CN111847784A - 污水的复合式处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种污水的复合式处理工艺，属于污水处理技术领域，其上游工艺采用至少两级串联的厌氧好氧反应器，下游工艺采用至少两级并联的序批反应器，在每一级的厌氧好氧反应器里污水先进入厌氧段，再进入好氧段，然后再进入到下一级的厌氧好氧反应器；上游工艺的最末级的厌氧好氧反应器的下游并联连接下游工艺的每一级序批反应器；每一级序批反应器单独配置工艺出水和工艺回流水，每一级的工艺回流水汇流并回流到上游工艺的第一级厌氧好氧反应器的厌氧段；并联的序批反应器的工况交错布置保证至少其一序批反应器工况出水，使并联的序批反应器总体系统保证连续出水；上游工艺和下游工艺组合联体构成污水的复合式处理工艺，其占地小，运行成本低。

Description

污水的复合式处理工艺

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体地说是一种污水的复合式处理工艺。

背景技术

一般的，传统活性污泥法是目前应用最广的好氧处理工艺，但该工艺由于污泥膨胀，氧利用率低，污泥产量大，处理负荷较低，处理出水水质差于生物膜法的问题。对于污水水质较差，且生化系统出水后续深度处理要求较高的技术，传统的活性污泥法已经满足不了当前的处理要求，亟待需求进一步的研发和改进。

发明内容

本发明的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种污水的复合式处理工艺。

本发明的技术方案是按以下方式实现的，本发明的污水的复合式处理工艺，包括上游工艺和下游工艺，

上游工艺采用至少两级串联的厌氧好氧反应器，

下游工艺采用至少两级并联的序批反应器，

在每一级的厌氧好氧反应器里污水先进入厌氧段，再进入好氧段，然后再进入到下一级的厌氧好氧反应器；

上游工艺的最末级的厌氧好氧反应器的下游并联连接下游工艺的每一级序批反应器；

每一级序批反应器单独配置工艺出水和工艺回流水，每一级的工艺回流水汇流并回流到上游工艺的第一级厌氧好氧反应器的厌氧段；

并联的序批反应器的工况交错布置保证至少其一序批反应器工况出水，使并联的序批反应器总体系统保证连续出水；

上游工艺和下游工艺组合联体构成污水的复合式处理工艺。

上游工艺在至少一级厌氧好氧反应器的好氧段通过射流曝气器自循环曝气，且此级好氧段通过硝化液回流泵回流到本级厌氧段；

每一级的厌氧好氧反应器的厌氧段内均配置潜水搅拌机用于搅拌污水，

每一级的厌氧好氧反应器的好氧段的中上层配置有酶浮填料。

序批反应器采用沉淀池，沉淀池的中上层配置有过滤斜板填料；

过滤斜板填料层的上方沉淀池空间配置为清水区，

过滤斜板填料层的下方沉淀池空间配置为配水区，配水区连通上游工艺的最末级的厌氧好氧反应器的处理水出水；

沉淀池底部的工艺回流水通过污泥泵泵送管道汇流并回流到上游工艺的第一级厌氧好氧反应器的厌氧段。

上游工艺优选两级串联的厌氧好氧反应器，下游工艺优选两级并联的序批反应器。

厌氧好氧反应器的好氧段配置有射流曝气器，厌氧好氧反应器的好氧段中的泥水混合物在相对低的压力下，由泵送入射流曝气器中，含有生物污泥的废水和空气在强烈的流通状态下接触，空气进口坡型设计，在增加接触面积同时，使进水在较低的压力下与空气进口进入的空气充分混合，减小能量消耗；

空气进口坡型设计采用斜向喷射口的设计使得气泡在排放口得到了二次剪切，有效防止了气泡的并聚，提高了气泡的质量和氧利用率；

进气管空气进口坡型进气方向与外管轴线呈锐角设置，使水流紊流程度降低，内部水头损失减小，系统能耗降低，同时水汽能够得到充分的混合。

进一步优化设计的污水的复合式处理工艺，该工艺是基于AO活性污泥法，以生物反应动力学、静态固液分离法布置水力条件，利用酶浮填料结合生物膜法，采用两段AO生化系统后接将占地较大的连续流二沉池优化为交替出水的序批斜板沉淀池，通过出水前的静置沉淀及斜板过滤提升出水水质并节省占地，同时在好氧O池采用射流曝气器曝气降低处理污水的电耗，降低水处理成本。

该工艺采用两级A/O工艺后接序批分离，并在O1、O2池及序批池内增加固定式酶浮填料，具备生物膜与活性污泥协同作用和序批反应、分离一体化特性。

两段A/O工艺采用前置缺氧池、前置好氧池、后置缺氧池、后置好氧池顺次串联，

本工艺上游引入的污水、以及本工艺的序批式沉淀池的回流污泥、前置好氧池回流的混合液三者一同混合进入前置缺氧池，由前置好氧池至前置缺氧池的回流系统提供硝态氮，进行反硝化反应；

