CN115057578A - 一种污水处理深度脱氮除磷降悬浮物系统及调控方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的一种污水处理深度脱氮除磷降悬浮物系统及调控方法，主要包括进水单元、配水单元、生物单元和配药单元等。进水单元设有调节池用于水质水量均衡调节，配水单元设有多个配水点，生物单元设有硝化液内回流管路，配药单元设有药剂投加装置、多个药剂投加点和混合装置。所述配药单元能根据进水量、二沉池泥位等信息调整药剂投加量，保障处理效果的同时降低药剂投加成本；配药单元架设在生物单元和二沉池之间的管路上，结构灵巧、容易铺设，运行简单、便于操作，不需铺设较为占地的混凝设施即可保证二沉池中泥水快速分离、上清液清澈、出水SS较低、出水质稳定，最终实现脱氮除磷降悬浮物的目的，解决了长期以来生物法污水处理效率低的问题。

Description

一种污水处理深度脱氮除磷降悬浮物系统及调控方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，特别是指一种污水处理系统及处理方法，具体为一种污水处理深度脱氮除磷降悬浮物系统及调控方法。
背景技术
传统的污水处理活性污泥工艺存在沉淀时间长、沉淀池占地面积大、生物脱氮除磷效果不理想等缺点，引发了人们对污水处理系统效率的关注和研究。现有的污水处理系统，通过优化运行参数，挖掘工艺潜力，借助先进的控制技术和处理药剂，来提升污水脱氮除磷效率和降悬浮物的目的。
在污水厂运行过程中，投加药剂量太少起不到效果，太多往往起反作用，不仅提高处理成本，还可能给工艺运行带来麻烦。传统上采用的污水处理生物-化学法，往往采用相对独立的方式，生化处理后再采用化学法，设置混凝沉淀设施，提升处理效率。由于历史原因，有很多污水厂没有混凝沉淀设施，为了保障处理效果，往往在生物池投加药剂，以起到强化污水处理效果的作用。然而，药剂与混合液的反应时间、投加量均影响处理效果。在实际污水厂运行中，药剂投加点一旦确定，一般不改动投加点，投加量也很少变化，往往投加量过多，这种固定式投加策略，缺少灵活性，增加了药剂投加成本，出水水质还不稳定。
众所周知，污水厂进水量随着季节、周边管网配套完善情况、周边人口数量以及工业废水量等因素的影响，往往有很大的变化系数，实际进水量约占设计进水量的10％～150％。进水量太少或者太多均影响二沉池的污泥沉降效率。前者可能造成二沉池出现浮泥，后者可能出现二沉池跑泥的情况。二沉池性能影响前端厌氧池或者缺氧池的优势菌种的量(特别是硝化菌、反硝化菌、聚磷菌等)以及出水悬浮物浓度。由此可见，合理的二沉池投加药剂措施对提高处理效果十分重要。采取恰当的方法实现污水处理深度脱氮除磷降悬浮物的目的，对提升系统的运行管理具有重要意义。
因此，如何低成本提升污水脱氮除磷降悬浮物是具有重要的现实和科学意义。
发明内容
针对现有技术的不足之处，本发明提供一种污水处理深度脱氮除磷降悬浮物系统及调控方法，具有强化去除氮磷降悬浮物的功能。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种污水处理深度脱氮除磷降悬浮物系统，包括进水单元、配水单元、生物单元、配药单元、沉淀单元和回流单元；
所述进水单元设有进水口和调节池；
所述配水单元与所述进水单元相连通，并设有配水点；
所述生物单元设有预缺氧池、厌氧池、缺氧池、第一好氧池、第二好氧池和消氧区；
所述配药单元设有药剂投加装置、药剂投加点和混合装置；
所述沉淀单元中，设有二沉池和出水口；
所述回流单元中，设有污泥回流泵和剩余污泥排泥口，剩余污泥回流至所述生物单元的预缺氧池。
所述进水单元和所述配水单元之间还设有提升泵；
所述配水单元的配水点设有第一配水点、第二配水点和第三配水点；
所述配水单元还设有阀门和流量计。
本发明的一些实施方式中，所述生物单元中：
所述好氧池包括第一好氧池和第二好氧池，底部均设有曝气器；
所述第一好氧池中设有鼓风机；
还设有硝化液回流管路，管路上设有流量计内循环泵；
各池子之间连接口在上方或下方；
所述消氧区中设有搅拌器。
所述曝气器为微孔曝气盘。
本发明的一些实施方式中，所述配药单元中：
