CN111977887A - 一种城镇污水处理多级硝化反硝化去除氨氮总磷设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于污水处理技术领域，具体为一种城镇污水处理多级硝化反硝化去除氨氮总磷设备及方法，包括依次连通的初级过滤箱、初级污泥回收室、厌氧区、缺氧区、好氧区、二沉池及排水消毒池；污水通过初级过滤箱过滤掉大颗粒垃圾后，流入到初级污泥回收室内；在初级污泥回收室内回收沉淀90％以上的污泥；在厌氧区和缺氧区内进行反硝化反应进行脱磷，缺氧区内的硝化液回流到厌氧区内；在好氧区内进行硝化反应，从而达到将氮从污水中脱除的目的；通过二沉池继续沉淀污泥，污泥通过污泥回收管回到厌氧区内；通过排水消毒池内进行消毒后排出；最终实现对城市污水的除磷和脱氮，还有对于污泥和大颗粒无法降解垃圾的回收。

Description

一种城镇污水处理多级硝化反硝化去除氨氮总磷设备及方法

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体为一种城镇污水处理多级硝化反硝化去除氨氮总磷设备及方法。

背景技术

随着污水排放标准不断提高，排放量不断增加，传统的水处理工艺对水中氮磷的去除率较低，能耗较大的问题愈加严重。且氮磷含量过高会直接造成水体富营养化，引起藻类暴发，水质恶化，同时降低水体当中的溶解氧，使大量鱼类死亡。厌氧氨氧化菌的发现改变了人们对氮循环途径的认识，使污水自养脱氮成为可能。与传统异养生物脱氮相比，厌氧氨氧化自养脱氮可以节省曝气量，因为仅需将污水中一半的氨氮氧化为亚硝态氮，而传统异养生物脱氮则需将全部的氨氮氧化为硝态氮；与此同时，厌氧氨氧化自养脱氮无需有机碳源，因为厌氧氨氧化菌以无机碳作为碳源，这就可以将污水中的有机物最大程度地用于厌氧产甲烷作用，以提高污水中能量的回收率。

目前污水短程硝化厌氧氨氧化技术主要应用于消化污泥脱水液等高氨氮污水脱氮。若能将厌氧氨氧化技术推广至城市污水处理，则有望使城市污水厂有能耗大户转变化能量自给或外供的企业。限制厌氧氨氧化技术在城市污水处理厂应用的瓶颈是厌氧氨氧化反应的底物亚硝酸盐不能得到稳定供应。目前认为获得亚硝酸盐的主要途径是通过氨氧化菌将污水中氨氮氧化为亚硝酸盐，同时避免亚硝酸盐进一步被亚硝酸盐氧化菌氧化为硝酸盐，即实现短程硝化。最新研究表明厌氧环境持留的生物膜可进行短程反硝化作用，即可将硝态氮还原为亚硝态氮，从而使反硝化过程出现亚硝态氮的积累，从而有望为厌氧氨氧化菌提供底物亚硝态氮。现有的污水处理技术还存在无法将大颗粒无法降解的杂质进行有效处理，且无法对污泥进行有效处理回收的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种城镇污水处理多级硝化反硝化去除氨氮总磷设备及方法，通过依次连通的初级过滤箱、初级污泥回收室、厌氧区、缺氧区、好氧区、二沉池及排水消毒池最终实现对城市污水的除磷和脱氮，还有对于污泥和大颗粒无法降解垃圾的回收，从而解决了现有的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种城镇污水处理多级硝化反硝化去除氨氮总磷设备及方法，应用如下设备：包括依次连通的初级过滤箱、初级污泥回收室、厌氧区、缺氧区、好氧区、二沉池及排水消毒池；所述初级过滤箱内设有倒V形设置的过滤网，所述初级过滤箱侧面设有可翻转打开的第一密封门；所述初级污泥回收室内设有通过多个隔板分成的沉淀槽，每个隔板高度从左到右逐渐降低，且每个沉淀槽底部设有污泥排出管；所述缺氧区和厌氧区内均设有搅拌组件和设于搅拌组件两侧的悬浮填料网，所述悬浮填料网通过吊装机构悬吊于缺氧区和厌氧区内；所述好氧区设有搅拌组件和与搅拌组件可拆卸连通的曝气泵，所述搅拌组件上设有多个气孔，且所述好氧区与厌氧区之间设有硝化液回流管；所述二沉池与厌氧区之间设有污泥回流管；所述排水消毒池上设有羟基发生器、吹风装置及排水管。

