CN110937682A - 阶梯式曝气生物反应池及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及污水处理技术领域，提供了一种阶梯式曝气生物反应池及其控制方法。包括池体，所述池体由底壁、前壁、后壁及两侧壁围合而成，污水自所述前壁流向所述后壁，所述池体内顺延水流方向分隔为顺次连通的多个生物反应区，所述池体内对应多个生物反应区设置有多组曝气装置，顺延水流方向的多组所述曝气装置的曝气量逐渐降低。污水由前至后流动时，污水中的有机物不断被污泥中的好氧微生物分解，有机物含量逐渐降低，后段的生物反应区的需氧量也逐渐降低，多组曝气装置阶梯式降低曝气量的方式满足顺延水流方向的多个生物反应区不同的氧需求，通过上述布置形式合理的利用了多组曝气装置的曝气量，进一步的减少了能耗。
Description
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，特别涉及一种阶梯式曝气生物反应池及其控制方法。
背景技术
活性污泥法被广泛应用于污水处理系统，该方法是在人工充氧的曝气池中，利用活性污泥去除废水中的有机物，AAO工艺是一种改进的活性污泥法，它的优越性是除了使有机污染物得到降解之外，还具有一定的脱氮除磷功能。传统的AAO工艺中污水从前段缺氧段后进入后段好氧段后，在好氧段中自前至后皆布置有曝气装置，曝气装置的曝气量皆一致，但是随着污水的流动，其中的有机物逐渐被消耗，好氧段的后段的溶解氧就会过于富余，这一定程度的浪费了较多资源。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阶梯式曝气生物反应池，确保污水能充分的进行好氧生物反应去除有机物，同时尽可能的节省曝气量。
为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种阶梯式曝气生物反应池，包括池体，所述池体由底壁、前壁、后壁及两侧壁围合而成，污水自所述前壁流向所述后壁，所述池体内顺延水流方向分隔为顺次连通的多个生物反应区，所述池体内对应多个生物反应区设置有多组曝气装置，顺延水流方向的多组所述曝气装置的曝气量逐渐降低。
可选的，所述池体内还布置有用于检测污水溶氧浓度的多组溶氧仪，所述多组溶氧仪对应处于多组曝气装置的上方；多组所述溶氧仪共同连接有曝气控制器，所述曝气控制器用于接收多组所述溶氧仪检测得到的溶氧浓度，还包括为多组所述曝气装置供气的多组曝气风机，所述曝气控制器与多组所述曝气风机电连接。
可选的，所述曝气控制器采用单片机，所述单片机上设置有与所述溶氧仪的输出端连接的逻辑判断电路，所述曝气风机的供电电路上设置有继电器，逻辑判断电路判断所述溶氧仪检测的溶氧浓度大于上限阈值时，单片机发出控制信号至继电器使得所述曝气风机停止工作，逻辑判断电路判断所述溶氧仪检测的溶氧浓度小于下限阈值时，单片机发出控制信号至继电器使得所述曝气风机开始工作。
可选的，所述前壁至所述后壁之间顺次布置有导流板一和导流板二，所述导流板一的下端与所述底壁间隙布置，所述导流板二的下端与所述底壁连接，所述曝气装置布置有三组且对应处于所述前壁与所述导流板一之间、所述导流板一与所述导流板二之间及所述导流板二与所述后壁之间。
可选的，所述导流板二与所述后壁之间设置有隔板，所述隔板与所述底壁间隙布置。
可选的，所述池体内设置有坡板，所述坡板自所述底壁向所述后壁斜向延伸布置。
可选的，所述隔板与所述后壁之间的区域设置有溶氧仪。
可选的，顺延水流方向的三组所述曝气装置的曝气量比值为3～4:2～3:1～2。
