CN114262058A - 一种双循环双沉淀池一体化生物处理装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于污水处理技术领域，公开了一种双循环双沉淀池一体化生物处理装置及方法，一级曝气池上端通过隔板开设的通道口与二级曝气池连通；二级曝气池右侧为倾斜壁面，一级沉淀池设置在二级曝气池倾斜壁面的上方，二级沉淀池设置在一级沉淀池右侧；一级沉淀池底部连通第一污泥回流区，沉淀污泥回流至第二级曝气池，二级沉淀池下端连通第二污泥回流区，沉淀污泥回流至第一级曝气池。本发明提高了反应池去除效率，减少了反应池的数量、减小反应池占地面积，减少了中氧和低氧区搅拌的电能消耗，两级曝气池对进水适应能力更强，提高了氧的利用效率和脱氮除磷能力，二级曝气池对活性污泥的分解能够降低污泥产量，减少运行管理成本。

Description

一种双循环双沉淀池一体化生物处理装置及方法

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，尤其涉及一种双循环双沉淀池一体化生物处理装置及方法。

背景技术

目前，乡镇污水处理需求量逐年增加：随着中国城市化进程的加快，乡镇人口的总数和单位密度逐年增加，这种变化促进乡镇经济发展同时也导致乡镇生活污水和工业废水产量逐年增加。与污水处理需求量形成鲜明对比的是，当前我国乡镇污水处理量较低。我国小城镇污水的处理率只有10％。建立完善的乡镇污水处理体系已成为污水处理领域重要发展方向。

乡镇污水处理难度大：乡镇构成的复杂性导致乡镇污水的水质水量变化较大。污水水质方面，洗涤剂、清洁剂的使用使污水中氮磷含量较高，而有机物浓度一般较低，浊度较高。污水水量方面，乡镇污水水量小，日变化系数大，易受不同季节进水水量水质、人口流动性、污水处理工艺的内在限制因素等条件影响。乡镇的基础设施建设滞后，环保设施不健全，排、供水设施不配套，同时乡镇地区缺乏技术人才，在污水处理设施运行维护方面缺少管理。

乡镇污水处理工艺向一体化方向转变：针对我国乡镇污水分散广、来源多、水质成分复杂、水量变化大等特征，传统管网收集系统及成建制的污水处理厂存在技术和经济困难。因此，乡镇污水处理系统从大规模集中式向中小规模分散式发展，逐渐形成“大型为主，中小型互补”的布局，这为一体化污水处理设备的应用和发展提供了新的契机。

目前乡镇污水处理工艺应用较为广泛的是A/O工艺(地埋式A/O法处理设备+人工湿地)、净化槽工艺、厌氧产沼气-缺氧反硝化脱臭-跌水充氧接触氧化法-人工湿地技术工艺和微动力高效复合渗滤床+氮磷消化湿地处理技术，这些工艺在运行过程中存在处理装置的运行成本高，脱氮除磷效果仍然不够好，抗水质波动能力弱，出水中浊度高等问题。因此，构造一种双循环双沉淀池一体化生物处理装置及方法来处理乡镇污水，降低运行维护费用提高出水质量。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有针对乡镇污水生物处理的一体化装置多为在原有厌氧池、缺氧池和好氧池的基础上，进行简单的组合设计，构筑物较多，操作复杂。单级生物处理效果有限，抗冲击能力不足，难以满足乡镇污水水质变化的特点需求。大量的设备投入，消耗大量能源，对于乡镇地区经济基础薄弱，难以长期维持。

现有的乡镇污水处理设备的脱氮除磷能力低，抗水质波动能力弱，出水浊度高，运行维护费用高

解决以上问题及缺陷的难度为：如何合理设计、布局一体化装置内部结构，融合生物处理所需厌氧、缺氧和好氧环境为一体，减少各功能区设备投入和能源消耗，最大限度的实现水量调节、生化处理、沉淀出水一体化，并降低能源消耗是解决以上问题的难点。

