CN115028322A - 一种用于污水处理的除磷系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用于污水处理的除磷系统，其包括依次相连接的预处理池、AAO池、二沉池、高效沉淀池、过滤消毒池；以及设置在二沉池和高效沉淀池排水端的污泥处理机构；高效沉淀池设置有加药反应区和沉淀区；加药反应区设置有除磷药剂投放机构；高效沉淀池的进水端和加药反应区均设置有正磷检测仪，高效沉淀池的沉淀区设置有配水管，配水管上设置有计量仪；还包括控制器，控制器与正磷检测仪、计量仪、总磷总氮检测仪和除磷药剂投放机构电连接，以根据高效沉淀池进水端和出水端的正磷值控制药剂投加量；高效沉淀池的出水口处安装有总磷总氮检测仪，用于复核药剂投加量是否合理。本申请避免过量加药，有助于降低药剂成本，同时确保排放达标。

Description

一种用于污水处理的除磷系统

技术领域

本发明涉及污水除磷技术领域，尤其是涉及一种用于污水处理的除磷系统。

背景技术

污水厂的磷主要来源于生活污水的含磷有机物、洗涤剂和动物的排泄物等。由于氮磷物质等的富营养化形势日趋严峻，因此各国对城镇污水处理厂提出了更高的排放限制标准。

污水处理厂除磷工艺主要包括生物除磷和化学除磷。生物除磷主要利用聚磷菌厌氧释磷、好氧吸磷的原理，通过排放富磷污泥的方式去除磷。化学除磷则通过投加药剂与污水中的磷酸盐反应生成不溶于水的沉淀物进行除磷。传统生物除磷工艺由于脱氮除磷本身存在对碳源的竞争关系，较多污水厂存在碳源不足，且进水水质、水量波动较大导致生物除磷稳定性较差，使其出水磷含量很难稳定达到0.5mg/L以下，需进一步辅以化学除磷。

相关技术中，国内污水处理厂的化学除磷工艺普遍采用人工经验定量或过量投加药剂的方式实现出水磷含量达标排放，长期运行不仅造成了药剂浪费、还导致了化学污泥产量增加、运行成本增高及过量的化学药剂进入水体对环境造成潜在风险等问题，带来了污水处理自动化程度低、化学除磷药耗高等问题，存在待改进之处。

发明内容

为了避免过量加药，降低药剂成本，同时确保排放达标，本申请提供一种用于污水处理的除磷系统。

本申请提供的一种用于污水处理的除磷系统采用如下的技术方案：

一种用于污水处理的除磷系统，包括

依次相连接的预处理池、AAO池、二沉池、高效沉淀池、过滤消毒池；以及设置在二沉池和高效沉淀池排水端的污泥处理机构；

所述高效沉淀池设置有加药反应区和沉淀区；

所述高效沉淀池的加药反应区设置有除磷药剂投放机构；

所述高效沉淀池的进水端和加药反应区均设置有正磷检测仪，所述高效沉淀池的沉淀区设置有配水管，所述配水管上设置有计量仪；

还包括控制器，所述控制器与正磷检测仪、计量仪、总磷总氮检测仪和除磷药剂投放机构电连接，以根据高效沉淀池进水端和出水端的正磷值控制药剂投加量；

所述高效沉淀池的出水口处安装有总磷总氮检测仪，用于复核药剂投加量是否合理。

通过采用上述技术方案，将利用两个正磷检测仪分别检测高效沉淀池进水端和出水端的正磷含量，实现前馈、后馈控制相融合，前馈控制的优点是及时性好，可以确保进水水质水量突变时出水水质的稳定；后馈控制的优点是避免过量加药，有助于降低药剂成本，同时确保排放达标。