本发明的目的还在于提供一种阶梯式曝气生物反应池的控制方法，确保污水能充分的进行好氧生物反应去除有机物，同时尽可能的节省曝气量。
为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种阶梯式曝气生物反应池的控制方法，包括如下步骤：
A、污水自前壁的上部流入池体，污水顺次经过前壁与导流板一之间构成的区域一、导流板一与导流板二之间构成的区域二及导流板二与隔板之间构成的区域三，再经过隔板与后壁之间构成的区域四，最终由后壁的上部流出；
B、区域一、区域二及区域三的三组曝气装置的曝气量逐渐降低；
C、三组溶氧仪对应检测上述区域一、区域二及区域三的溶氧浓度，溶氧仪将溶氧浓度值反馈至曝气控制器，当曝气控制器判断某一区域的溶氧浓度大于上限阈值时，对应发出控制信号关闭此区域的曝气风机；当曝气控制器判断某一区域的溶氧浓度小于下限阈值时，对应发出控制信号开启此区域的曝气风机。
所述步骤B中，区域一、区域二及区域三的三组曝气装置的曝气量比值为4:3:2；
所述步骤C中，溶氧仪检测到区域一的溶氧浓度大于或等于4mg/L时，曝气控制器控制对应区域一的曝气风机停止工作，当溶氧浓度小于或等于3mg/L时，曝气控制器控制对应区域一的曝气风机开始工作；
溶氧仪检测到区域二的溶氧浓度大于或等于3mg/L时，曝气控制器控制对应区域二的曝气风机停止工作，当溶氧浓度小于或等于2mg/L时，曝气控制器控制对应区域二的曝气风机开始工作；
区域四布置有溶氧仪，此溶氧仪与曝气控制器连接，此溶氧仪检测到区域四的溶氧浓度大于或等于1mg/L时，曝气控制器控制对应区域三的曝气风机停止工作，当溶氧浓度小于或等于0.3mg/L时，曝气控制器控制对应区域三的曝气风机开始工作。
与现有技术相比，本申请将好氧池的池体由前至后分为多个生物反应区，每个区域内对应布置有曝气装置，同时由前至后多组曝气装置的曝气量阶梯式降低，如此污水由前至后流动时，污水中的有机物不断被污泥中的好氧微生物分解，有机物含量逐渐降低，后段的生物反应区的需氧量也逐渐降低，多组曝气装置阶梯式降低曝气量的方式满足顺延水流方向的多个生物反应区不同的氧需求，通过上述布置形式合理的利用了多组曝气装置的曝气量，进一步的减少了能耗。
附图说明
图1为本发明布置示意图。
附图标记：
1、池体；11、底壁；12、前壁；13、后壁；14、两侧壁；15、隔板；16、坡板；17、导流板一；18、导流板二；2、曝气装置；3、溶氧仪；4、曝气控制器；5、曝气风机。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供的一种阶梯式曝气生物反应池，包括池体1，池体1由底壁11、前壁12、后壁13及两侧壁14围合而成，污水自前壁12流向后壁13，池体1内顺延水流方向分隔为顺次连通的多个生物反应区，池体1内对应多个生物反应区设置有多组曝气装置2，顺延水流方向的多组曝气装置2的曝气量逐渐降低。
与现有技术相比，本申请将好氧池的池体1由前至后分为多个生物反应区，每个区域内对应布置有曝气装置2，同时由前至后多组曝气装置2的曝气量阶梯式降低，如此污水由前至后流动时，污水中的有机物不断被污泥中的好氧微生物分解，有机物含量逐渐降低，后段的生物反应区的需氧量也逐渐降低，多组曝气装置2阶梯式降低曝气量的方式满足顺延水流方向的多个生物反应区不同的氧需求，通过上述布置形式合理的利用了多组曝气装置2的曝气量，进一步的减少了能耗。