解决以上问题及缺陷的意义为：生物处理过程需要在不同的氧环境和功能微生物的共同作用下完成，污染物的降解需要多种微生物协同作用才能实现，既要满足功能微生物的种群稳定，又要使中间产物能够相互交换，促进反应进行，是一体化生物处理装置及方法的研发难点。

本发明的双循环双沉淀池一体化装置及运行方法，通过双沉淀池各自回流保证了两级曝气区微生物的稳定，同时增加了循环量，促进物质和能量交换，降低乡镇污水生物处理过程的操作难度和维护难度，减少污水处理过程中的能源消耗，对于促进乡镇污水处理设施普及，改善乡镇地区水环境质量，实现绿水青山可持续发展，提高人们生活水平具有重要意义。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种双循环双沉淀池一体化生物处理装置及方法。

本发明是这样实现的，一种双循环双沉淀池一体化生物处理装置及方法包括：

调节池，外端与外部污水管道连通，用于对污水进行均质调节；

曝气池，包括一级曝气池和二级曝气池，所述一级曝气池底部的进水口通过连接管道与调节池底部连通，所述一级曝气池和二级曝气池之间设置有隔板，所述一级曝气池上端通过隔板开设的通道口与二级曝气池连通；

一级沉淀池，设置在二级曝气池倾斜壁面的上方，一级沉淀池内的污泥通过底部第一污泥回流区回流至曝气池，出水通过顶部溢流堰流入二级沉淀池；

二级沉淀池，设置在一级沉淀池一侧，通过下端第二污泥回流区与一级曝气池相连接，通过污泥的自身重量沉降和曝气气流上升产生的吸力，将污泥回流至一级曝气池；

曝气装置，包括设置在调节池底部的第一曝气装置和设置在一级曝气池底部的第二曝气装置，所述第一曝气装置用于预曝气和搅拌，所述第二曝气装置用于为微生物供气。

在本发明中，所述的双循环双沉淀池一体化生物处理装置，通过引导气泡上升带动水流做循环运动，增加空气与微生物的接触面积和接触时间，提高氧气利用率。同时单侧曝气产生的局部负压，作为沉淀污泥回流至曝气区的动力，将沉淀池沉淀污泥抽吸至曝气区，实现污泥回流。曝气区顶部双沉淀池的设计，保证两级生化单元实现各自沉淀污泥回流，促进生化系统物质和能量交换，提高污染物去除效率。以曝气装置作为整个系统的唯一动力，实现搅拌、供氧、混合液回流、污泥回流等功能，操作简单且能耗低。

进一步，所述第一曝气装置和第二曝气装置均通过连接管路依次与第一气体流量计和风机连接。

进一步，所述第一曝气装置和第二曝气装置之间连接有第二气体流量计。

进一步，所述调节池底部与一级曝气池之间的连接管道之间设置有逆止阀。

进一步，所述一级沉淀池和二级沉淀池中间上端设置有溢流堰。

进一步，所述调节池内嵌装有格栅。

进一步，所述一级曝气池和二级曝气池之间的隔板为倾斜隔板，隔板与水平面夹角为5-10°。

进一步，所述通道口宽度为0.3-0.5m。

进一步，所述二级曝气池侧面的倾斜壁面与水平面夹角为295-315°。

进一步，所述第二污泥回流区底部开口宽度为0.5-1m。

本发明的另一目的在于提供一种双循环双沉淀池一体化生物处理方法，针对乡镇污水水质特点，通过改变曝气强度控制混合液和沉淀污泥回流量，双沉淀池分别自动回流至相应的两级曝气区，保证各级微生物量和微生物种类稳定，在高低负荷下均可稳定运行。

具体地，所述双循环双沉淀池一体化生物处理方法包括以下步骤：

步骤一，进水步骤：乡镇污水原水首先进入格栅，截留污水中大部分悬浮物后流入调节池，调节池内设有曝气装置用于搅拌和对污水进行预曝气，调节池底部与曝气池底部相连接，原水经过联通管道进入曝气池；

