CN115259576B - 污水深度脱氮除磷的aoa一体化装置与调控方法 - Google Patents
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Abstract
污水深度脱氮除磷的AOA一体化装置与调控方法，属于污水处理设备技术领域。生活污水首先进入预处理单元通过物理手段实现固液分离，随后上清液进入生物处理单元通过生物处理方法实现碳、氮、磷的去除，最后进入深度处理单元通过物理、化学或生物方法实现碳氮磷和悬浮物的深度去除。生物处理单元包括采用AOA工艺技术。基于上述装置，根据实际运行经验系统装置设计与调控方式，实现低C/N生活污水深度脱氮除磷的目的。适用于分散式污水处理，无需外加碳源，具有节能降耗等特点。
Description
技术领域
本发明属于污水处理设备技术领域，具体涉及种用于污水深度脱氮除磷的AOA一体化装置设计与调控方法。
背景技术
随着人类经济的快速发展，环境污染日益严重。其中水污染也越来越严重尤其是富营养化问题严重影响水生态环境。富营养化是一种氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象，降低排放进入水体中的氮磷浓度能够有效的缓解富营养化现象，因此生活污水实现深度脱氮除磷至关重要。
市政污水处理系统将划定的排污范围内的污水收集后，通过管网系统输送至污水处理厂进行统一集中处理。而对于污水量比较小且位置偏僻的地区，如农村、旅游度假区等，采用分散式的处理则更为经济有效。现有的分散式污水处理方式主要有人工湿地、生态沟渠、一体化处理设备等。
连续流厌氧/好氧/缺氧(AOA)工艺有利于城市生活污水深度脱氮除磷，废水进入连续生化处理装置，在厌氧阶段聚糖菌进行内碳源的贮存，以及聚磷菌利用有机物进行释磷作用；在好氧区进行硝化以及好氧吸磷，后置缺氧池聚糖菌利用厌氧阶段贮存的碳源进行内源反硝化。该工艺具有节省碳源、脱氮效率高和流程简单的优势。
在此基础上，通过一体化设备将连续流AOA工艺应用于分散式污水处理，将一体化设备内部分为预处理单元、生物处理单元和深度处理单元。通过物理、生物和化学方法联合实现生活污水深度脱氮除磷，并通过调控方法和设备选择保证运行效果的稳定性。
发明内容
本发明的目的在于为低C/N比城市污水的分散式处理提供一种污水深度脱氮除磷的AOA一体化装置设计与调控方法。一体化设备箱体外部设置进水管和出水管，内部通过隔板分隔为3个功能单元，依次为预处理单元、生物处理单元和深度处理单元。生活污水首先进入预处理单元通过物理手段实现固液分离，预处理单元包括格栅或筛网等拦截型和平流沉砂池或曝气沉砂池等沉淀型的固液分离设备。随后上清液进入生物处理单元通过生物处理方法实现碳、氮、磷的去除，生物处理单元包括AOA反应池和泥水分离设备。其中，AOA反应池包括厌氧区、好氧区、缺氧区和两个污泥回流管道，分别为回流至厌氧区前端的第一污泥回流和回流至缺氧区的第二污泥回流。在厌氧区异养反硝化菌利用原水中的有机物将第一污泥回流中的剩余硝态氮还原为氮气去除；聚糖菌和聚磷菌将有机物贮存为细胞内碳源，同时聚磷菌释放磷。在好氧区硝化菌进行硝化反应将氨氮氧化为硝态氮，同时聚磷菌完成吸磷作用。在缺氧区反硝化聚糖菌利用细胞内碳源进行反硝化将硝态氮还原为氮气。其中，第二污泥回流通过增加缺氧区的污泥浓度强化内源反硝化脱氮。泥水分离设备可以设置为辐流沉淀池、竖流沉淀池或膜生物反应器等。最后上清液进入深度处理单元通过物理、化学或生物方法实现碳氮磷和悬浮物的深度去除，深度处理单元包括以除磷和去除悬浮物为主的混凝沉淀池、以脱氮为主的生物滤池和同时去除碳氮磷和悬浮物的反渗透膜等。一体化设备通过上述流程实现低C/N生活污水深度脱氮除磷的目的，适用于分散式污水处理，无需外加碳源，具有节能降耗等特点。
本发明提供了一种污水深度脱氮除磷的AOA一体化装置，其特征在于：包括箱体、预处理单元、生物处理单元和深度处理单元；所述的箱体外部设置有进水管、出水管、人孔和排气孔；所述的预处理单元用于拦截进水中的悬浮物，包括拦截型设备与沉淀型设备；拦截型设备为通过截留实现固液分离的设备，包括格栅和筛网等；沉淀型设备为通过重力或剪切力实现固液分离，包括平流沉砂池和曝气沉砂池等；所述的生物处理单元包括AOA反应池和沉淀池；AOA反应池设置为厌氧区、好氧区、切换区与缺氧区；AOA反应池控制系统包括好氧区在线氨氮检测仪，缺氧区在线总氮检测仪，进水流量调节阀，回流污泥流量调节阀以及与上述设备通讯连接的PLC控制器；沉淀池为通过物理方法实现污泥与上清液分离的设备，包括MBR，竖流沉淀池等；所述的深度处理单元包括除磷型设备，脱氮型设备和混合型设备；除磷型设备为通过投加除药剂实现化学除磷的装置，包括混凝沉淀池等，脱氮型设备为通过投加碳源进行反硝化的设备，包括生物滤池等，混合型设备为通过物理化学法同时去除碳氮磷和悬浮物的设备，如反渗透膜等。