所述药剂投加点设有第一投加点、第二投加点和第三投加点；
所述药剂投加装置中还设有加药泵；
还设有检查口，用于检查加药泵的工作状态。
所述沉淀单元中，所述二沉池设有泥位测定装置，泥位测定装置中设有单向阀。
所述回流单元还设有阀门和流量计。
一种污水处理深度脱氮除磷降悬浮物调控方法，包括以下步骤：
1)在生物单元的反应器中接种活性污泥并进行硝化驯化，驯化3～7天之后，出水口氨氮浓度小于1mg/L，表明污泥硝化驯化结束，硝化污泥从消氧区回流至缺氧池；
2)污水从调节池中先泵入配水单元，通过配水单元的各配水点调控进水量和分配比从而进入生物单元中硝化处理；
3)经生物单元硝化处理后的悬浮污泥进入混合装置与药剂混合反应；
4)以上步骤处理后的出水进入沉淀单元沉淀，在二沉池作用下，上清液达标排放，底部污泥通过回流单元泵入生物单元继续硝化处理；
5)二沉池泥位测定间隔为2～4h，所述泥位通过泥位测定装置测定。
所述混合装置中药剂与污泥的混合时间为1min-3min，药剂投加点与二沉池的进水口之间污泥的水力停留时间为药剂反应时间。
所述药剂投加量为5μL-60μL/L。
与现有技术相比，本发明具有以下特点和有益效果：
(1)与现有技术中直接在生物单元投加药剂不同的是，本发明在生物单元反应器的出口处专门设有配药单元，所述配药单元包括混合装置和多个药剂投加点等，根据进水量调整药剂投加点，进水量大时，投加点靠前，进水量小时，投加靠后。一般来讲，药剂投加点与二沉池的进水口之间污泥的水力停留时间即为药剂反应时间。从而满足药剂在管道内的混合时间，确保了混合效果。所述配药单元架设在生物单元反应池和二沉池之间的管路上，结构灵巧、容易铺设；运行简单、便于操作，不需要铺设较为占地的混凝设施即可保证二沉池中泥水快速分离、上清液清澈、出水SS较低、出水质稳定，最终实现脱氮除磷降悬浮物的目的。
本发明实施例中，药剂与污泥的混合时间优选为1min-3min，药剂与污泥混合反应时间短影响絮凝效果，时间长会在流动中将絮凝剂打碎。
(2)本发明的配药单元中药剂投加装置具有自动调节加药量的功能，能够根据进水量、二沉池泥位等信息调整药剂投加量，能保障处理效果、降低药剂投加量、降低药剂投加成本。
附图说明
图1为本发明实施例的一种污水处理深度脱氮除磷降悬浮物系统及调控方法的结构示意图；
其中，1-进水口，2-调节池，3-提升泵，4-第一配水点，5-第二配水点，6-第三配水点7-预缺氧池，8-厌氧池，9-缺氧池，10-阀门，11-流量计，12-第一好氧池，13-第二好氧池，14-消氧区，15-鼓风机，16-内循环泵，17-药剂投加装置，18-搅拌器，19-第一投加点，20-第二投加点，21-第三投加点，22-混合装置，23-二沉池，24-出水口，25-污泥回流泵，26-剩余污泥排泥口，27-检查口；
图2为本发明实施例的一种污水处理深度脱氮除磷降悬浮物系统及调控方法的所述二沉池泥位测定装置示意图；
其中，231-透明的管道主体，232-单向阀，233-刻度尺；
图3为本发明实施例的一种污水处理深度脱氮除磷降悬浮物系统及调控方法的所述药剂投加量计算示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
本发明提供了一种污水处理深度脱氮除磷降悬浮物系统及调控方法，下面结合附图和具体实施方式对本发明的具体技术方法和装置进行详细、完整的描述说明，所描述的具体实施方式仅是本发明的部分事例，而不是全部实例。本领域技术人员没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实例，都属于本发明的保护范围。
另外，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
如图1所示，本发明的一种污水处理深度脱氮除磷降悬浮物系统，包括进水单元、配水单元、生物单元、配药单元、沉淀单元和回流单元；
所述进水单元设有进水口1和调节池2，用于调节水质水量；
所述配水单元与所述进水单元相连通，并设有配水点，用于调节生物单元进水量；
所述生物单元设有预缺氧池7、厌氧池8、缺氧池9、第一好氧池12、第二好氧池13和消氧区14；