步骤二，曝气过程：调节池和曝气池设有曝气装置，曝气池通过单侧产生使气泡沿隔板运动，形成水力循环，增加氧气与微生物的接触面积，同时在两级生化区内形成外圈高溶解氧，内圈低溶解氧的氧环境，有助于不同微生物协同降解污染物；

步骤三，污泥回流过程：活性污泥在曝气池内循环运动，部分污泥随污水流入一级沉淀池；流入一级沉淀池的污泥，一部分经沉淀池底部污泥回流区回流至曝气池，另一部分流入二级沉淀池，经二级沉淀池底部污泥回流区回流至一级曝气池底部。两级沉淀池分别回流至第一和第二曝气区，保证曝气池污泥浓度，同时提高系统物质和能量交换，提高污染物去除效率；

步骤四，出水步骤：原水由调节池底部进入曝气池底部，污水在曝气池内形成逆时针循环流动，污水由曝气池顶端流入一级沉淀池和二级沉淀池沉淀，二级沉淀池内的上清液排出系统。两级沉淀池的结构设计，使第一级沉淀池为高负荷，第二沉淀池为低负荷，通过曝气过程产生的吸力将沉淀池底部浓缩污泥回流至曝气池，加速了沉淀池沉淀，降低出水悬浮物浓度；

步骤五，剩余污泥外排过程：微生物产生的剩余污泥和进水中无机物积累到一定程度，采取定期外排的方式处理。

进一步，所述步骤一微生物投加和驯化中，在好氧池投加城市污水处理厂活性污泥，初始污泥浓度在3000-4000mg/L，闷曝2-3天后连续进水，每天逐渐增加进水量，至达到设计水量后继续运行2天，启动阶段结束，试验启动运行时间为1周。

进一步，所述步骤二曝气过程中，采用连续流运行模式，同时开始调节池和曝气池的连续曝气，二级曝气池顶部溶解氧浓度控制在2.0-3.0mg/L，污泥停留时间为12h，污泥回流比100％；

空气进入调节池后，在水中逐渐上升，搅动调节池内污水混合，起到污水均质的作用，空气进入曝气池后，被穿孔曝气管分割成小气泡并沿着壁面逐渐由一级曝气池上升至二级曝气池，随后一部分气泡溢出水面，另一部分气泡在水流的作用下随水流运动，气泡沿导流板运动，并随水流向下，受底面的阻挡反弹，并沿着底面缓慢运动，随后由于曝气产生的真空压力抽吸作用，又随气泡一同向上运动；

在一级曝气池气泡沿导流板做顺时针运动，混合液中滞留的气体，在曝气的作用下，中心部分流速缓慢，越向外流速越大，使一级曝气池池内空间中心区域为低氧区，向外为中氧区，边续为高氧区，三个区域的范围随曝气量大小而改变，曝气量增大时，高氧区域范围大，缺氧和中氧区域的范围依次减小，曝气量减小时，高氧区域范围小，缺氧和中氧区域的范围依次增大；气泡沿导流板在二级曝气池做逆向运动，内部氧分布变化规律基本与一级曝气池一致，进而形成两级循环运动；

同时由于导流板的反弹作用，气泡在每一级曝气池沿导流板运动时都会产生反向运动的气泡，进而形成两级双向循环流态。

进一步，所述步骤四出水步骤中，原水由调节池底部进入曝气池底部，污水在曝气产生的推动力下，向曝气管方向运动，随气泡逐渐上升，沿壁面流动至二级曝气池顶端，一部分污水受壁面阻挡向下运动，最终在曝气池内形成逆时针循环流动；

另一部分污水由曝气池顶端流入一级沉淀池，污水进入一级沉淀池后，一部分污水随活性污泥沉降到一级沉淀池底部，流经污泥回流区，回流至曝气池，另一部分污水进入二级沉淀池沉淀，淀池后的污水随活性污泥沉降到沉淀池底部，流经污泥回流区，回流至一级曝气池，上清液排出系统。