前置缺氧池出水进入前置好氧池，经曝气去除大部分有机物及实现硝化反应，由于前置好氧池固定化酶浮填料实现同步硝化反硝化反应，有超过80％的总氮在第一段A/O得以去除，前置好氧出水再进入后置缺氧池，剩余的硝态氮在此处进行反硝化反应得到去除，出水进入后置好氧池，进一步对剩余有机物进行降解；

后置好氧区出水流入第一序批沉淀池或第二序批沉淀池，二者的工作时序是：

如果第一序批沉淀池作为沉淀池出水，则第二序批沉淀池则处于曝气好氧或沉淀状态；

如果第一序批沉淀池由沉淀池出水切换至曝气好氧或沉淀状态，则第二序批沉淀池由处于曝气好氧或沉淀状态切换至沉淀池出水；

第一序批沉淀池、第二序批沉淀池二者工况交替布置保证整体序批式沉淀池系统的连续出水；

第一、第二序批沉淀池的污泥通过污泥泵回流到前置缺氧池，污泥回流用于强化整个系统的反硝化效率及污泥浓度的平衡，根据要求的反硝化效率高低，可通过变速调节硝化液回流泵改变系统的回流量。

第一、第二序批沉淀池的剩余污泥从序批沉淀池排出直接送入生化污泥池处理。

前置好氧池和/或后置好氧池的池内好氧曝气采用射流曝气器，

射流曝气器的曝气管体的上游端设置有液相入口，曝气管体的下游端设置有混合液射流出口，于曝气管体中段设置为缩径段，缩径段混合腔上游的曝气管体侧位连通有空气进管；

空气进管的进气方向与曝气管体轴线呈坡型锐角设置；

空气进管内的空气采用低压空气引入到曝气管体，

好氧池中的泥水混合物在相对低的压力下，由泵送入射流曝气器中，由液相入口进入射流曝气器，低压空气通入空气进管，含有生物污泥的废水和空气在强烈的流通状态下接触，空气进管的空气进口坡型设计，在增加接触面积同时，使进水在较低的压力下与空气进口进入的空气在缩径段混合腔充分混合；混合液射流出口采用斜向喷射出口设置，使得气泡在排放口造成二次剪切，防止气泡的并聚，提高了气泡质量和氧利用率。

本发明的污水的复合式处理装置，其结构包括上游装置和下游装置，

上游装置采用至少两级串联的厌氧好氧反应器，

下游装置采用至少两级并联的序批反应器，

每一级厌氧好氧反应器由缺氧池和好氧池串接，相临两级厌氧好氧反应器中的上一级的好氧池串接下一级的缺氧池；

上游装置在至少一级厌氧好氧反应器的好氧池配置射流曝气器，射流曝气器配置在自循环曝气管路上对本级好氧池自循环曝气，且此级好氧段通过硝化液回流泵泵送管路回流连接到本级厌氧池；硝化液回流泵泵送管路上配置有硝化液回流泵；具备好氧池自循环曝气和硝化液回流泵泵送管路回流的厌氧好氧反应器至少布置在第一级厌氧好氧反应器；

每一级的厌氧好氧反应器的厌氧池内均配置潜水搅拌机，

每一级的厌氧好氧反应器的好氧池的中上层空间配置有酶浮填料；

上游装置的最末级的厌氧好氧反应器的下游通过上下游连接管路并联连接下游装置的每一级序批反应器；

序批反应器采用沉淀池，沉淀池的中上层空间配置有斜板或斜管填料；

斜板或斜管填料层的上方沉淀池空间配置为清水区，清水区液面处设置有溢流出水器；沉淀池通过溢流出水器排出清水出水；

斜板或斜管填料层的下方沉淀池空间配置为配水区，

配水区和清水区之间通过斜板或斜管填料中的通道空间连通，

配水区承接上下游连接管路连通上游工艺的最末级的厌氧好氧反应器的好氧池；

每一级序批反应器的沉淀池配水区底部通过污泥泵泵送管道汇流并回流到上游装置的第一级厌氧好氧反应器的厌氧池；

污泥泵泵送管道上配置有污泥泵；

每一级厌氧好氧反应器的缺氧池和好氧池相连接的顶部之间设置有级内AO溢流堰，缺氧池内的污水通过级内AO溢流堰溢流到好氧池内；

相临上一级的好氧池通过向下游溢流的级间溢流堰溢流串接相临下一级的缺氧池；

于好氧池池底引向池体外界的自循环曝气管路上的射流曝气器的主体配置为射流循环泵，于射流循环泵的泵出管部设置为曝气管体，曝气管体的上游端设置有液相入口，曝气管体的下游端设置有混合液射流出口，于曝气管体中段设置为缩径段，缩径段混合腔上游的曝气管体侧位连通有空气进管；

空气进管的进气方向与曝气管体的上游轴线方向呈锐角坡型设置；

空气进管内的空气采用低压空气引入到曝气管体，

好氧池中的泥水混合物在相对低的压力下，由泵送入射流曝气器中，由液相入口进入射流曝气器，低压空气通入空气进管，含有生物污泥的废水和空气在强烈的流通状态下接触，空气进管的空气进口坡型设计，在增加接触面积同时，使进水在较低的压力下与空气进口进入的空气在缩径段混合腔充分混合；