优选的，所述预处理池包括依次相连接的格栅池、酸碱调节池、预曝气池。

通过采用上述技术方案，利用依次相连接的格栅池、酸碱调节池、预曝气池，对污水进行全方位的预处理。

优选的，所述高效沉淀池的加药反应区沿其高度方向设置有多个不同高度的采样口；

位于最底侧的所述采样口沿倾斜向上的方向连通设置有采样管，所述采样管沿其长度方向转动设置有与采样管管壁相贴合的无轴螺旋输送体，所述采样管位于无轴螺旋输送体的转动轴线处同轴固定设置有用于过滤污泥的弧形过滤体，所述采样管倾斜方向上端的底侧连通有采样收集区；

其余所述采样口处均连通有输送管，任一所述输送管上均设置有开关阀，且任一所述输送管的另一端均与采样管相连通。

通过采用上述技术方案，实际使用中，利用无轴螺旋输送体的转动，将高效沉淀池中的液体从采样管的低端输送至采样管高端的采样收集区，且输送的过程中，液体始终处于采样管的底侧，进而实现对该高度的液体进行采样，同时，其他高度的液体随着开关阀的开启，会因重力势能的作用下，进入至采样管中，实现对多个高度的液体先进行混合后在进行采样，同时液体会经过弧形过滤体，对液体中存在的污泥进行过滤，提高对高效沉淀池正磷数据的精确度。

优选的，所述输送管与采样管的连通处朝向采样管倾斜方向的低侧。

通过采用上述技术方案，将输送管与采样管的连通处设置为朝向采样管倾斜方向的低侧，一方面，实现了对多个不同高度液面下的液体进行输送，另一方面，该朝向的方向，可对积留在弧形过滤体上的污泥进行冲洗的作用，使其顺着采样管的倾斜方向流回至高效沉淀池中，即降低对采样的影响。

优选的，所述无轴螺旋输送体倾斜方向的上端设置有连接盘，所述连接盘穿设采样管并与其形成转动连接，所述采样管上固定设置有驱动电机，所述驱动电机与连接盘穿过采样管的端部形成传动连接，所述弧形过滤体倾斜方向的下端与采样管固定连接，所述弧形过滤体倾斜方向的上端与连接盘同轴转动连接。

通过采用上述技术方案，利用驱动电机带动无轴螺旋输送体转动，具体实现无轴螺旋输送体对液体的输送方式，同时，利用弧形过滤体一端与连接盘之间的转动连接，使得弧形过滤体相对于无轴螺旋输送体相对静止，不会随着无轴螺旋输送体的转动而发生转动，进而实现对液体的过滤功能。

优选的，所述采样管与高效沉淀池的连接处设置有V型储水槽，所述无轴螺旋输送体倾斜方向的下端位于V型储水槽中。

通过采用上述技术方案，实际使用中，利用采样管与高效沉淀池连接处设置的V型储水槽，可保持无轴螺旋输送体的低端始终处于浸入液体中的状态，当需要进行采样时，可启动无轴螺旋输送体，实现对液体的输送。

优选的，其中一所述输送管设置在采样管倾斜方向的上端，且该处的所述采样管的口径大于其余输送管。

通过采用上述技术方案，将其中一个输送管设置在采样管倾斜方向上端并使其口径大于其他输送管，实现输送液体的同时，提高对弧形过滤体表面的冲洗效果。

优选的，所述弧形过滤体的内侧设置有多级过滤板。

通过采用上述技术方案，利用弧形过滤体内侧设置的多级过滤板，进一步提高了对液体的过滤效果。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.利用在高效沉淀池进水端和出水端设置的正磷检测仪，实现前馈、后馈控制相融合，前馈控制的优点是及时性好，可以确保进水水质水量突变时出水水质的稳定；后馈控制的优点是避免过量加药，有助于降低药剂成本，同时确保排放达标；

2.借助倾斜向上设置的采样管、无轴螺旋输送体和输送管以及弧形过滤体，一方面，输送液体的同时，还可对液体进行过滤；另一方面，实现了不同液面液体之间的相混合，即两者相结合提高对非沉淀区内液体的正磷的检测精度；