本发明的另一目的在于提供一种搭载所述的双循环双沉淀池一体化生物处理装置的乡镇污水处理站。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：

1.本发明通过构建双循环双沉淀池的一体化结构，首先实现在同一个空间内两级生物处理系统各自回流，使得所述装置同时具有物质能量交换快，且能够保持各自微生物种群稳定的功能，有利于多菌群协同共生强化处理效果。

2.装置内部通过单侧曝气和两极间隔板的设计，使生化区同时存在厌氧、缺氧和好氧的溶解氧环境，促进微生物硝化、反硝化和同步硝化反硝化同时发生，提高系统脱氮性能。

3.两级循环结构延长了气泡与微生物的接触时间和接触频次，在搅拌效果较好的同时，提高氧气利用率，降低了装置的运行能耗。

4.沉淀池底部分别与一级和二级曝气区相连接，利用曝气过程中产生的局部负压作为抽吸力，将沉淀池沉淀污泥回流至曝气池，首次实现了沉淀池无外加动力自动回流，大大降低了能源消耗和设备投入，同时强化了沉淀池沉淀效果。

5.双二沉池各自回流，加速活性污泥与水中污染物的物质和能量交换，同时第一级二沉池可作为第二级二沉池的预沉淀使用，可有效的控制二沉池负荷变化，提高抗冲击能力。

6.本发明利用双循环系统，形成无需外加动力的混合液回流系统和污泥回流系统，取消了传统脱氮消化液回流设施，进一步降低了装置的运行能耗和运行的复杂性。

7.污水通过第一级曝气池底部导流板竖板内侧曝气，气泡受导流板的阻挡形成水流循环，使低氧区、中氧区和高氧区同时存在于两级曝气池中，与传统工艺相比提高了反应池去除效率，减少了反应池的数量、减小反应池占地面积，减少了中氧和低氧区搅拌的电能消耗。同时两级曝气池相比于单级曝气池，对进水适应能力更强，提高了氧的利用效率和脱氮除磷能力，二级曝气池对活性污泥的分解能够降低污泥产量，减少运行管理成本。

8.双沉淀池的设计显著降低了出水浊度，使得净水效果更理想，同时双沉淀池的厌氧和缺氧区，为反硝化菌和聚磷菌提供了稳定的氧环境，提高了反硝化脱氮除磷效率。本发明依靠污泥自身重量沉降和曝气气流上升产生的吸力，实现污泥回流，提高了曝气池有效利用率，降低了基建投资。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，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是本发明实施例提供的双循环双沉淀池一体化生物处理装置的结构示意图。

图2是本发明实施例提供的双循环双沉淀池一体化生物处理方法的流程图。

图3是本发明实施例提供的双循环双沉淀池一体化生物处理装置的混合液运动路径原理图。

图中：1、格栅；2、调节池；3、一级曝气池；4、二级曝气池；5、一级沉淀池；6、二级沉淀池；7、调节池曝气装置；8、第二曝气装置；9、风机；10、第一气体流量计；11、第二气体流量计；12、逆水阀；13、通道口；14、第一污泥回流区；15、溢流堰；16、第二污泥回流区；17、低氧区；18、中氧区；19、高氧区。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种双循环双沉淀池一体化生物处理装置及方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的双循环双沉淀池一体化生物处理装置包括各部分组合形成一体化设备的格栅1、调节池2、曝气池3、一级沉淀池5和二级沉淀池6。

所述调节池2底部设置第一曝气装置7用于预曝气和搅拌，管道上安装流量计11。所述曝气池被隔板分为两级，一级曝气池3与二级曝气池4通过通道口13连接，曝气池底部进水口与调节池底部相连接，中间设置逆止阀12，曝气池一侧设置第二曝气装置8为微生物供气，第一曝气装置7和第二曝气装置8由风机9和流量计10相连接，二级曝气池4一侧为倾斜壁面，曝气池出水从上端出口流入一级沉淀池5。所述一级沉淀池5设置在二级曝气池4倾斜壁面的上方，一级沉淀池污泥通过底部回流区14回流至曝气池，利用曝气气流上升产生的吸力，将污泥回流至曝气池，出水通过顶部溢流堰15流入二级沉淀池。