方法步骤为：

1)从初级过滤箱输入污水，污水通过过滤网进行初级过滤，过滤掉大颗粒垃圾后流入到初级污泥回收室内。

2)通过初级污泥回收室将污水中的杂质和污泥进行沉淀，前一个沉淀槽通过溢流的方式将污水流到下一个沉淀槽内，经过多级沉淀，去除90％以上的污泥和垃圾，污水继续通入到厌氧区内。

3)通过初级污泥回收室底部的污泥排出管来回收污泥和垃圾。

4)通过厌氧区内的搅拌装置搅动污水，通过悬浮填料网内的悬浮调料与污水反应进行反硝化，之后污水溢流到缺氧区内。

5)通过缺氧区内的搅拌装置搅动污水，通过悬浮填料网内的悬浮调料与污水反应进行反硝化，通过硝化液回流管将缺氧区内的硝化液和泥水混合液回流到厌氧区内，污水溢流到好氧区内。

6)好氧区内通过搅拌组件对水进行搅拌，同时打开曝气泵对搅拌组件进行充气从而进行曝气，同时控制好好氧区的溶解氧浓度为0.4-0.5mg/L，水溢流到二沉池进行第二次沉淀，去除污泥。

7)二沉池内的污泥通过污泥回流管回流到厌氧区内，清水溢流到排水消毒池内。

8)排水消毒池内，打开吹风装置将羟基发生器产生的羟基吹向清水，再将清水从排水管排出。

优选地，每个沉淀槽内设有污泥搅拌机构，所述沉淀槽设有倾斜朝向污泥排出管的斜坡，每个沉淀槽上均设有倾斜朝向下一个沉淀槽内污泥搅拌机构的倾斜导水板。正常情况下污泥搅拌机构不运行，在需要排出污泥的对沉淀槽底部进行搅拌，减少污泥凝固堵住污泥排出管的情况发生，有利于污泥进行排出，而倾斜导水板的设置，可以使得污水进入到下一个沉淀槽的时候，直接冲刷污泥搅拌机构，从而减少污泥搅拌机构上的污泥堆积。

优选地，所述初级污泥回收室底部设有污泥回收箱，所述污泥回收箱上设有可翻转打开的维护门。采用上述结构的设置，可以用过打开维护门来清洗污泥回收箱内的污泥。

优选地，所述搅拌组件包括搅拌体、用于驱动搅拌体旋转的搅拌电机、可拆卸设于搅拌体上的通气管及设于通气管外的搅拌叶轮，所述搅拌体上设有多个均匀设置的搅拌管，所述气孔均设于每个搅拌管上，所述通气管顶部设有气管接头。采用上述结构的设置，通过搅拌电机驱动搅拌体旋转，搅拌体带动通气管和搅拌管旋转，通气管带动搅拌叶轮旋转，使得污水能够被充分搅拌和悬浮填料充分反应，在好氧区内只需要在通气管上接上气管就能够实现搅拌的同时又进行曝气，曝气效果好。

优选地，所述气管接头内设有防水轴承。采用上述结构的设置，将气管插入到防水轴承内，这样通气管转动的时候就不会带动气管转动，而且只要在气管接头和气管的连接处设置常见的旋转密封结构即可，因此可以在厌氧区、缺氧区和好氧区内设置同样的搅拌组件，搅拌组件只要接上气管通过曝气泵进行曝气就能够同时实现搅拌和曝气的功能，功能多样。