混合液射流出口段采用管径向下游渐变扩大的扩散管体，

管径向下游渐变扩大的扩散管体构成斜向喷射出口，使得气液气泡在斜向喷射出口构成二次剪切通道；

自循环曝气管路末端回流到好氧池底部连通有池底曝气分布器；

沉淀池配水区的底部设置为污泥存泥区；污泥存泥区内配置有污泥分布器；

溢流出水器设置在沉淀池清水区表面的下游末端，溢流出水器采用多排孔管集水器或出水槽，多排孔管集水器或出水槽通过出水管连通到沉淀池外界。

本发明与现有技术相比所产生的有益效果是：

本发明的污水的复合式处理工艺是在AO活性污泥法基础上，结合生物膜法的优势，以生物反应动力学、静态固液分离原理及合理的水力条件为基础而开发的一种具有系统组成简单、运行灵活和可靠性好等优良特点的废水处理新工艺。结合新型酶浮填料的在分离上优势，采用两段AO生化系统将占地较大的连续流二沉池优化为交替出水序批斜板沉淀池，通过出水前的静置沉淀及斜板过滤提升出水水质并节省占地，尤其适用于占地面积小，处理要求高的废水处理工程。同时在O池应用自主发明的射流曝气器将处理污水的电耗大幅度降低，大大降低了水处理成本。

本发明的污水的复合式处理工艺前段主要利用复合式连续流两级AO反应器，是在A/O工艺及SBR技术相关联进行污水处理，采用两级A/O工艺后接序批分离，并在O1、O2池及序批池内增加固定式酶浮填料，因此具有生物膜与活性污泥协同作用和序批反应、分离一体化特性。该方法为各种优势微生物的生长繁殖创造了良好的环境条件和水力条件，使得高难度有机物的降解、氨氮的硝化、反硝化等生化过程保持高效反应状态，有效地提高生化去除率。同时射流曝气可提高气泡的质量和氧利用率。该法采用组合式联体结构，占地面积小，运行费用低，剩余污泥量少。

该工艺具有以下几个方面的特征和优点：

1)工艺流程简单，土建和投资低，无二沉池，自动化程度高，同时在生物池中微生物总量由悬浮态的活性污泥及附着生物的生物膜组成，污泥浓度可达6000mg/L以上，即使在生物负荷不增加的情形下，也使得系统可以承受更高的容积负荷，故池容远较传统的生化处理系统为低，使得土建占地及投资远低于现有生化处理工艺。

2)对于单格序批沉淀池为间断进水，但对于整座序批沉淀池而言，实现了连续进水、出水，使得整个工艺出水连续均匀，操作管理方便；

3)池内水位基本恒定，好氧区处于常曝气状态，增加了池子容积利用率，提高了设备的利用率；射流曝气使空气氧转化利用率高，容积负荷和污泥负荷高。使得的污泥和废水大量循环提高了系统抗冲击负荷的能力，使系统更具稳定性，同时也改善了污泥的沉降性能；同时，由于酶浮填料的填充，对于射流曝气所释放的气泡起到二次剪切及防止并聚系统，相应延长了空气与水、微生物传质时间；填料拦截所形成的紊流水力剪切，使气泡高度细化并均匀分散，决定了系统内空气氧的转化利用率高。足够的溶解氧是保证好氧生物处理系统高负荷运行的条件，这也是该复合工艺的优势所在。

4)固液分离效果好，剩余污泥产量较少，降低污泥处理与处置费用。由于剥落的生物膜污泥所含原生动物成分较多和比重较大，且污泥颗粒个体较大，因而具有良好的污泥沉降性能，易于固液分离。由于生物膜中食物链较长，因而剩余污泥量明显减少，特别是酶浮填料的生物膜较之传统的生物膜法更厚，内部的厌氧菌能够分解部分好氧过程所合成的剩余污泥，从而使总剩余污泥大大减少。

5)耐冲击负荷能力强，该工艺进水期间相当于一个完全混合式反应器，具有强大的稀释功能，因而具有较强的耐冲击负荷和耐毒物能力，沉淀期间属于静止沉淀，沉淀条件好，反应器内可以积累较高的污泥浓度，从而可以不设二沉池；

6)良好的脱氮性能。生化反应区填充离子型酶促填料，反应器内存在不同菌种的稳定立体生态位组合，硝化和反硝化过程可有机结合，并同时进行，从而能降低系统在硝化反硝化过程中发生的pH变化，减少脱氮过程对碳源和碱度需求，脱氮程度高、效果稳定。同时，工艺通过专门的缺氧反应区加强了反硝化过程，另外，序批沉淀池非曝气阶段沉淀污泥床也有一定反硝化作用，从而使系统有良好的脱氮效果；

7)根据生物反应动力学原理，采用多池串联或并联运行，使污水在反应器的流动呈现出整体推流而在不同区域内为完全混合的复杂流态，不仅保证了稳定的处理效果，而且提高了容积利用率。