所述二级沉淀池6设置在一级沉淀池一侧，下端污泥回流区16与一级曝气池3相连接，通过污泥的自身重量沉降和曝气气流上升产生的吸力，将污泥回流至一级曝气池。

本发明实施例中的一级曝气池和二级曝气池之间的隔板为倾斜隔板，隔板与水平面夹角为5-10°。所述的两级曝气池仅通过通道口相连，通道口宽度为0.3-0.5m。所述的二级曝气池一侧为倾斜壁面，壁面与水平面夹角为295-315°。

本发明实施例中的两级循环处理生化-沉淀一体化生物处理装置，所述的一级沉淀池与曝气池通道口连接，连接口宽度为0.3-0.5m，二级沉淀池底部与一级曝气池底部相连接，底部开口宽度为0.5-1。

在本发明中，如图1所示各结构地功能原理如下：

格栅1用于去除水中悬浮的大颗粒物质，防止堵塞管道和设备；调节池2用于调节水量和均衡水质，有利于维持生化处理过程的稳定性；一级曝气池3主要对原水中的污染物进行吸附，并通过氨化、硝化和同步硝化反硝化作用脱氮；二级曝气池4将一级曝气池产生的剩余氨氮进一步硝化，同时利用剩余碳源进行反硝化和同步硝化反硝化，完成好氧吸磷过程；一级沉淀池5对曝气池流入的混合液进行初步沉淀，并将沉淀后污泥回流至二级曝气池；二级沉淀池6对一级沉淀池沉淀后的混合液再次进行沉淀，沉淀后活性污泥回流至一级曝气池；调节池曝气装置7用于调节池搅拌；第二曝气装置8为曝气池提供空气；风机9用于供气装置；第一气体流量计10用于控制调节池曝气量；第二气体流量计11用于控制曝气池曝气量；逆水阀12用于防止曝气池混合液逆流进入调节池；通道口13用于一级曝气池和二级曝气池之间的通道，气体和混合液流动；第一污泥回流区14用于一级沉淀池污泥回流通道；溢流堰15用于均匀出水；第二污泥回流区16用于二级沉淀池污泥回流通道。

如图2所示，本发明实施例提供的双循环双沉淀池一体化生物处理方法包括：

S101，微生物投加和驯化：在好氧池投加城市污水处理厂活性污泥；

S102，进水步骤：乡镇污水原水首先进入格栅，截留污水中大部分悬浮物后流入调节池；

S103，曝气过程：同时开始调节池和曝气池的连续曝气；

S104，污泥回流过程：活性污泥在曝气池内循环运动，部分污泥随污水流入一级沉淀池；流入一级沉淀池的污泥，一部分经沉淀池底部污泥回流区回流至曝气池，另一部分流入二级沉淀池，经二级沉淀池底部污泥回流区回流至一级曝气池底部；

S105，出水步骤：原水由调节池底部进入曝气池底部，污水在曝气池内形成逆时针循环流动，污水由曝气池顶端流入一级沉淀池和二级沉淀池沉淀，二级沉淀池内的上清液排出系统；

S106，剩余污泥外排过程：微生物产生的剩余污泥和进水中无机物积累到一定程度，采取定期外排的方式处理。

下面解决具体实施例对本发明进一步进行描述。

如图3所示，本发明实施例提供的双循环双沉淀池一体化生物处理装置的混合液运动路径原理图。包括：低氧区17、中氧区18、高氧区19。

微生物投加和驯化步骤：双循环双沉淀池一体化生物处理装置及方法在好氧池投加城市污水处理厂活性污泥，初始污泥浓度在3000-4000mg/L，闷曝2-3天后连续进水，每天逐渐增加进水量，至达到设计水量后继续运行2天，启动阶段结束，试验启动运行时间在1周左右；