优选地，所述吊装机构包括机架、设于机架上的吊轮和滑动架、设于吊轮上的吊绳，所述吊绳连接滑动架的顶部，所述滑动架与悬浮填料网顶部连接，所述机架上设有供滑动架滑动的滑槽。采用上述结构的设置，通过人工或者常见的电机来拉动吊绳，使得吊绳带动滑动架上升，从而带动悬浮填料网升起，进而实现悬浮填料的更换和回收，操作方便，有效避免填料丢失的情况发生。

优选地，所述初级污泥回收室、厌氧区、缺氧区、好氧区、二沉池及排水消毒池之间均通过溢流管连通。

优选地，每个所述溢流管内均设有弹簧和连接于弹簧上的多个挡水球。为了减少每个溢流管内壁长时间累积的水渍，造成水管老化等问题产生，通过在水流通过水管的时候，水会不断冲击弹簧和挡水球，使得弹簧不断地在水管内壁伸缩运动，从而使得弹簧能够不断地摩擦水管内壁实现清除水渍的功能，挡水球不仅能够增加增加弹簧与水的接触面积，而且还能够使得增加弹簧整体的惯性，使得弹簧能够晃动的行程更长，清洁效果更好。

优选地，所述弹簧由不锈钢加工而成。通过不锈钢制成的弹簧能够有效提高弹簧的防腐和防锈能力，还可以在弹簧表面做氧化处理提高弹簧的防腐和防锈能力。

优选地，所述初级过滤箱位于初级污泥回收室中第一个沉淀槽的中心顶部。采用上述结构的设置，使得初级过滤箱内进入的污水能够直接冲刷在污泥搅拌机构上，从而带动污泥搅拌机构旋转，防止污泥在第一个沉淀槽底部堆积，造成污泥排出管堵住。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明的结构示意图。

图2为搅拌组件的结构示意图。

图3为吊装机构的结构示意图。

图4为弹簧的安装示意图。

图中，1、初级过滤箱；110、过滤网；120、第一密封门；2、初级污泥回收室；210、隔板；220、沉淀槽；230、污泥排出管；240、污泥搅拌机构；250、斜坡；260、倾斜导水板；270、污泥回收箱；271、维护门；3、厌氧区；4、缺氧区；5、好氧区；6、二沉池；7、排水消毒池；710、羟基发生器；720、吹风装置；730、排水管；8、搅拌组件；810、搅拌体；820、搅拌电机；830、通气管；840、搅拌叶轮；811、搅拌管；831、气管接头；9、悬浮填料网；10、吊装机构；101、机架；102、吊轮；103、滑动架；104、吊绳；11、曝气泵；12、硝化液回流管；13、污泥回流管；14、弹簧；15、挡水球。

具体实施方式

以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，借此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种城镇污水处理多级硝化反硝化去除氨氮总磷设备及方法，应用如下设备：包括依次连通的初级过滤箱1、初级污泥回收室2、厌氧区3、缺氧区4、好氧区5、二沉池6及排水消毒池7。

具体的，所述初级过滤箱1内设有倒V形设置的过滤网110，所述初级过滤箱1侧面设有可翻转打开的第一密封门120，过滤网110为常见的金属网，网孔直径为1-2mm，倒V形的设置可以在污水冲刷的同时有效去除留在金属网上的杂质，从而将杂质冲向两边的下方。