8)该工艺在序批沉淀池后端出水区增加倾斜式(60度-75度角)酶浮填料，用以过滤出水及增加分离池分离面积以降低出水池的分离表面负荷，从而保证较低的出水SS。

9)序批池装置出水，控制灵活，可有效防止表面浮渣及其它悬浮固体进入出水管道，出水悬浮固体量的降低是保证较高出水水质的重要前提。

10)本射流器在水处理系统中应用，其氧转移效率可达30-35％以上，可大大降低曝气时的空气需求量，从而降低曝气时的动力消耗，比传统的自吸式射流曝气器和液下曝气机提高动力效率1倍以上，更节能。采用独特的结构设计，彻底消除了目前广泛采用的微孔曝气器易于堵塞的痼疾，并且运行稳定、可靠；同时适用于多种好氧生物处理工艺，也已在氧化沟工艺中表现出巨大优势，也可以用于包括SBR、各类传统和改良的活性污泥工艺、接触氧化工艺等多种工艺。特别是本系统可以用于更深的池型，有进一步提高氧转移率和减少占地面积的潜力。

本发明的污水的复合式处理工艺尤其适用于粉煤气化污水的处理。

本发明的污水的复合式处理工艺设计合理、根据工艺所配置的设备结构简单、安全可靠、使用方便、易于维护，具有很好的推广使用价值。

附图说明

附图1是本发明的复合水处理工艺的原理流程示意图；

附图2是本发明的射流曝气器的结构示意图；

附图3是本发明的射流曝气器的工作原理示意图。

附图中的标记分别表示：

1、上游装置，2、下游装置，

3、厌氧好氧反应器，4、序批反应器，

5、前置缺氧池，6、前置好氧池，7、后置缺氧池，8、后置好氧池，

9、污水，10、射流曝气器，11、硝化液回流泵，12、潜水搅拌机，13、酶浮填料，

14、沉淀池，15、斜板或斜管填料，16、清水区，17、配水区，18、溢流出水器，19、污泥泵泵送管道，

20、第一序批沉淀池，21、第二序批沉淀池，

22、曝气管体，

23、液相入口，24、混合液射流出口，25、缩径段，26、空气进管，

27、空气进口坡型设计，

28、污泥泵，

29、自循环曝气管路，30、硝化液回流泵泵送管路，

31、上下游连接管路，

32、级内AO溢流堰，33、级间溢流堰，

34、射流循环泵，35、扩散管体，

36、污泥存泥区，

37、池底曝气分布器，38、出水管，

39、污泥分布器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的污水的复合式处理工艺作以下详细说明。

本发明的污水的复合式处理工艺是基于AO活性污泥法，以生物反应动力学、静态固液分离法布置水力条件，利用酶浮填料结合生物膜法，采用两段AO生化系统后接将占地较大的连续流二沉池优化为交替出水的序批斜板沉淀池，通过出水前的静置沉淀及斜板过滤提升出水水质并节省占地，同时在好氧O池采用射流曝气器曝气降低处理污水的电耗，降低水处理成本。

该工艺采用两级A/O工艺后接序批分离，并在O1、O2池及序批池内增加固定式酶浮填料，具备生物膜与活性污泥协同作用和序批反应、分离一体化特性。

两段A/O工艺采用前置缺氧池、前置好氧池、后置缺氧池、后置好氧池顺次串联，

本工艺上游引入的污水、以及本工艺的序批式沉淀池的回流污泥、前置好氧池回流的混合液三者一同混合进入前置缺氧池，由前置好氧池至前置缺氧池的回流系统提供硝态氮，进行反硝化反应；

前置缺氧池出水进入前置好氧池，经曝气去除大部分有机物及实现硝化反应，由于前置好氧池固定化酶浮填料实现同步硝化反硝化反应，有超过80％的总氮在第一段A/O得以去除，前置好氧出水再进入后置缺氧池，剩余的硝态氮在此处进行反硝化反应得到去除，出水进入后置好氧池，进一步对剩余有机物进行降解；

后置好氧区出水流入第一序批沉淀池或第二序批沉淀池，二者的工作时序是：

如果第一序批沉淀池作为沉淀池出水，则第二序批沉淀池则处于曝气好氧或沉淀状态；

如果第一序批沉淀池由沉淀池出水切换至曝气好氧或沉淀状态，则第二序批沉淀池由处于曝气好氧或沉淀状态切换至沉淀池出水；

第一序批沉淀池、第二序批沉淀池二者工况交替布置保证整体序批式沉淀池系统的连续出水；

第一、第二序批沉淀池的污泥通过污泥泵回流到前置缺氧池，污泥回流用于强化整个系统的反硝化效率及污泥浓度的平衡，根据要求的反硝化效率高低，可通过变速调节硝化液回流泵改变系统的回流量。

