置。
下面对本发明实施例提供的高效脱氮分批多循环活性污泥法处理装置的具体结构以及具体技术效果做一下详细说明：
优选的，作为一种可实施方案；所述循环管道9的进口端与所述反应区2连通，所述循环管道9的出口端还与所述反应区2连通。
需要说明的是，上述循环管道9的进口端与所述反应区2连通，所述循环管道9的出口端还与所述反应区2连通；通过上述循环管道9与反应区2的连接关系，便可以实现反应区2内部污水实施水循环的管道建设基础。
优选的，作为一种可实施方案；所述污泥回流管道10的进口端与所述反应区2连通，所述污泥回流管道10的出口端与所述生物选择区1连通。
需要说明的是，污泥回流管道10的进口端与所述反应区2连通，所述污泥回流管道10的出口端与所述生物选择区1连通。通过上述污泥回流管道10与反应区2以及生物选择区1的连接关系，便可以实现所述反应区2的沉淀污泥回流至所述生物选择区1实施污泥循环的管道建设基础了。
优选的，作为一种可实施方案；所述污泥回流泵5的底部还设置有排泥口13。
需要说明的是，污泥回流泵5的底部还设置有排泥口13，污泥回流泵5通过上述排泥口13实施部分污泥的排出操作。
优选的，作为一种可实施方案；所述射流曝气系统3包括曝气器31和曝气进气管道32；所述曝气进气管道32分别与所述生物选择区1和所述反应区2连通；且所述曝气器31设置在所述反应区2内部。
需要说明的是，上述射流曝气系统3用于对所述生物选择区1与所述反应区2提供曝气处理；其射流曝气系统3主要由曝气器31和曝气进气管道32构成；同时，曝气进气管道32分别与所述生物选择区1和所述反应区2连通；且所述曝气器31设置在所述反应区2内部。
优选的，作为一种可实施方案；所述曝气器31具体为碟式射流曝气器。
需要说明的是，曝气器的主要作用是将空气中的氧强制向液体中转移的过程，其目的是获得足够的溶解氧。与此同时，曝气还有防止池内悬浮体下沉，加强池内有机物与微生物及溶解氧接触的目的。同时该曝气器可以保证池内微生物在有充足溶解氧的条件下，对污水中有机物的氧化分解作用。上述曝气器可以选择使用多种形式的曝气装置；但是在本发明优选的技术方案中，上述曝气器31优选为碟式射流曝气器。很显然，碟式射流曝气器具有强大的充氧能力，且其避免射流之间的相互干扰，减少气泡并聚现象，有利于提高氧利用率，且其还具有处理效率高，处理速度快、设备免维护等技术特点。
因此，选择上述碟式射流曝气器很合适本发明的上述高效生物脱氮分批次多循环活性污泥处理装置。
优选的，作为一种可实施方案；所述曝气进气管道32上还设置有进气阀。
需要说明的是，曝气进气管道32上还设置有进气阀；通过该进气阀可以调节控制曝气进气管道32的氧气供给量以及曝气进气管道32内流通的开启和闭合。
相应地，本发明的一种污泥处理方法，其利用了上述高效生物脱氮分批次多循环活性污泥处理装置实现污水处理，包括如下操作步骤：
步骤一：污水单批次进入生物选择区1，在所述生物选择区1停留时间20-40min；
步骤二：开启循环泵4，实现对所述反应区2内部污水实施水循环和水力搅拌，水力循环强度为1.5-2.5m3/m3池容，搅拌时间0.5-2h；
步骤三：开启曝气进气管道32上的进风阀，利用射流曝气系统3进行好氧曝气操作，曝气强度为6-10m3/m2；
重复上述步骤二以及上述步骤三，直至所述反应区2的池内污水各项指标满足出水要求；
步骤四：实施反应区2的沉淀处理，沉淀1h，开启污泥回流泵5同时控制污泥回流20-30min，排泥20-30min；
步骤五：实施滗水处理，利用滗水器6对所述反应区2执行滗水1h动作。
本发明实施例提供的高效脱氮分批多循环活性污泥法处理装置及污泥处理方法具有如下方面的技术优势：