具体的，所述初级污泥回收室2内设有通过多个隔板210分成的沉淀槽220，每个隔板210高度从左到右逐渐降低，且每个沉淀槽220底部设有污泥排出管230。

具体的，所述缺氧区4和厌氧区3内均设有搅拌组件8和设于搅拌组件8两侧的悬浮填料网9，所述悬浮填料网9通过吊装机构10悬吊于缺氧区4和厌氧区3内。

具体的，所述好氧区5设有搅拌组件8和与搅拌组件8可拆卸连通的曝气泵11，所述搅拌组件8上设有多个气孔，且所述好氧区5与厌氧区3之间设有硝化液回流管12。

具体的，所述二沉池6与厌氧区3之间设有污泥回流管13；所述排水消毒池7上设有羟基发生器710、吹风装置720及排水管730。

方法步骤为：

1)从初级过滤箱1输入污水，污水通过过滤网110进行初级过滤，过滤掉大颗粒垃圾后流入到初级污泥回收室2内。

2)通过初级污泥回收室2将污水中的杂质和污泥进行沉淀，前一个沉淀槽220通过溢流的方式将污水流到下一个沉淀槽220内，经过多级沉淀，去除90％以上的污泥和垃圾，污水继续通入到厌氧区3内。

3)通过初级污泥回收室2底部的污泥排出管230来回收污泥和垃圾。

4)通过厌氧区3内的搅拌装置搅动污水，通过悬浮填料网9内的悬浮调料与污水反应进行反硝化，之后污水溢流到缺氧区4内。

5)通过缺氧区4内的搅拌装置搅动污水，通过悬浮填料网9内的悬浮调料与污水反应进行反硝化，通过硝化液回流管12将缺氧区4内的硝化液和泥水混合液回流到厌氧区3内，污水溢流到好氧区5内。

6)好氧区5内通过搅拌组件8对水进行搅拌，同时打开曝气泵11对搅拌组件8进行充气从而进行曝气，同时控制好好氧区5的溶解氧浓度为0.4-0.5mg/L，水溢流到二沉池6进行第二次沉淀，去除污泥。

7)进入二沉池6进行泥水分离，二沉池6内的污泥通过污泥回流管13回流到厌氧区3内，上清水溢流到排水消毒池7内。

8)排水消毒池7内，打开吹风装置720将羟基发生器710产生的羟基吹向清水，再将清水从排水管730排出，其主要作用是将水中产生异味进行去除，减少排水消毒池7内的微生物生长，起到杀菌作用。

具体的，每个沉淀槽220内设有污泥搅拌机构240，所述沉淀槽220设有倾斜朝向污泥排出管230的斜坡250，每个沉淀槽220上均设有倾斜朝向下一个沉淀槽220内污泥搅拌机构240的倾斜导水板260。正常情况下污泥搅拌机构240不运行，在需要排出污泥的对沉淀槽220底部进行搅拌，减少污泥凝固堵住污泥排出管230的情况发生，有利于污泥进行排出，而倾斜导水板260的设置，可以使得污水进入到下一个沉淀槽220的时候，直接冲刷污泥搅拌机构240，从而减少污泥搅拌机构240上的污泥堆积。

其中污泥搅拌机构240为常见的电机驱动搅拌叶片组成。

具体的，所述初级污泥回收室2底部设有污泥回收箱270，所述污泥回收箱270上设有可翻转打开的维护门271。采用上述结构的设置，可以用过打开维护门271来清洗污泥回收箱270内的污泥。

具体的，所述搅拌组件8包括搅拌体810、用于驱动搅拌体810旋转的搅拌电机820、可拆卸设于搅拌体810上的通气管830及设于通气管830外的搅拌叶轮840，所述搅拌体810上设有多个均匀设置的搅拌管811，所述气孔均设于每个搅拌管811上，所述通气管830顶部设有气管接头831。采用上述结构的设置，通过搅拌电机820驱动搅拌体810旋转，搅拌体810带动通气管830和搅拌管811旋转，通气管830带动搅拌叶轮840旋转，使得污水能够被充分搅拌和悬浮填料充分反应，在好氧区5内只需要在通气管830上接上气管就能够实现搅拌的同时又进行曝气，曝气效果好。