3.通过朝向采样管倾斜方向低侧的连通处，使得每个输液管对弧形过滤片上的污泥起到冲洗的作用，同时将最上侧输送管的口径大于其余输送管，进而进一步提高冲洗污泥的效果。

附图说明

图1为本申请实施例主要体现污水处理的除磷系统整体的流程示意图；

图2为本申请实施例主要体现污水处理的除磷系统控制方式的示意图；

图3为本申请实施例主要体现高效沉淀池结构的示意图；

图4为本申请实施例主要体现采样管结构的示意图；

图5为本申请实施例主要体现弧形过滤体结构的截面示意图。

附图标记：1、预处理池；11、格栅池；12、酸碱调节池；13、预曝气池；2、AAO池；3、二沉池；4、高效沉淀池；41、加药反应区；411、采样口；42、沉淀区；5、过滤消毒池；6、污泥处理机构；7、除磷药剂投放机构；8、正磷检测仪；9、配水管；91、计量仪；10、控制器；20、总磷总氮检测仪；30、采样管；40、V型储水槽；50、无轴螺旋输送体；501、连接盘；60、驱动电机；70、采样箱；80、弧形过滤体；801、多级过滤板；90、输送管；901、开关阀。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种用于污水处理的除磷系统。

参照图1，用于污水处理的除磷系统包括依次相连接的预处理池1、AAO池2、二沉池3、高效沉淀池4、过滤消毒池5；以及设置在二沉池3和高效沉淀池4排水端的污泥处理机构6；其中，预处理池1包括依次相连接的格栅池11、酸碱调节池12、预曝气池13。

参照图1和图2，高效沉淀池4设置有加药反应区41和沉淀区42；高效沉淀池4的加药反应区41设置有除磷药剂投放机构7；高效沉淀池4的进水端和加药反应区41均设置有正磷检测仪8，该系统在高效沉淀池4处设置有配水管9，配水管9上设置有计量仪91；

参照图1和图2，本系统还包括控制器10，控制器10与正磷检测仪8、计量仪91、总磷总氮检测仪20和除磷药剂投放机构7通过PLC实现电连接和控制，以根据高效沉淀池4进水端和出水端的正磷值控制药剂投加量。

即利用两个正磷检测仪8分别测量高效沉淀池4进水端和加药反应区41内的正磷含量，实现正磷含量的前馈和后馈，并将两个数据传输至控制器10中，实现校准和比对，进而调节配水管9的流量和正磷药剂投放机构的投放量。前馈、后馈控制相融合，前馈控制的优点是及时性好，可以确保进水水质水量突变时出水水质的稳定；后馈控制的优点是避免过量加药，有助于降低药剂成本，同时确保排放达标。

参照图1和图2，高效沉淀池4的出水口处安装有总磷总氮检测仪20，用于复核药剂投加量是否合理。

经过多年的运行实践及前期研究，化学除磷药剂投加控制的原理可表述为磷的去除在一定的浓度区间内与药剂投加量存在如下线性关系：

Q×(Kq×P1-P2)=K1×(V×C)+Kb

Q：污水处理量，m3/h；

P1：二沉池3出水总磷浓度，mg/L；

P2：总出水总磷浓度，mg/L；

V：药剂投加量，m3/h；

C：药剂浓度，%；

K1：为除磷效率参数；

Kq：为流量调整参数；

Kb：为除磷修正参数；

用正磷数据按正磷比例参数（K2）换算替代总磷用以计算药剂投加量，测定间隔时间由原来的2小时调整缩短至5分钟。由于磷的去除仅在一定的浓度区间内与药剂投加量呈线性关系，由于磷的去除仅在一定的浓度区间内与药剂投加量呈线性关系，此时可利用前馈、后馈相融合控制策略可实时计算化学除磷效率以不断修正各参数从而实现智能控制系统的自我学习，真正意义上实现智能加药。