一、本发明实施例提供的高效脱氮分批多循环活性污泥法处理装置及污泥处理方法，其中该高效脱氮分批多循环活性污泥法处理装置主要由生物选择区和反应区，以及配套的射流曝气系统、循环泵、污泥回流泵、滗水器等装置构成，很显然，上述生物选择区和反应区，以及配套的射流曝气系统、循环泵、污泥回流泵、滗水器等具有特殊的结构设计，且具体结构装置之间连接、布局等都具有巧妙的设计；因此，本发明实施例提供的高效脱氮分批多循环活性污泥法处理装置，其设计更为合理，系统架构更加新颖、功能更加完善。
二、本发明提供的一种高效脱氮分批多循环活性污泥法处理装置，其采用分批次多循环运行周期：(进水→曝气→搅拌)→(曝气→搅拌)→(曝气→搅拌)→重复多次(曝气→搅拌)步骤→沉淀→滗水→闲置，能够充分利用原水中的有机物作为反硝化的碳源，降低系统运行成本。
三、本发明实施例提供的高效脱氮分批多循环活性污泥法处理装置及污泥处理方法，还具有对原污水水质、水量变化的适应能力较高；生物反应速率大，单位容积处理效率高，且无需大比例的硝化液回流，节省运行功耗等诸多技术优势。
基于以上诸多显著的技术优势，本发明提供的高效脱氮分批多循环活性污泥法处理装置及污泥处理方法，，必将带来良好的市场前景和经济效益。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (8)
1.一种高效脱氮分批多循环活性污泥法处理装置，其特征在于，包括生物选择区和反应区以及配套的射流曝气系统、循环泵、污泥回流泵、滗水器；
所述生物选择区的前端与污水进水管道连通；所述生物选择区后端与所述反应区之间通过连接管道连通；所述射流曝气系统用于对所述生物选择区与所述反应区提供曝气处理；
且所述反应区上还设置循环管道和污泥回流管道；
其中，所述循环泵设置在所述循环管道上；所述循环泵用于通过循环管道对所述反应区内部污水实施水循环处理；
其中，所述污泥回流泵设置在所述污泥回流管道上；所述污泥回流泵用于通过污泥回流管道将所述反应区的沉淀污泥回流至所述生物选择区实施污泥循环处理；
其中，所述滗水器设置在所述反应区上；所述滗水器用于将所述反应区内污水进行滗水处理，并将滗离出的上清液排至后续处理单元；
所述反应区上还设置有碳源加入口和碱加入口。
2.如权利要求1所述的高效脱氮分批多循环活性污泥法处理装置，其特征在于，
所述循环管道的进口端与所述反应区连通，所述循环管道的出口端还与所述反应区连通。
3.如权利要求1所述的高效脱氮分批多循环活性污泥法处理装置，其特征在于，
所述污泥回流管道的进口端与所述反应区连通，所述污泥回流管道的出口端与所述生物选择区连通。
4.如权利要求1所述的高效脱氮分批多循环活性污泥法处理装置，其特征在于，
所述污泥回流泵的底部还设置有排泥口。
5.如权利要求1所述的高效脱氮分批多循环活性污泥法处理装置，其特征在于，
所述射流曝气系统包括曝气器和曝气进气管道；所述曝气进气管道分别与所述生物选择区和所述反应区连通；且所述曝气器设置在所述反应区内部。
6.如权利要求5所述的高效脱氮分批多循环活性污泥法处理装置，其特征在于，
所述曝气器具体为碟式射流曝气器。
7.如权利要求5所述的高效脱氮分批多循环活性污泥法处理装置，其特征在于，
所述曝气进气管道上还设置有进气阀。
8.一种污泥处理方法，其特征在于，其利用如权利要求5-7任一项所述的高效脱氮分批多循环活性污泥法处理装置实现污水处理，包括如下操作步骤：
步骤一：污水单批次进入生物选择区，在所述生物选择区停留时间20-40min；
步骤二：开启循环泵，实现对所述反应区内部污水实施水循环和水力搅拌，水力循环强度为1.5-2.5m3/m3池容，搅拌时间0.5-2h；
步骤三：开启曝气进气管道上的进风阀，利用射流曝气系统3进行好氧曝气操作，曝气强度为6-10m3/m2；
重复上述步骤二以及上述步骤三，直至所述反应区的池内污水各项指标满足出水要求；
步骤四：实施反应区的沉淀处理，沉淀1h，开启污泥回流泵同时控制污泥回流20-30min，排泥20-30min；
步骤五：实施滗水处理，利用滗水器对所述反应区执行滗水1h动作。
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