所述配药单元设有药剂投加装置17、药剂投加点和混合装置22；
所述沉淀单元中，设有二沉池23和出水口24；
所述回流单元中，设有污泥回流泵25和剩余污泥排泥口26，剩余污泥回流至所述生物单元的预缺氧池7。
所述进水单元和所述配水单元之间还设有提升泵3；
所述配水单元的配水点设有第一配水点4、第二配水点5和第三配水点6；
所述配水单元还设有阀门10和流量计11，用于调节配水量和计量配水量。
本发明的实施例中，所述生物单元中：
所述好氧池包括第一好氧池12和第二好氧池13，底部均设有曝气器；
所述第一好氧池12中设有鼓风机15，用于好氧池曝气；
还设有硝化液回流管路，管路上设有流量计内循环泵16，用于控制硝化液的回流量；
各池子之间连接口在上方或下方，用于减少短流的情况发生；
所述消氧区14中设有搅拌器18，用于防止污泥沉降。
所述曝气器为微孔曝气盘。
本发明的实施例中，所述配药单元中：
所述药剂投加点设有第一投加点19、第二投加点20和第三投加点21；
还设有加药泵，优选地，采用隔膜泵，投加泵含有配套调节流量的措施；
还设有检查口27，用于检查加药泵是否能够正常工作，使用量筒和秒表手动计量药剂投加量，校验加药泵的流量，以实际手动计量的流量为准。
所述沉淀单元中，所述二沉池23设有泥位测定装置，泥位测定装置中设有单向阀232。
所述回流单元还设有阀门10和流量计11，用于控制配水量和计量配水量。
一种污水处理深度脱氮除磷降悬浮物调控方法，包括以下步骤：
1)在生物单元的反应器中接种活性污泥并进行硝化驯化，驯化3～7天之后，出水口24氨氮浓度小于1mg/L，表明污泥硝化驯化结束，硝化污泥从消氧区14回流至缺氧池9；
2)污水从调节池2中先泵入配水单元，通过配水单元的各配水点调控进水量和分配比从而进入生物单元中硝化处理；
3)经生物单元硝化处理后的悬浮污泥进入配药单元的混合装置22与药剂混合反应，悬浮污泥与药剂的混合反应时间短影响絮凝效果，时间长可能导致絮体在流动中被打碎，因此需根据进水量调整药剂投加点，进水量大时，药剂投加点靠前，进水量小时，药剂投加点靠后；
4)以上步骤处理后的出水进入沉淀单元沉淀，在二沉池23作用下，上清液达标排放，底部污泥通过回流单元泵入生物单元继续硝化处理；
5)每隔2～4h需测二沉池泥位，所述泥位通过泥位测定装置测定，泥位测定装置伸向池底时，单向阀232打开，一直到接触或者穿过泥水分界面，提起泥位测定装置时，单向阀闭合，从而测量出清水部分水深，根据二沉池23有效水深，可以算出泥位高度，一般的清水部分深度应大于0.7m，当小于0.7m时，应投加絮凝剂，降低泥位，防止二沉池跑泥影响出水水质。
本实施例中，配水流量及分配比、内循环泵16流量、污泥外回流泵25流量、好氧池曝气量和药剂投加量均是根据生物单元反应器主体的有效容积来确定。
所述配水单元中，第一配水点4、第二配水点5、第三配水点6分别进入预缺氧池7、厌氧池8、缺氧池9，每个配水点上设阀门10和流量计11，所述阀门10和流量计11设在配水管路上，用于控制配水量和计量配水量，配水入口设置在各个池子的入口处。所述第一配水点4的流量一般占进水总量的5％～10％，所述的第二配水点5的流量一般占进水总量的20％～40％，所述的第三配水点6的流量一般占进水总量的50％～75％。
所述预缺氧池7水力停留时间一般0.25～1h，所述的厌氧池8水力停留时间一般2～4h，所述的缺氧池9的水力停留时间一般3～5h，所述好氧池的水力停留时间一般6～12h。所述好氧池内底部设有曝气器，优选的，好氧池内底部的空气曝气头均为微孔曝气盘。
所述消氧区14水力停留时间为0.2～0.5h，设有搅拌器，防止污泥沉降。消氧区14内硝化液通过内循环泵16回流至缺氧池9，所述内回流流量占进水流量的50％～300％，所述的外回流流量占进水流量的50％～150％。
所述配药单元中，所述混合装置22为絮凝剂与悬浮污泥的快速混合反应装置，混合时间可以为1min-3min，药剂投加量可以为5μL-60μL/L。各药剂投加点与二沉池23的进水口之间污泥的水力停留时间为药剂反应时间。