在一些实施例中，如图1所示，前壁12至后壁13之间顺次布置有导流板一17和导流板二18，导流板一17的下端与底壁11间隙布置，导流板二18的下端与底壁11连接，曝气装置2布置有三组且对应处于前壁12与导流板一17之间、导流板一17与导流板二18之间及导流板二18与后壁13之间。通过布置导流板的方式将池体1分为多个生物反应区，如此对应的在每一个生物反应区布置曝气装置2，当然导流板一17与导流板二18的布置数量不仅仅只限于一组，其布置形式是为了让污水流入池体1后以“自上而下-自下而上”的迂回S型路线流动，这样延长了污水的流动行程，有效促进了污水中污泥的混合均匀性，确保污泥在每一个生物反应区都能进行有效充分的好氧生物反应，多个生物反应区的有机物依次减少，最终污水经过不同曝气量的生物反应区由后壁13的上部流出。
在一些实施例中，如图1所示，导流板二18与后壁13之间设置有隔板15，隔板15与底壁11间隙布置。前壁12与导流板一17之间构成区域一，导流板一17与导流板二18之间构成区域二，导流板二18与隔板15之间构成区域三，隔板15与后壁13之间构成区域四，区域四的作用为沉淀澄清区，污水由隔板15与底壁11之间的间隙流入区域四，在区域四内污水自下而上流动经后壁13的上部流出，区域四不布置曝气装置2，没有气流扰动污水中的部分污泥会沉淀至区域三与区域四之间，沉淀污泥中的好氧微生物可进一步的留在池体1内进一步的进行好氧生物反应，通过区域四进一步控制池体1的出水污泥浓度，使其出水更为洁净，同时区域四的溶氧浓度会逐渐降低，污水在此区域会发生一定的反硝化反应，相对也能起到除氮的作用。
在一些实施例中，如图1所示，池体1内设置有坡板16，坡板16自底壁11向后壁13斜向延伸布置，坡板16的下端应该靠近隔板15的下方设置。坡板16对由区域三至区域四的污水起到了缓冲的作用，污泥经过坡板16的缓冲阻碍发生沉淀，如此确保污泥在区域四的沉淀效果。
在一些实施例中，顺延水流方向的三组曝气装置2的曝气量比值为3～4:2～3:1～2，由此控制区域一、区域二及区域三的溶氧浓度逐渐阶梯式降低。
在一些实施例中，如图1所示，池体1内还布置有用于检测污水溶氧浓度的多组溶氧仪3，多组溶氧仪3对应处于多组曝气装置2的上方；多组溶氧仪3共同连接有曝气控制器4，曝气控制器4用于接收多组溶氧仪3检测得到的溶氧浓度，还包括为多组曝气装置2供气的多组曝气风机5，曝气控制器4与多组曝气风机5电连接。为了降低能源消耗，对应的要间隙式的开启曝气装置2，曝气装置2的启闭条件是各生物反应区的溶氧浓度是否低于上限阈值或者达到上限阈值，如此保证各个生物反应区始终具有一定的好氧生物反应所需溶解氧，同时也能相对避免溶解氧富余浪费。
在一些实施例中，曝气控制器4采用单片机，单片机上设置有与溶氧仪3的输出端连接的逻辑判断电路，曝气风机5的供电电路上设置有继电器，逻辑判断电路判断溶氧仪3检测的溶氧浓度大于上限阈值时，单片机发出控制信号至继电器使得曝气风机5停止工作，逻辑判断电路判断溶氧仪3检测的溶氧浓度小于上限阈值时，单片机发出控制信号至继电器使得曝气风机5开始工作。曝气控制器4控制曝气风机5的启停是现有技术中公开的技术手段能轻易实现的，曝气控制器4采用单片机，单片机型号可采用AT89C51、STC15等类型单片机，在单片机上设置有可将溶氧仪3检测的溶氧浓度与上限阈值/下限阈值比较的逻辑判断电路，逻辑判断电路可通过如74LS85的集成数值比较器实现，单片机根据判断结果发出控制信号至继电器，继电器也是现有技术中常用的控制器件，将继电器布置于曝气风机5的供电电路上，单片机发出控制信号至继电器控制其触点开关打开或闭合，单片机根据每个生物反应区的溶氧仪3采集的溶氧浓度对应的控制各个继电器，由此对应控制曝气风机5停止工作或开始工作，曝气装置2如此实现间歇式曝气。
一种阶梯式曝气生物反应池的控制方法，包括如下步骤：