参照图3和图4，为提高正磷的检测精度。高效沉淀池4的加药反应区41沿其高度方向设置有多个不同高度的采样口411，本申请实施例中，采样口411设置有三个，其中，最底侧的采样口411沿倾斜向上的方向连通有采样管30，采样管30的倾斜角度与水平面之间的夹角可设置为30°，其余实施例中，还可根据需要设置为其他角度。

参照图3和图4，采样管30倾斜方向的底端即采样口411处安装有开口向上的V型储水槽40，且该V型储水槽40内始终注入有液体，采样管30内沿其长度方向转动设置有与采样管30管壁相贴合的无轴螺旋输送体50，无轴螺旋输送体50倾斜方向的底端位于V型储水槽40中，无轴螺旋输送体50倾斜方向的上端一体成型有连接盘501，连接盘501与采样管30通过轴承实现转动连接，采样管30倾斜方向的上端均固定有驱动电机60，且连接盘501同轴固定在驱动电机60的输出轴上实现传动连接；采样管30倾斜方向顶端的底侧连通有采样箱70，采样箱70内形成有采样收集区。随着驱动电机60的启动，带动无轴螺旋输送体50进行转动，实现对V型储水槽40内的液体实现提取采样的功能，同时，具有将该液面液体中的污泥除去的功能。

参照图4和图5，无轴螺旋输送体50的中部形成有无干涉区域，该区域内设置有弧形过滤体80，该弧形过滤体80的截面设置为半圆形，且弧形过滤体80上阵列开设有多个过滤孔，用于过滤液体中的污泥，弧形过滤体80长度方向的一端固定有转动体，且该转动体与连接盘501形成转动连接，转动轴线与无轴螺旋输送体50的转动轴线弧形过滤体80长度方向的另一端固定在采样管30中，进而随着无轴螺旋输送体50的转动，弧形过滤体80不会发生相对转动。且弧形过滤体80的内侧沿竖直方向固定有两个过滤板，形成多级过滤板801。

参照图3和图4，上侧的两个采样口411处均连通有输送管90，任一输送管90上均安装有开关阀901，该开关阀901可设置为电磁阀，两个输送管90的另一端分别连接在采样管30的中部和倾斜方向的顶端，且任一输送管90与采样管30的连通处均朝向采样管30倾斜方向的低侧，其中，位于采样管30顶端的输送管90的口径大于另一个输送管90的口径。

实际使用中，利用两个输送管90将高效沉淀池4两个不同液面高度的液体进行输送，且输送至采样管30时，利用弧形过滤体80以及多级过滤板801实现对液体中污泥的过滤作用，同时，利用每个输液管的朝向，使得输送进来的液体对多级过滤板801和弧形过滤体80均有反冲洗的效果，将污泥沿采样管30倾斜方向的下侧冲洗下去，保证高效的过滤作用。

本申请实施例一种用于污水处理的除磷系统的实施原理为：

利用两个正磷检测仪8分别测量高效沉淀池4进水端和加药反应区41内的正磷含量，实现正磷含量的前馈和后馈，并将两个数据传输至控制器10中，实现校准和比对，进而调节配水管9的流量和正磷药剂投放机构的投放量。前馈、后馈控制相融合，前馈控制的优点是及时性好，可以确保进水水质水量突变时出水水质的稳定；后馈控制的优点是避免过量加药，有助于降低药剂成本，同时确保排放达标，同时，前馈、后馈相融合控制策略可实时计算化学除磷效率以不断修正各参数从而实现智能控制系统的自我学习，真正意义上实现智能加药。