第一、第二序批沉淀池的剩余污泥从序批沉淀池排出直接送入生化污泥池处理。

本发明的污水的复合式处理工艺流程简介：污水进入生化水处理池的前置缺氧区，并与序批式沉淀池的回流污泥混合及前置好氧区回流的混合液混合，由前置好氧区至前置缺氧区的回流系统提供硝态氮，进行反硝化反应。前置缺氧池出水进入前置好氧池，经曝气去除大部分有机物及实现硝化反应，由于固定化酶浮填料的存在还实现了同步硝化反硝化反应，有超过80％的总氮在第一段A/O得以去除，前置好氧出水再进入后置缺氧区，剩余的硝态氮在此处进行反硝化反应得到去除，出水进入后置好氧区，进一步对剩余有机物进行降解。后置好氧区出水流入第一序批沉淀池或、第二序批沉淀池。如果第一序批沉淀池作为沉淀池出水，则第二序批沉淀池处于曝气好氧或沉淀状态，序批沉淀池的污泥通过污泥泵回流到前置缺氧区，污泥回流用于强化整个系统的反硝化效率及污泥浓度的平衡，根据要求的反硝化效率高低，可通过变速调节回流泵改变系统的回流量。剩余污泥从序批沉淀池排出直接送入生化污泥池。

其两组序批反应分离池的工作阶段周期如下表1所示：

序批反应分离池工作周期示意表

本发明的污水的复合式处理工艺配置：

(1)系统为2组，每组由前置缺氧池、前置好氧池、后置缺氧池、后置好氧池及二个序批沉淀池构成，污水自前置缺氧池自流进入前置好氧池，再自流经过后置缺氧池和后置好氧池，最终流入序批沉淀池，由两座序批沉淀池交替沉淀出水，出水自流至二级混凝沉淀池；

(2)前置好氧池设8台循环射流泵和射流器，后置好氧池设4台循环射流泵和射流器，并由罗茨鼓风机提供气源，对池内好氧曝气。前置、后置缺氧池设潜水搅拌机搅拌；

(3)好氧池内设有溶氧仪，通过观察溶氧仪，调节进气量，保证池内溶解氧浓度为2-3.5mg/L；

(4)通过调整污泥负荷、污泥泥龄或污泥浓度等方式进行工艺控制；

(5)前置好氧池设有硝化液回流，由硝化液回流泵将硝化液回流至前置缺氧区，以实现对氮的脱除；污泥由序批沉淀池经排泥泵回流至前置缺氧池，保障池内一定的污泥量；

(6)每组的二格序批沉淀池交替运行，保证整个系统连续出水。每格池子运行次序由时间继电器控制，每个运行周期为4h(80分钟曝气，40分钟静置沉淀，2小时出水)；

(7)序批沉淀池出水由PLC自动控制，曝气段：曝气阀打开，出水系统放空阀关闭，进气阀受压力传感器控制，保证出水系统内有一定气压，形成气封。出水段：曝气阀关闭，出水系统放空阀打开，进气阀关闭，出水系统内气封被破坏，可以稳定出水。

射流曝气器：

好氧曝气池中的泥水混合物在相对低的压力下，由泵送入射流曝气器中的液相入口，含有生物污泥的废水和空气在强烈的流通状态下接触，空气进口特殊的坡型设计，在增加接触面积同时，使进水在较低的压力下与空气进口进入的空气充分混合，因而其能量的消耗远小于传统的射流曝气器；另外斜向喷射出口设计使得气泡在排放口得到了二次剪切，有效防止了气泡的并聚，提高了气泡的质量和氧利用率。

进气管的进气方向与外管轴线呈锐角设置。45度锐角设置，可以使水流紊流程度最低，内部水头损失最小，系统能耗最低，同时水汽能够得到更好的混合。表2供气式低压射流曝气主要技术参数：

供气式低压射流曝气主要技术参数

氧转移效率	％	30～35
			动力效率	KgO<sub>2</sub>/kw.h	4.2-4.8
阻力损失	Pa	≥3000

在本射流曝气器中，水被雾化成直径极其微小的雾珠，空气中的氧迅速有效地转移到液相和生物相，完成氧气的快速转移过程。在标准状态下的氧转移效率高达30-35％，生化反应速率也有很大提高，远高于目前常用的曝气元件。该系统的动力消耗即使与目前使用的较先进的曝气元件相比较，具有相当大的优势，可以显著地降低废水处理的投资和运行成本。

原理：把气体剪切成微小的气泡，形成富氧的气液混合体，气液交织的湍流水平射出。气液混合体同时具有水平和垂直方向的能量，在池内产生强烈的混合，并携裹周围的液体往前流动，在水平方向动力和垂直方向气体上浮动力的双重作用下，形成整体的混合和循环。

这种设计是通过强烈地湍动混合与扩散作用，极大地强化了气体在液、固相间的传质速率，从而进一步提高了氧转移率，大幅度提高了动力效率，使得溶氧率大大提高；同时解决了其它常见曝气器的堵塞问题。该设备还具有经久耐用、管路布设简洁、安装维护方便、维修量小、投资及运行成本低等突出优点。