具体的，所述气管接头831内设有防水轴承。采用上述结构的设置，将气管插入到防水轴承内，这样通气管830转动的时候就不会带动气管转动，而且只要在气管接头831和气管的连接处设置常见的旋转密封结构即可，因此可以在厌氧区3、缺氧区4和好氧区5内设置同样的搅拌组件8，搅拌组件8只要接上气管通过曝气泵11进行曝气就能够同时实现搅拌和曝气的功能，功能多样。

具体的，所述吊装机构10包括机架101、设于机架101上的吊轮102和滑动架103、设于吊轮102上的吊绳104，所述吊绳104连接滑动架103的顶部，所述滑动架103与悬浮填料网9顶部连接，所述机架101上设有供滑动架103滑动的滑槽。采用上述结构的设置，通过人工或者常见的电机来拉动吊绳104，使得吊绳104带动滑动架103上升，从而带动悬浮填料网9升起，进而实现悬浮填料的更换和回收，操作方便，有效避免填料丢失的情况发生，其中，悬浮填料采用反硝化悬浮填料。

具体的，所述初级污泥回收室2、厌氧区3、缺氧区4、好氧区5、二沉池6及排水消毒池7之间均通过常见的溢流管连通。

具体的，每个所述溢流管内均设有弹簧14和连接于弹簧14上的多个挡水球15。为了减少每个溢流管内壁长时间累积的水渍，造成水管老化等问题产生，通过在水流通过水管的时候，水会不断冲击弹簧14和挡水球15，使得弹簧14不断地在水管内壁伸缩运动，从而使得弹簧14能够不断地摩擦水管内壁实现清除水渍的功能，挡水球15不仅能够增加增加弹簧14与水的接触面积，而且还能够使得增加弹簧14整体的惯性，使得弹簧14能够晃动的行程更长，清洁效果更好。

具体的，所述弹簧14由不锈钢加工而成。通过不锈钢制成的弹簧14能够有效提高弹簧14的防腐和防锈能力，还可以在弹簧14表面做氧化处理提高弹簧14的防腐和防锈能力。

具体的，所述初级过滤箱1位于初级污泥回收室2中第一个沉淀槽220的中心顶部。采用上述结构的设置，使得初级过滤箱1内进入的污水能够直接冲刷在污泥搅拌机构240上，从而带动污泥搅拌机构240旋转，防止污泥在第一个沉淀槽220底部堆积，造成污泥排出管230堵住。

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。

较多了使用诸如初级过滤箱1、初级污泥回收室2、厌氧区3、缺氧区4、好氧区5、二沉池6、排水消毒池7、过滤网110、第一密封门120、隔板210、沉淀槽220、污泥排出管230、搅拌组件8、悬浮填料网9、吊装机构10、曝气泵11、硝化液回流管12、污泥回流管13、羟基发生器710、吹风装置720、排水管730、污泥搅拌机构240、斜坡250、倾斜导水板260、污泥回收箱270、维护门271、搅拌体810、搅拌电机820、通气管830、搅拌叶轮840、搅拌管811、气管接头831、机架101、吊轮102、滑动架103、吊绳104、弹簧14、挡水球15等术语，需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种城镇污水处理多级硝化反硝化去除氨氮总磷设备，其特征在于，包括依次连通的初级过滤箱、初级污泥回收室、厌氧区、缺氧区、好氧区、二沉池及排水消毒池；所述初级过滤箱内设有倒V形设置的过滤网，所述初级过滤箱侧面设有可翻转打开的第一密封门；所述初级污泥回收室内设有通过多个隔板分成的沉淀槽，每个隔板高度从左到右逐渐降低，且每个沉淀槽底部设有污泥排出管；所述缺氧区和厌氧区内均设有搅拌组件和设于搅拌组件两侧的悬浮填料网，所述悬浮填料网通过吊装机构悬吊于缺氧区和厌氧区内；所述好氧区设有搅拌组件和与搅拌组件可拆卸连通的曝气泵，所述搅拌组件上设有多个气孔，且所述好氧区与厌氧区之间设有硝化液回流管；所述二沉池与厌氧区之间设有污泥回流管；所述排水消毒池上设有羟基发生器、吹风装置及排水管。