另外，为了提高对高效沉淀池4正磷的精确度。

检测时，启动驱动电机60、两个电磁阀，对高效沉淀池4中的三个液面高度的液体进行收集；

两个输送管90中的液体由重力势能的作用进入至采样管30中，采样管30由驱动电机60带动无轴螺旋输送体50转动，实现对混合后的液体进行输送至采样箱70中；

利用无轴螺旋输送体50实现对最底层（也是污泥含量较多的液面）的液体进行抽取，实现输送的同时，还具有对污泥进行过滤的功能；

利用弧形过滤体80以及多级过滤板801起到对两个液面高度的液体中的污泥的过滤作用；同时，两个输送管90的朝向等设置还具有对其进行反冲洗的作用，有助于保持其过滤效果。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于污水处理的除磷系统，其特征在于：包括

依次相连接的预处理池（1）、AAO池（2）、二沉池（3）、高效沉淀池（4）、过滤消毒池（5）；以及设置在二沉池（3）和高效沉淀池（4）排水端的污泥处理机构（6）；

所述高效沉淀池（4）设置有加药反应区（41）和沉淀区（42）；

所述高效沉淀池（4）的加药反应区（41）设置有除磷药剂投放机构（7）；

所述高效沉淀池（4）的进水端和加药反应区（41）均设置有正磷检测仪（8），所述高效沉淀池（4）的沉淀区（42）设置有配水管（9），所述配水管（9）上设置有计量仪（91）；

还包括控制器（10），所述控制器（10）与正磷检测仪（8）、计量仪（91）、总磷总氮检测仪（20）和除磷药剂投放机构（7）电连接，以根据高效沉淀池（4）进水端和出水端的正磷值控制药剂投加量；

所述高效沉淀池（4）的出水口处安装有总磷总氮检测仪（20），用于复核药剂投加量是否合理。

2.根据权利要求1所述的一种用于污水处理的除磷系统，其特征在于：所述预处理池（1）包括依次相连接的格栅池（11）、酸碱调节池（12）、预曝气池（13）。

3.根据权利要求2所述的一种用于污水处理的除磷系统，其特征在于：所述高效沉淀池（4）的加药反应区（41）沿其高度方向设置有多个不同高度的采样口（411）；

位于最底侧的所述采样口（411）沿倾斜向上的方向连通设置有采样管（30），所述采样管（30）沿其长度方向转动设置有与采样管（30）管壁相贴合的无轴螺旋输送体（50），所述采样管（30）位于无轴螺旋输送体（50）的转动轴线处同轴固定设置有用于过滤污泥的弧形过滤体（80），所述采样管（30）倾斜方向上端的底侧连通有采样收集区；

其余所述采样口（411）处均连通有输送管（90），任一所述输送管（90）上均设置有开关阀（901），且任一所述输送管（90）的另一端均与采样管（30）相连通。

4.根据权利要求3所述的一种用于污水处理的除磷系统，其特征在于：所述输送管（90）与采样管（30）的连通处朝向采样管（30）倾斜方向的低侧。

5.根据权利要求4所述的一种用于污水处理的除磷系统，其特征在于：所述无轴螺旋输送体（50）倾斜方向的上端设置有连接盘（501），所述连接盘（501）穿设采样管（30）并与其形成转动连接，所述采样管（30）上固定设置有驱动电机（60），所述驱动电机（60）与连接盘（501）穿过采样管（30）的端部形成传动连接，所述弧形过滤体（80）倾斜方向的下端与采样管（30）固定连接，所述弧形过滤体（80）倾斜方向的上端与连接盘（501）同轴转动连接。

6.根据权利要求4所述的一种用于污水处理的除磷系统，其特征在于：所述采样管（30）与高效沉淀池（4）的连接处设置有V型储水槽（40），所述无轴螺旋输送体（50）倾斜方向的下端位于V型储水槽（40）中。

7.根据权利要求6所述的一种用于污水处理的除磷系统，其特征在于：其中一所述输送管（90）设置在采样管（30）倾斜方向的上端，且该处的所述采样管（30）的口径大于其余输送管（90）。

8.根据权利要求3所述的一种用于污水处理的除磷系统，其特征在于：所述弧形过滤体（80）的内侧设置有多级过滤板（801）。

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