进水步骤：乡镇污水原水首先进入格栅，截留污水中大部分悬浮物后流入调节池，格栅根据悬浮物量多少，采用定期人工除渣；

曝气过程：统采用连续流运行模式，反应器内污泥浓度为3000-4000mg/L，同时开始调节池和曝气池的连续曝气，二级曝气池顶部溶解氧浓度控制在2.0-3.0mg/L，污泥停留时间为12h，污泥回流比100％；空气进入调节池后，在水中逐渐上升，搅动调节池内污水混合，起到污水均质的作用。空气进入曝气池后，被穿孔曝气管分割成小气泡并沿着壁面逐渐由一级曝气池上升至二级曝气池，随后一部分气泡溢出水面，另一部分气泡在水流的作用下随水流运动，气泡沿导流板运动，并随水流向下，受底面的阻挡反弹，并沿着底面缓慢运动，随后由于曝气产生的真空压力抽吸作用，又随气泡一同向上运动。在一级曝气池气泡沿导流板做顺时针运动，混合液中滞留的气体，在曝气的作用下，中心部分流速缓慢，越向外流速越大，使一级曝气池池内空间中心区域为低氧区17，向外为中氧区18，边续为高氧区19，三个区域的范围随曝气量大小而改变，曝气量增大时，高氧区域范围大，缺氧和中氧区域的范围依次减小曝气量减小时，高氧区域范围小，缺氧和中氧区域的范围依次增大；气泡沿导流板在二级曝气池做逆向运动，内部氧分布变化规律基本与一级曝气池一致，进而形成两级循环运动。同时由于导流板的反弹作用，气泡在每一级曝气池沿导流板运动时都会产生反向运动的气泡，进而形成两级双向循环流态。

污泥回流过程：活性污泥在曝气池内循环运动，一部分污泥随污水流入一级沉淀池。流入一级沉淀池的污泥，一部分经沉淀池底部污泥回流区回流至曝气池，一部分流入二级沉淀池，经二级沉淀池底部污泥回流区回流至一级曝气池底部。

出水步骤：原水由调节池底部进入曝气池底部，污水在曝气产生的推动力下，向曝气管方向运动，随气泡逐渐上升，沿壁面流动至二级曝气池顶端，一部分污水受壁面阻挡向下运动，最终在曝气池内形成逆时针循环流动；另一部分污水由曝气池顶端流入一级沉淀池。污水进入一级沉淀池后，一部分污水随活性污泥沉降到一级沉淀池底部，流经污泥回流区，回流至曝气池，一部分污水进入二级沉淀池沉淀。污水进入二级沉淀池后，一部分随活性污泥沉降到沉淀池底部，流经污泥回流区，回流至一级曝气池，另一部分上清液排出系统。

剩余污泥外排过程：微生物产生的剩余污泥和进水中无机物积累到一定程度，采取定期外排的方式处理，外排污泥发酵后作为肥料用于林地用肥，系统连续运行30-50天外排一次剩余污泥。

下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述。

实施例：

以某乡镇污水处理站污水为例，采用传统A²O一体处理工艺，进水水质如下：COD浓度为220～300mg/L、NH₄ ⁺-N浓度为25～30mg/L、TN浓度为35～40mg/L、TP浓度为2～6mg/L。采用本发明的双循环双沉淀池一体化生物处理装置及方法处理该乡镇污水，试验装置长0.4m、宽0.4m、高0.6m，有效水深为0.57m，有效容积为96L。