A、污水自前壁12的上部流入池体1，污水顺次经过前壁12与导流板一17之间构成的区域一、导流板一17与导流板二18之间构成的区域二及导流板二18与隔板15之间构成的区域三，再经过隔板15与后壁13之间构成的区域四，最终由后壁12的上部流出；
B、区域一、区域二及区域三的三组曝气装置2的曝气量逐渐降低；
C、三组溶氧仪3对应检测上述区域一、区域二及区域三的溶氧浓度，溶氧仪3将溶氧浓度值反馈至曝气控制器4，当曝气控制器4判断某一区域的溶氧浓度大于上限阈值时，对应发出控制信号关闭此区域的曝气风机5；当曝气控制器4判断某一区域的溶氧浓度小于下限阈值时，对应发出控制信号开启此区域的曝气风机5。
具体的，步骤B中，区域一、区域二及区域三的三组曝气装置2的曝气量比值为4:3:2；
具体的，步骤C中，溶氧仪3检测到区域一的溶氧浓度大于或等于4mg/L时，曝气控制器4控制对应区域一的曝气风机5停止工作，当溶氧浓度小于或等于3mg/L时，曝气控制器4控制对应区域一的曝气风机5开始工作；
溶氧仪3检测到区域二的溶氧浓度大于或等于3mg/L时，曝气控制器4控制对应区域二的曝气风机5停止工作，当溶氧浓度小于或等于2mg/L时，曝气控制器4控制对应区域二的曝气风机5开始工作；
在进一步的方案中，不通过区域三内的溶氧仪3检测出的溶氧浓度去控制区域三内的曝气装置2工作，而是通过区域四内的溶氧仪3，具体原因如下：污水经区域一至区域二再至区域三溶氧浓度逐渐降低，在此过程中污水已经进行足够的好氧生物反应，随后污水由区域三至区域四时，控制其溶氧浓度在0.3mg/L～1mg/L，使得区域四处于一种微缺氧状态，这样更便于污水在区域四发生一定的反硝化反应，但是同时不能使得区域四的溶氧浓度过低，否则反硝化反应产生的氮气增多会使得区域四产生气泡，气泡将会扰动区域四的污泥，不利于污泥在区域四内发生沉淀。
所以溶氧仪3检测到区域四的溶氧浓度大于或等于1mg/L时，曝气控制器4控制对应区域三的曝气风机5停止工作，当溶氧浓度小于或等于0.3mg/L时，曝气控制器4控制对应区域三的曝气风机5开始工作，控制区域四内的溶氧浓度确保其既能发生沉淀反应又能发生一定的反硝化作用，此时区域三内的溶氧仪3仅起到了检测作用，如此更进一步的节省了曝气量，使得区域四既起到沉淀澄清又起到一定的反硝化作用。
最后应说明的是：以上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精神和范围。
Claims (10)
1.一种阶梯式曝气生物反应池，其特征在于：包括池体(1)，所述池体(1)由底壁(11)、前壁(12)、后壁(13)及两侧壁(14)围合而成，污水自所述前壁(12)流向所述后壁(13)，所述池体(1)内顺延水流方向分隔为顺次连通的多个生物反应区，所述池体(1)内对应多个生物反应区设置有多组曝气装置(2)，顺延水流方向的多组所述曝气装置(2)的曝气量逐渐降低。
2.根据权利要求1所述的阶梯式曝气生物反应池，其特征在于：所述池体(1)内还布置有用于检测污水溶氧浓度的多组溶氧仪(3)，所述多组溶氧仪(3)对应处于多组曝气装置(2)的上方；多组所述溶氧仪(2)共同连接有曝气控制器(4)，所述曝气控制器(4)用于接收多组所述溶氧仪(3)检测得到的溶氧浓度，还包括为多组所述曝气装置(2)供气的多组曝气风机(5)，所述曝气控制器(4)与多组所述曝气风机(5)电连接。