所述药剂投加点为多点投加设施。本发明实施例中，为满足药剂在管道内的混合时间，确保混合效果，设有第一投加点19、第二投加点20和第三投加点21三个药剂投加点。药剂与污泥混合反应时间短影响絮凝效果，时间长可能导致絮体在流动中将打碎。因此，需根据进水量调整投加点，进水量大时，投药点靠前，进水量小时，投药点靠后。
图2所示为本发明实施例的二沉池泥位测定装置，主要包括透明的管道主体231以及底部的单向阀232和主体内壁上的刻度尺233，所述单向阀232伸向二沉池23池底时，单向阀232打开，一直到接触或者穿过泥水分界面；提起测定装置时，单向阀232关闭，测量清水部分水深。根据二沉池23有效水深，可以算出泥位高度。一般的清水部分深度应大于0.7m，当小于0.7m时，应投加絮凝剂，降低泥位，防止二沉池跑泥影响出水水质。
具体地，根据图3所示，实际污水厂药剂每天投加量(L/d)为：K*(进水量+外回流量)*5L/(kg MLSS)*好氧池污泥浓度，其中k为变化系数，一般为1-3，随着污泥浓度的增大而增大。当二沉池上清液深度小于等于0.7m时，适当加大k值，当二沉池上清液深度大于1.0m时，适当降低k值。根据计算出的投加量，调节加药泵的流量。本发明实施例中采用多点配水方式，配水点在预缺氧池、缺氧池、厌氧池的进水口，保障反应时间。设有预缺氧池，能够利用进水中有机物作为电子供体，去除污泥外回流中的硝酸盐，促进活性污泥中的聚磷菌等微生物对进水有机质的吸收。反硝化过程中通过配水获得有机质促进了生物脱氮。
本发明在生物单元反应器的出口处专门设有配药单元，所述配药单元包括混合装置和多个药剂投加点等，根据进水量调整药剂投加点，进水量大时，投加点靠前，进水量小时，投加靠后。一般来讲，药剂投加点与二沉池的进水口之间污泥的水力停留时间即为药剂反应时间。从而满足药剂在管道内的混合时间，确保了混合效果。所述配药单元架设在生物单元反应池和二沉池之间的管路上，结构灵巧、容易铺设；运行简单、便于操作，不需要铺设较为占地的混凝设施即可保证二沉池中泥水快速分离、上清液清澈、出水SS较低、出水质稳定，最终实现脱氮除磷降悬浮物的目的。
本发明实施例中，药剂与污泥的混合时间优选为1min-3min，药剂与污泥混合反应时间短影响絮凝效果，时间长会在流动中将絮凝剂打碎。
本发明的配药单元中药剂投加装置具有自动调节加药量的功能，能够根据进水量、二沉池泥位等信息调整药剂投加量，能保障处理效果、降低药剂投加量、降低药剂投加成本。
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
实施例1：
以某污水厂污水处理为例，污水厂设计规模5万吨/d，旱季水量约4万吨/d，雨季水量约6万吨/d。出水COD、SS、TN、TP浓度高，雨季出水平均值COD为37mg/L、SS为12mg/L、TN为11mg/L、TP为0.53mg/L、氨氮为2.5mg/L；旱季出水平均值COD为45mg/L、SS为11mg/L、TN为16mg/L、TP为0.46mg/L、氨氮为0.5mg/L。
采用本发明的一种污水处理深度脱氮除磷降悬浮物系统及调控方法后，雨季时在第一投加点19投加药剂，投加量只需16μL/L；旱季时在第三药剂投加点21投加药剂，药剂平均投加量为25μL/L。
采用本实施例的一种污水处理深度脱氮除磷降悬浮物系统及调控方法后，出水指标如下所示：
平均进水COD浓度为293mg/L左右，出水COD浓度低于35mg/L，进水平均氨氮37mg/L左右，出水氨氮低于0.5mg/L，平均进水TN浓度(总氮浓度)为41mg/L左右，出水TN浓度低于10mg/L，平均进水TP浓度(总磷浓度)为6mg/L左右，出水TP浓度低于0.45mg/L，进水SS为180mg/L左右，出水SS(悬浮固体)低于10mg/L，污泥沉降性能SVI小于50mL/g。且污水厂出水水质良好，运行稳定。
表1实施例1中的污水厂出水水质各指标前后对比表
Figure BDA0003607393810000081
实施例2：
某污水厂设计规模8万吨/d，平时水量约6万吨/d。原有的加药方式是在好氧池前端投加，投加量为30μL/L；
采用本实施例的一种污水处理深度脱氮除磷降悬浮物系统及调控方法后，在第三投加点21投加药剂，投加量降至20μL/L，药剂使用量降低了33％左右，因此药剂成本也降低了33％。出水指标如表2所示：