具体运行如下：

1)双循环双沉淀池一体化生物处理装置及方法污泥来源于该污水处理站曝气段污泥，配成污泥浓度为4000mg/L，试验正式运行前，把污泥培养3天，恢复其活性。

2)正常运行阶段：

①每天水力停留时间为8h，污泥龄为20d；

②整个工艺采用连续进水模式，温度20℃，进水流量为12L/h，进水曝气同时进行，两个装置曝气量控制相同，采用定期瞬时排泥控制装置内污泥浓度。

③运行稳定后，A²O装置出水COD浓度为40-60mg/L，平均去除率为85.98％；双循环双沉淀池一体化生物处理装置及方法出水COD浓度为15.0～30.0mg/L、去除率保持在90％以上；两个装置对比NH₄ ⁺-N去除率分别为82.64％和92.75％，TN去除率分别为81.54％和91.24％、TP去除率均达到90％以上。双循环双沉淀池一体化生物处理装置及方法污染物去除效率均在90％以上，且高于传统一体化装置。溶解氧监测结果显示：达到出水溶解氧为2.0mg/L时，双循环双沉淀池一体化生物处理装置及方法曝气量为0.24L/min，传统反应器曝气量为0.30L/min，双循环双沉淀池一体化生物处理装置及方法节约了曝气能耗。

表1

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双循环双沉淀池一体化生物处理装置，其特征在于，所述双循环双沉淀池一体化生物处理装置包括：调节池，外端与外部污水管道连通，用于对污水进行均质调节；

曝气池，包括一级曝气池和二级曝气池，所述一级曝气池底部的进水口通过连接管道与调节池底部连通，所述一级曝气池和二级曝气池之间设置有隔板，所述一级曝气池上端通过隔板开设的通道口与二级曝气池连通；

一级沉淀池，设置在二级曝气池倾斜壁面的上方，一级沉淀池内的污泥通过底部第一污泥回流区回流至曝气池，出水通过顶部溢流堰流入二级沉淀池；

二级沉淀池，设置在一级沉淀池一侧，通过下端第二污泥回流区与一级曝气池相连接，通过污泥的自身重量沉降和曝气气流上升产生的吸力，将污泥回流至一级曝气池；

曝气装置，包括设置在调节池底部的第一曝气装置和设置在一级曝气池底部的第二曝气装置，所述第一曝气装置用于预曝气和搅拌，所述第二曝气装置用于为微生物供气。

2.如权利要求1所述的双循环双沉淀池一体化生物处理装置，其特征在于，所述第一曝气装置和第二曝气装置均通过连接管路依次与第一气体流量计和风机连接，所述第一曝气装置和第二曝气装置之间连接有第二气体流量计。

3.如权利要求1所述的双循环双沉淀池一体化生物处理装置，其特征在于，所述调节池底部与一级曝气池之间的连接管道之间设置有逆止阀。

4.如权利要求1所述的双循环双沉淀池一体化生物处理装置，其特征在于，所述一级沉淀池和二级沉淀池中间上端设置有溢流堰；

所述调节池内嵌装有格栅。

5.如权利要求1所述的双循环双沉淀池一体化生物处理装置，其特征在于，所述一级曝气池和二级曝气池之间的隔板为倾斜隔板，隔板与水平面夹角为5-10°；

所述通道口宽度为0.3-0.5m；

所述二级曝气池侧面的倾斜壁面与水平面夹角为295-315°；

所述第二污泥回流区底部开口宽度为0.5-1m。

6.一种用于实施权利要求1～5任意一项所述的双循环双沉淀池一体化生物处理装置的双循环双沉淀池一体化生物处理方法，其特征在于，所述双循环双沉淀池一体化生物处理方法包括：通过改变曝气强度控制混合液和沉淀污泥回流量，双沉淀池分别自动回流至相应的两级曝气区，使各级微生物量和微生物种类在高低负荷下运行。

7.如权利要求6所述的双循环双沉淀池一体化生物处理方法，其特征在于，所述双循环双沉淀池一体化生物处理方法具体包括以下步骤：

步骤一，进水：乡镇污水原水首先进入格栅，截留污水中大部分悬浮物后流入调节池，调节池内设有曝气装置用于搅拌和对污水进行预曝气，调节池底部与曝气池底部相连接，原水经过联通管道进入曝气池；