3.根据权利要求2所述的阶梯式曝气生物反应池，其特征在于：所述曝气控制器(4)采用单片机，所述单片机上设置有与所述溶氧仪(3)的输出端连接的逻辑判断电路，所述曝气风机(5)的供电电路上设置有继电器，逻辑判断电路判断所述溶氧仪(3)检测的溶氧浓度大于上限阈值时，单片机发出控制信号至继电器使得所述曝气风机(5)停止工作，逻辑判断电路判断所述溶氧仪(3)检测的溶氧浓度小于下限阈值时，单片机发出控制信号至继电器使得所述曝气风机(5)开始工作。
4.根据权利要求1所述的阶梯式曝气生物反应池，其特征在于：所述前壁(12)至所述后壁(13)之间顺次布置有导流板一(17)和导流板二(18)，所述导流板一(17)的下端与所述底壁(11)间隙布置，所述导流板二(18)的下端与所述底壁(11)连接，所述曝气装置(2)布置有三组且对应处于所述前壁(12)与所述导流板一(17)之间、所述导流板一(17)与所述导流板二(18)之间及所述导流板二(18)与所述后壁(13)之间。
5.根据权利要求4所述的阶梯式曝气生物反应池，其特征在于：所述导流板二(18)与所述后壁(13)之间设置有隔板(15)，所述隔板(15)与所述底壁(11)间隙布置。
6.根据权利要求5所述的阶梯式曝气生物反应池，其特征在于：所述池体(1)内设置有坡板(16)，所述坡板(16)自所述底壁(11)向所述后壁(13)斜向延伸布置。
7.根据权利要求5所述的阶梯式曝气生物反应池，其特征在于：所述隔板(15)与所述后壁(13)之间的区域设置有溶氧仪(3)。
8.根据权利要求4所述的阶梯式曝气生物反应池，其特征在于：顺延水流方向的三组所述曝气装置(2)的曝气量比值为3～4:2～3:1～2。
9.一种阶梯式曝气生物反应池的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
A、污水自前壁(12)的上部流入池体(1)，污水顺次经过前壁(12)与导流板一(17)之间构成的区域一、导流板一(17)与导流板二(18)之间构成的区域二及导流板二(18)与隔板(15)之间构成的区域三，再经过隔板(15)与后壁(13)之间构成的区域四，最终由后壁(12)的上部流出；
B、区域一、区域二及区域三的三组曝气装置(2)的曝气量逐渐降低；
C、三组溶氧仪(3)对应检测上述区域一、区域二及区域三的溶氧浓度，溶氧仪(3)将溶氧浓度值反馈至曝气控制器(4)，当曝气控制器(4)判断某一区域的溶氧浓度大于上限阈值时，对应发出控制信号关闭此区域的曝气风机(5)；当曝气控制器(4)判断某一区域的溶氧浓度小于下限阈值时，对应发出控制信号开启此区域的曝气风机(5)。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于：
所述步骤B中，区域一、区域二及区域三的三组曝气装置(2)的曝气量比值为4:3:2；
所述步骤C中，溶氧仪(3)检测到区域一的溶氧浓度大于或等于4mg/L时，曝气控制器(4)控制对应区域一的曝气风机(5)停止工作，当溶氧浓度小于或等于3mg/L时，曝气控制器(4)控制对应区域一的曝气风机(5)开始工作；
溶氧仪(3)检测到区域二的溶氧浓度大于或等于3mg/L时，曝气控制器(4)控制对应区域二的曝气风机(5)停止工作，当溶氧浓度小于或等于2mg/L时，曝气控制器(4)控制对应区域二的曝气风机(5)开始工作；
区域四布置有溶氧仪(3)，此溶氧仪(3)与曝气控制器(4)连接，此溶氧仪(3)检测到区域四的溶氧浓度大于或等于1mg/L时，曝气控制器(4)控制对应区域三的曝气风机(5)停止工作，当溶氧浓度小于或等于0.3mg/L时，曝气控制器(4)控制对应区域三的曝气风机(5)开始工作。
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