本发明应用实例一：

用复合式工艺处理粉煤气化污水，设计处理量为260m³/h，正常运行时气化污水进水量约200-240m³/h，温度44-46℃，COD 800-900mg/L，NH₃-N 100-180mg/l，处理完后，COD在10-35mg/L，NH₃-N在0.5-1.8mg/L，满足污水外排COD<40mg/L,NH₃-N<2mg/L的要求。

本发明应用实例二：

用复合式工艺污水处理气化渣水，设计规模确定为200m³/h，正常运行时150-180m³/h，处理后，出水COD<40mg/L，NH₃-N<2mg/L，均满足污水外排的要求。

本发明的射流曝气器采用供气式射流曝气器，供气式与传统曝气方式的比较见附表3：

通过大量现场运行数据比较，该低压供气式射流曝气器无论是氧转移效率还是动力效率均优于其他形式的曝气器。

本发明中AO、A/O中的“O”是字母O；O1、O2中的“0”是字母O。

AO是Anoxic Oxic的缩写，AO工艺法也叫厌氧好氧工艺法，A(Anaerobic)是厌氧段，用与脱氮除磷；O(Oxic)是好氧段，用于除水中的有机物。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，是将厌氧水解技术用为活性污泥的前处理。

本发明的污水的复合式处理装置，其结构包括上游装置1和下游装置2，

上游装置1采用至少两级串联的厌氧好氧反应器3，

下游装置2采用至少两级并联的序批反应器4，

每一级厌氧好氧反应器3由缺氧池和好氧池串接，相临两级厌氧好氧反应器中的上一级的好氧池串接下一级的缺氧池；

上游装置在至少一级厌氧好氧反应器的好氧池配置射流曝气器10，射流曝气器10配置在自循环曝气管路29上对本级好氧池自循环曝气，且此级好氧段通过硝化液回流泵泵送管路30回流连接到本级厌氧池；硝化液回流泵泵送管路30上配置有硝化液回流泵11；具备好氧池自循环曝气和硝化液回流泵泵送管路回流的厌氧好氧反应器至少布置在第一级厌氧好氧反应器；

每一级的厌氧好氧反应器的厌氧池内均配置潜水搅拌机12，

每一级的厌氧好氧反应器的好氧池的中上层空间配置有酶浮填料13；

上游装置的最末级的厌氧好氧反应器的下游通过上下游连接管路31并联连接下游装置的每一级序批反应器4；

序批反应器4采用沉淀池14，沉淀池的中上层空间配置有斜板或斜管填料15；

斜板或斜管填料层的上方沉淀池空间配置为清水区16，清水区液面处设置有溢流出水器18；沉淀池通过溢流出水器18排出清水出水；

斜板或斜管填料层的下方沉淀池空间配置为配水区17，

配水区和清水区之间通过斜板或斜管填料中的通道空间连通，

配水区承接上下游连接管路31连通上游工艺的最末级的厌氧好氧反应器的好氧池；

每一级序批反应器的沉淀池配水区底部通过污泥泵泵送管道19汇流并回流到上游装置的第一级厌氧好氧反应器的厌氧池；

污泥泵泵送管道上配置有污泥泵28。

每一级厌氧好氧反应器的缺氧池和好氧池相连接的顶部之间设置有级内AO溢流堰32，缺氧池内的污水通过级内AO溢流堰32溢流到好氧池内。

相临上一级的好氧池通过向下游溢流的级间溢流堰33溢流串接相临下一级的缺氧池。

于好氧池池底引向池体外界的自循环曝气管路29上的射流曝气器10的主体配置为射流循环泵34，于射流循环泵34的泵出管部设置为曝气管体22，曝气管体22的上游端设置有液相入口23，曝气管体的下游端设置有混合液射流出口24，于曝气管体中段设置为缩径段25，缩径段混合腔上游的曝气管体侧位连通有空气进管26；

空气进管的进气方向与曝气管体的上游轴线方向呈锐角坡型设置；

空气进管内的空气采用低压空气引入到曝气管体，

好氧池中的泥水混合物在相对低的压力下，由泵送入射流曝气器中，由液相入口进入射流曝气器，低压空气通入空气进管，含有生物污泥的废水和空气在强烈的流通状态下接触，空气进管的空气进口坡型设计，在增加接触面积同时，使进水在较低的压力下与空气进口进入的空气在缩径段混合腔充分混合；

混合液射流出口段采用管径向下游渐变扩大的扩散管体，

管径向下游渐变扩大的扩散管体构成斜向喷射出口，使得气液气泡在斜向喷射出口构成二次剪切通道，防止气泡的并聚，提高了气泡质量和氧利用率。

混合液射流出口连通到自循环曝气管路末端回流到好氧池底部连通有池底曝气分布器37。

每一级厌氧好氧反应器的缺氧池的池内空间小于该级的好氧池的池内空间。

沉淀池配水区的底部设置为污泥存泥区36。

溢流出水器18设置在沉淀池清水区表面的下游末端，溢流出水器采用多排孔管集水器或出水槽，多排孔管集水器或出水槽通过出水管38连通到沉淀池外界。

沉淀池配水区的底部的污泥存泥区内配置有污泥分布器39。

曝气管体的空气进管的进气方向与曝气管体的上游轴线方向的坡型锐角优选为45度的角度。

沉淀池14采用斜板/斜管式沉淀池、平流式沉淀池、竖流式沉淀池、辐流式沉淀池中的一种或其组合。

Claims (10)