步骤二，曝气：调节池和曝气池设有曝气装置，曝气池通过单侧曝气使气泡沿隔板运动，形成水力循环，增加氧气与微生物的接触面积，同时在两级生化区内形成外圈高溶解氧，内圈低溶解氧的氧环境；

步骤三，污泥回流：活性污泥在曝气池内循环运动，部分污泥随污水流入一级沉淀池；流入一级沉淀池的污泥，一部分经沉淀池底部污泥回流区回流至曝气池，另一部分流入二级沉淀池，经二级沉淀池底部污泥回流区回流至一级曝气池底部；两级沉淀池分别回流至第一和第二曝气区；

步骤四，出水：原水由调节池底部进入曝气池底部，污水在曝气池内形成逆时针循环流动，污水由曝气池顶端流入一级沉淀池和二级沉淀池沉淀，二级沉淀池内的上清液排出系统；所述第一级沉淀池为高负荷，第二沉淀池为低负荷，通过曝气产生的吸力将沉淀池底部浓缩污泥回流至曝气池，在沉淀池沉淀并降低出水悬浮物浓度；

步骤五，剩余污泥外排：微生物产生的剩余污泥和进水中无机物采取定期外排的方式处理。

8.如权利要求6所述的双循环双沉淀池一体化生物处理方法，其特征在于，所述步骤一微生物投加和驯化中，在好氧池投加城市污水处理厂活性污泥，初始污泥浓度在3000-4000mg/L，闷曝2-3天后连续进水，每天逐渐增加进水量，至达到设计水量后继续运行2天，启动阶段结束，试验启动运行时间为1周。

9.如权利要求6所述的双循环双沉淀池一体化生物处理方法，其特征在于，所述步骤二曝气过程中，采用连续流运行模式，同时开始调节池和曝气池的连续曝气，二级曝气池顶部溶解氧浓度控制在2.0-3.0mg/L，污泥停留时间为12h，污泥回流比100％；

空气进入调节池后，在水中逐渐上升，搅动调节池内污水混合，起到污水均质的作用，空气进入曝气池后，被穿孔曝气管分割成小气泡并沿着壁面逐渐由一级曝气池上升至二级曝气池，随后一部分气泡溢出水面，另一部分气泡在水流的作用下随水流运动，气泡沿导流板运动，并随水流向下，受底面的阻挡反弹，并沿着底面缓慢运动，随后由于曝气产生的真空压力抽吸作用，又随气泡一同向上运动；

在一级曝气池气泡沿导流板做顺时针运动，混合液中滞留的气体，在曝气的作用下，中心部分流速缓慢，越向外流速越大，使一级曝气池池内空间中心区域为低氧区，向外为中氧区，边续为高氧区，三个区域的范围随曝气量大小而改变，曝气量增大时，高氧区域范围大，缺氧和中氧区域的范围依次减小，曝气量减小时，高氧区域范围小，缺氧和中氧区域的范围依次增大；气泡沿导流板在二级曝气池做逆向运动，内部氧分布变化规律基本与一级曝气池一致，进而形成两级循环运动；

同时由于导流板的反弹作用，气泡在每一级曝气池沿导流板运动时都会产生反向运动的气泡，进而形成两级双向循环流态；

所述步骤四出水步骤中，原水由调节池底部进入曝气池底部，污水在曝气产生的推动力下，向曝气管方向运动，随气泡逐渐上升，沿壁面流动至二级曝气池顶端，一部分污水受壁面阻挡向下运动，最终在曝气池内形成逆时针循环流动；

另一部分污水由曝气池顶端流入一级沉淀池，污水进入一级沉淀池后，一部分污水随活性污泥沉降到一级沉淀池底部，流经污泥回流区，回流至曝气池，另一部分污水进入二级沉淀池沉淀，淀池后的污水随活性污泥沉降到沉淀池底部，流经污泥回流区，回流至一级曝气池，上清液排出系统。

10.一种搭载权利要求1～5任意一项所述的双循环双沉淀池一体化生物处理装置的乡镇污水处理站。

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