表2实施例2中的污水厂出水水质各指标前后对比表
指标(mg/L) 原出水水质 本发明实施例2出水水质
COD 37 32
TN 12 10
TP 0.46 0.41
SS 9 7
氨氮 0.6 0.2
从上述两个实施例中可知，使用本发明后，出水水质稳定，各项指标也明显改善；通过核算能精确药剂投加量；通过调控配药单元使药剂和污泥在生物单元和二沉池之间的管路上就能充分混合，从而使泥水在二沉池中快速分离，最终的出水水质总体上优于原来方式的出水水质。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种污水处理深度脱氮除磷降悬浮物系统，其特征在于：包括进水单元、配水单元、生物单元、配药单元、沉淀单元和回流单元；
所述进水单元设有进水口(1)和调节池(2)；
所述配水单元与所述进水单元相连通，并设有配水点；
所述生物单元设有预缺氧池(7)、厌氧池(8)、缺氧池(9)、好氧池和消氧区(14)；
所述配药单元设有药剂投加装置(17)、药剂投加点和混合装置(22)；
所述沉淀单元中，设有二沉池(23)和出水口(24)；
所述回流单元中，设有污泥回流泵(25)和剩余污泥排泥口(26)，剩余污泥回流至所述生物单元的预缺氧池(7)。
2.根据权利要求1所述的一种污水处理深度脱氮除磷降悬浮物系统，其特征在于，还包括如下技术特征中的至少一项：
所述进水单元和所述配水单元之间还设有提升泵(3)；
所述配水单元的配水点设有第一配水点(4)、第二配水点(5)和第三配水点(6)；
所述配水单元还设有阀门(10)和流量计(11)。
3.根据权利要求1所述的一种污水处理深度脱氮除磷降悬浮物系统，其特征在于，所述生物单元还包括如下技术特征中的至少一项：
所述好氧池包括第一好氧池(12)和第二好氧池(13)，底部均设有曝气器；
所述第一好氧池(12)中设有鼓风机(15)；
还设有硝化液回流管路，管路上设有流量计内循环泵(16)；
各池子之间连接口在上方或下方；
所述消氧区(14)中设有搅拌器(18)。
4.根据权利要求1或3所述的一种污水处理深度脱氮除磷降悬浮物系统，其特征在于：所述曝气器为微孔曝气盘。
5.根据权利要求1所述的一种污水处理深度脱氮除磷降悬浮物系统，其特征在于，所述配药单元还包括如下技术特征中的至少一项：
所述药剂投加点设有第一投加点(19)、第二投加点(20)和第三投加点(21)；
所述药剂投加装置(17)还设有加药泵；
还设有检查口(27)，用于检查加药泵的工作状态。
6.根据权利要求1所述的一种污水处理深度脱氮除磷降悬浮物系统，其特征在于：所述沉淀单元中，所述二沉池(23)设有泥位测定装置，泥位测定装置中设有单向阀(232)。
7.根据权利要求1所述的一种污水处理深度脱氮除磷降悬浮物系统，其特征在于：所述回流单元还设有阀门(10)和流量计(11)。
8.一种污水处理深度脱氮除磷降悬浮物调控方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)在生物单元的反应器中接种活性污泥并进行硝化驯化，驯化3～7天之后，出水口(24)氨氮浓度小于1mg/L，表明污泥硝化驯化结束，硝化污泥从消氧区(14)回流至缺氧池(9)；
2)污水从调节池(2)中先泵入配水单元，通过配水单元的各配水点调控进水量和分配比从而进入生物单元中硝化处理；
3)经生物单元硝化处理后的悬浮污泥进入配药单元的混合装置(22)与药剂混合反应；
4)以上步骤处理后的出水进入沉淀单元沉淀，在二沉池(23)作用下，上清液达标排放，底部污泥通过回流单元泵入生物单元继续硝化处理；
5)二沉池泥位测定间隔为2～4h，所述泥位通过泥位测定装置测定。
9.根据权利要求8所述的一种污水处理深度脱氮除磷降悬浮物调控方法，其特征在于：所述混合装置(22)中药剂与污泥的混合时间为1min-3min，药剂投加点与二沉池(23)的进水口之间污泥的水力停留时间为药剂反应时间。
10.根据权利要求8或9所述的一种污水处理深度脱氮除磷降悬浮物调控方法，其特征在于：药剂投加量为5μL-60μL/L。
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