1.污水的复合式处理工艺，其特征在于包括上游工艺和下游工艺，

上游工艺采用至少两级串联的厌氧好氧反应器，

下游工艺采用至少两级并联的序批反应器，

在每一级的厌氧好氧反应器里污水先进入厌氧段，再进入好氧段，然后再进入到下一级的厌氧好氧反应器；

上游工艺的最末级的厌氧好氧反应器的下游并联连接下游工艺的每一级序批反应器；

每一级序批反应器单独配置工艺出水和工艺回流水，每一级的工艺回流水汇流并回流到上游工艺的第一级厌氧好氧反应器的厌氧段；

并联的序批反应器的工况交错布置保证至少其一序批反应器工况出水，使并联的序批反应器总体系统保证连续出水；

上游工艺和下游工艺组合联体构成污水的复合式处理工艺。

2.根据权利要求1所述的污水的复合式处理工艺，其特征在于：

上游工艺在至少一级厌氧好氧反应器的好氧段通过射流曝气器自循环曝气，且此级好氧段通过硝化液回流泵回流到本级厌氧段；

每一级的厌氧好氧反应器的厌氧段内均配置潜水搅拌机用于搅拌污水，

每一级的厌氧好氧反应器的好氧段的中上层配置有酶浮填料。

3.根据权利要求1所述的污水的复合式处理工艺，其特征在于：

序批反应器采用沉淀池，沉淀池的中上层配置有过滤斜板填料；

过滤斜板填料层的上方沉淀池空间配置为清水区，

过滤斜板填料层的下方沉淀池空间配置为配水区，配水区连通上游工艺的最末级的厌氧好氧反应器的处理水出水；

沉淀池底部的工艺回流水通过污泥泵泵送管道汇流并回流到上游工艺的第一级厌氧好氧反应器的厌氧段。

4.根据权利要求1所述的污水的复合式处理工艺，其特征在于：

厌氧好氧反应器的好氧段配置有射流曝气器，厌氧好氧反应器的好氧段中的泥水混合物在相对低的压力下，由泵送入射流曝气器中，含有生物污泥的废水和空气在强烈的流通状态下接触，空气进口坡型设计，在增加接触面积同时，使进水在较低的压力下与空气进口进入的空气充分混合，减小能量消耗；

空气进口坡型设计采用斜向喷射口的设计使得气泡在排放口得到了二次剪切，有效防止了气泡的并聚，提高了气泡的质量和氧利用率；

进气管空气进口坡型进气方向与外管轴线呈锐角设置，使水流紊流程度降低，内部水头损失减小，系统能耗降低，同时水汽能够得到充分的混合。

5.污水的复合式处理工艺，其特征在于：该工艺是基于AO活性污泥法，以生物反应动力学、静态固液分离法布置水力条件，利用酶浮填料结合生物膜法，采用两段AO生化系统后接将占地较大的连续流二沉池优化为交替出水的序批斜板沉淀池，通过出水前的静置沉淀及斜板过滤提升出水水质并节省占地，同时在好氧O池采用射流曝气器曝气降低处理污水的电耗，降低水处理成本。

6.根据权利要求5所述的污水的复合式处理工艺，其特征在于：该工艺采用两级A/O工艺后接序批分离，并在O1、O2池及序批池内增加固定式酶浮填料，具备生物膜与活性污泥协同作用和序批反应、分离一体化特性。

7.根据权利要求5或6所述的污水的复合式处理工艺，其特征在于：

两段A/O工艺采用前置缺氧池、前置好氧池、后置缺氧池、后置好氧池顺次串联，

本工艺上游引入的污水、以及本工艺的序批式沉淀池的回流污泥、前置好氧池回流的混合液三者一同混合进入前置缺氧池，由前置好氧池至前置缺氧池的回流系统提供硝态氮，进行反硝化反应；

前置缺氧池出水进入前置好氧池，经曝气去除大部分有机物及实现硝化反应，由于前置好氧池固定化酶浮填料实现同步硝化反硝化反应，有超过80％的总氮在第一段A/O得以去除，前置好氧出水再进入后置缺氧池，剩余的硝态氮在此处进行反硝化反应得到去除，出水进入后置好氧池，进一步对剩余有机物进行降解；

后置好氧区出水流入第一序批沉淀池或第二序批沉淀池，二者的工作时序是：

如果第一序批沉淀池作为沉淀池出水，则第二序批沉淀池则处于曝气好氧或沉淀状态；

如果第一序批沉淀池由沉淀池出水切换至曝气好氧或沉淀状态，则第二序批沉淀池由处于曝气好氧或沉淀状态切换至沉淀池出水；

第一序批沉淀池、第二序批沉淀池二者工况交替布置保证整体序批式沉淀池系统的连续出水；

第一、第二序批沉淀池的污泥通过污泥泵回流到前置缺氧池，污泥回流用于强化整个系统的反硝化效率及污泥浓度的平衡，根据要求的反硝化效率高低，可通过变速调节硝化液回流泵改变系统的回流量。