2.如权利要求1所述的一种城镇污水处理多级硝化反硝化去除氨氮总磷设备，其特征在于，每个沉淀槽内设有污泥搅拌机构，所述沉淀槽设有倾斜朝向污泥排出管的斜坡，每个沉淀槽上均设有倾斜朝向下一个沉淀槽内污泥搅拌机构的倾斜导水板。

3.如权利要求2所述的一种城镇污水处理多级硝化反硝化去除氨氮总磷设备，其特征在于，所述初级污泥回收室底部设有污泥回收箱，所述污泥回收箱上设有可翻转打开的维护门。

4.如权利要求1所述的一种城镇污水处理多级硝化反硝化去除氨氮总磷设备，其特征在于，所述搅拌组件包括搅拌体、用于驱动搅拌体旋转的搅拌电机、可拆卸设于搅拌体上的通气管及设于通气管外的搅拌叶轮，所述搅拌体上设有多个均匀设置的搅拌管，所述气孔均设于每个搅拌管上，所述通气管顶部设有气管接头。

5.如权利要求4所述的一种城镇污水处理多级硝化反硝化去除氨氮总磷设备，其特征在于，所述所述气管接头内设有防水轴承。

6.如权利要求1所述所述的一种城镇污水处理多级硝化反硝化去除氨氮总磷设备，其特征在于，所述吊装机构包括机架、设于机架上的吊轮和滑动架、设于吊轮上的吊绳，所述吊绳连接滑动架的顶部，所述滑动架与悬浮填料网顶部连接，所述机架上设有供滑动架滑动的滑槽。

7.如权利要求1所述的一种城镇污水处理多级硝化反硝化去除氨氮总磷设备，其特征在于，所述初级污泥回收室、厌氧区、缺氧区、好氧区、二沉池及排水消毒池之间均通过溢流管连通。

8.如权利要求7所述的一种城镇污水处理多级硝化反硝化去除氨氮总磷设备，其特征在于，每个所述溢流管内均设有弹簧和连接于弹簧上的多个挡水球。

9.如权利要求3所述的一种城镇污水处理多级硝化反硝化去除氨氮总磷设备，其特征在于，所述初级过滤箱位于初级污泥回收室中第一个沉淀槽的中心顶部。

10.一种城镇污水处理多级硝化反硝化去除氨氮总磷设备的使用方法，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的污水处理设备，使用步骤为：

1)从初级过滤箱输入污水，污水通过过滤网进行初级过滤，过滤掉大颗粒垃圾后流入到初级污泥回收室内；

2)通过初级污泥回收室将污水中的杂质和污泥进行沉淀，前一个沉淀槽通过溢流的方式将污水流到下一个沉淀槽内，经过多级沉淀，去除90％以上的污泥和垃圾，污水继续通入到厌氧区内；

3)通过初级污泥回收室底部的污泥排出管来回收污泥和垃圾；

4)通过厌氧区内的搅拌装置搅动污水，通过悬浮填料网内的悬浮调料与污水反应进行反硝化，之后污水溢流到缺氧区内；

5)通过缺氧区内的搅拌装置搅动污水，通过悬浮填料网内的悬浮调料与污水反应进行反硝化，通过硝化液回流管将缺氧区内的硝化液和泥水混合液回流到厌氧区内，污水溢流到好氧区内；

6)好氧区内通过搅拌组件对水进行搅拌，同时打开曝气泵对搅拌组件进行充气从而进行曝气，同时控制好好氧区的溶解氧浓度为0.4-0.5mg/L，水溢流到二沉池进行第二次沉淀，去除污泥；

7)二沉池内的污泥通过污泥回流管回流到厌氧区内，清水溢流到排水消毒池内；

8)排水消毒池内，打开吹风装置将羟基发生器产生的羟基吹向清水，再将清水从排水管排出。

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