8.根据权利要求7所述的污水的复合式处理工艺，其特征在于：第一、第二序批沉淀池的剩余污泥从序批沉淀池排出直接送入生化污泥池处理。

9.根据权利要求7所述的污水的复合式处理工艺，其特征在于：

前置好氧池和/或后置好氧池的池内好氧曝气采用射流曝气器，

射流曝气器的曝气管体的上游端设置有液相入口，曝气管体的下游端设置有混合液射流出口，于曝气管体中段设置为缩径段，缩径段混合腔上游的曝气管体侧位连通有空气进管；

空气进管的进气方向与曝气管体轴线呈坡型锐角设置；

空气进管内的空气采用低压空气引入到曝气管体，

好氧池中的泥水混合物在相对低的压力下，由泵送入射流曝气器中，由液相入口进入射流曝气器，低压空气通入空气进管，含有生物污泥的废水和空气在强烈的流通状态下接触，空气进管的空气进口坡型设计，在增加接触面积同时，使进水在较低的压力下与空气进口进入的空气在缩径段混合腔充分混合；混合液射流出口采用斜向喷射出口设置，使得气泡在排放口造成二次剪切，防止气泡的并聚，提高了气泡质量和氧利用率。

10.污水的复合式处理装置，其特征在于包括上游装置和下游装置，

上游装置采用至少两级串联的厌氧好氧反应器，

下游装置采用至少两级并联的序批反应器，

每一级厌氧好氧反应器由缺氧池和好氧池串接，相临两级厌氧好氧反应器中的上一级的好氧池串接下一级的缺氧池；

上游装置在至少一级厌氧好氧反应器的好氧池配置射流曝气器，射流曝气器配置在自循环曝气管路上对本级好氧池自循环曝气，且此级好氧段通过硝化液回流泵泵送管路回流连接到本级厌氧池；硝化液回流泵泵送管路上配置有硝化液回流泵；具备好氧池自循环曝气和硝化液回流泵泵送管路回流的厌氧好氧反应器至少布置在第一级厌氧好氧反应器；

每一级的厌氧好氧反应器的厌氧池内均配置潜水搅拌机，

每一级的厌氧好氧反应器的好氧池的中上层空间配置有酶浮填料；

上游装置的最末级的厌氧好氧反应器的下游通过上下游连接管路并联连接下游装置的每一级序批反应器；

序批反应器采用沉淀池，沉淀池的中上层空间配置有斜板或斜管填料；

斜板或斜管填料层的上方沉淀池空间配置为清水区，清水区液面处设置有溢流出水器；沉淀池通过溢流出水器排出清水出水；

斜板或斜管填料层的下方沉淀池空间配置为配水区，

配水区和清水区之间通过斜板或斜管填料中的通道空间连通，

配水区承接上下游连接管路连通上游工艺的最末级的厌氧好氧反应器的好氧池；

每一级序批反应器的沉淀池配水区底部通过污泥泵泵送管道汇流并回流到上游装置的第一级厌氧好氧反应器的厌氧池；

污泥泵泵送管道上配置有污泥泵；

每一级厌氧好氧反应器的缺氧池和好氧池相连接的顶部之间设置有级内AO溢流堰，缺氧池内的污水通过级内AO溢流堰溢流到好氧池内；

相临上一级的好氧池通过向下游溢流的级间溢流堰溢流串接相临下一级的缺氧池；

于好氧池池底引向池体外界的自循环曝气管路上的射流曝气器的主体配置为射流循环泵，于射流循环泵的泵出管部设置为曝气管体，曝气管体的上游端设置有液相入口，曝气管体的下游端设置有混合液射流出口，于曝气管体中段设置为缩径段，缩径段混合腔上游的曝气管体侧位连通有空气进管；

空气进管的进气方向与曝气管体的上游轴线方向呈锐角坡型设置；

空气进管内的空气采用低压空气引入到曝气管体，

好氧池中的泥水混合物在相对低的压力下，由泵送入射流曝气器中，由液相入口进入射流曝气器，低压空气通入空气进管，含有生物污泥的废水和空气在强烈的流通状态下接触，空气进管的空气进口坡型设计，在增加接触面积同时，使进水在较低的压力下与空气进口进入的空气在缩径段混合腔充分混合；

混合液射流出口段采用管径向下游渐变扩大的扩散管体，

管径向下游渐变扩大的扩散管体构成斜向喷射出口，使得气液气泡在斜向喷射出口构成二次剪切通道；

自循环曝气管路末端回流到好氧池底部连通有池底曝气分布器；

沉淀池配水区的底部设置为污泥存泥区；污泥存泥区内配置有污泥分布器；

溢流出水器设置在沉淀池清水区表面的下游末端，溢流出水器采用多排孔管集水器或出水槽，多排孔管集水器或出水槽通过出水管连通到沉淀池外界。

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