所述的污水深度脱氮除磷的AOA一体化装置设计与调控方法，其特征在于：若进水SS＞500mg/L，同时设计拦截型设备和沉淀型设备；若进水200mg/L＜SS≤500mg/L，仅设计重力或剪切力沉淀型设备；若进水SS≤200mg/L，则无需设计预处理单元；
所述的污水深度脱氮除磷的AOA一体化装置设计与调控方法，其特征在于：好氧区的氨氮在线监测仪监测氨氮值进行调整：氨氮浓度值大于等于5mg/L，则切换区曝气处于开启状态；氨氮浓度值小于5mg/L，则切换区曝气处于关闭状态；AOA反应池停留时间设置为12h，根据缺氧区总氮在线检测仪的总氮浓度进行调整：总氮值大于12mg/L，则通过进水流量调节阀，AOA反应池延长停留时间2h；总氮浓度值在5-12mg/L，则维持原停留时间不变；总氮浓度值低于5mg/L，则通过进水流量调节阀，AOA反应池缩短停留时间2h；回流量通过回流污泥流量调节阀保持与进水流量一致；
所述的污水深度脱氮除磷的AOA一体化装置设计与调控方法，其特征在于：若要求出水水质总磷＜0.3mg/L，总氮＜10mg/L，COD＜50mg/L，仅设计除磷型设备；若要求出水水质总磷＜0.5mg/L，总氮＜5mg/L，COD＜50mg/L，仅设计脱氮型设备；若要求出水水质总磷＜0.1mg/L，总氮＜1mg/L，COD＜10mg/L，或SS＜5mg/L，仅设置混合型设备。若要求出水水质总磷≥0.3mg/L，总氮≥5mg/L，COD≥10mg/L且SS≥5mg/L，则无需设计深度处理单元。
本发明具有以下优势：
(1)一体化设备的生物处理单元通过硝化内源反硝化除磷可以同步去除废水中的氮磷，为分散式城市生活污水深度脱氮除磷提供一种有效方法。
(2)本发明采用的AOA工艺污泥产量小且能够充分利用原水碳源，出水COD浓度低且无需额外投加碳源，具有节能降耗的优势，同时设备应用便捷。
(3)针对分散式生活污水水质水量变化大的特点，本发明通过预处理单元和深度处理单元的设备选择，形成完整的控制体系，保证稳定的处理效果。
附图说明
图1一污水深度脱氮除磷的AOA一体化处理设备结构示意图。
1为一体化设备箱体，2为预处理单元，3为生物处理单元，4为深度处理单元。1.1为第一隔板，1.2为第二隔板，1.3为第一导流管，1.4为第二导流管，1.5为进水管，1.6为出水管，1.7为人孔，1.8为排气孔；2.1为拦截型设备，2.2为沉淀型设备；3.1为厌氧区，3.2为好氧区，3.3为可切换区，3.4为缺氧区，3.5为沉淀池，3.6为第一污泥回流泵，3.7为第二污泥回流泵；3.8为排泥泵；3.9为搅拌装置；3.10为曝气装置；4.1为除磷型设备，4.2为脱氮型设备，4.3为混合型设备；
图2为AOA反应池控制系统示意图。
5为PLC控制器，5.1为进水流量调节阀，5.2为好氧区在线氨氮检测仪，5.3为缺氧区在线总氮检测仪，5.4为回流污泥流量调节阀，5.5为切换区风机，6为电脑。
具体实施方式：
下面结合附图和实施对本发明做进一步说明：污水深度脱氮除磷的AOA一体化装置设计与调控方法，其特征在于：包括箱体(1)、预处理单元(2)、生物处理单元(3)和深度处理单元(4)。箱体内部通过第一隔板(1.1)和第二隔板(1.2)将预处理单元、生物处理单元和深度处理单元隔开。第一隔板、第二隔板和第三隔板分别设置开口嵌入第一导流管(1.3)和第二导流管(1.4)。箱体外部设置有进水管(1.5)、出水管(1.6)、人孔(1.7)和排气孔(1.8)。
污水进入预处理单元的拦截型设备(2.1)和沉淀型设备(2.2)；随后进入生物处理单元的AOA反应池的厌氧区(3.1)、好氧区(3.2)、切换区(3.3)、缺氧区(3.4)和沉淀池(3.5)，污泥通过第一污泥回流泵(3.6)和第二污泥回流泵(3.7)分别回流至厌氧区和缺氧区前端，剩余污泥通过排泥泵(3.8)排出。厌氧、缺氧区和可切换区均设有搅拌装置(3.9)，好氧区和可切换区设有曝气装置(3.10)。上清液进入深度处理单元的除磷型设备(4.1)、脱氮型设备(4.2)或混合型设备(4.3)。
AOA反应池的好氧区(3.2)设置好氧区在线氨氮检测仪(5.2)和缺氧区(3.4)设置缺氧区在线总氮检测仪(5.3)实时监测氨氮与总氮浓度，对切换区鼓风机(5.5)和进水流量调节阀(5.1)进行调整，并根据进水流量通过回流污泥量调节法(5.4)对回流污泥量进行调整。
具体操作如下：
方法包括污水深度脱氮除磷的AOA一体化装置设计与调控方法，其特征在于包括以下内容：
(1)根据进水SS设计预处理单元：若进水SS＞500mg/L，同时设计拦截型设备和沉淀型设备；若进水200mg/L＜SS≤500mg/L，仅设计重力或剪切力沉淀型设备；若进水SS≤200mg/L，则无需设计预处理单元；
(2)生物处理单元包括AOA反应池和沉淀池。AOA反应池以市政污水处理厂污泥作为接种污泥，以生活污水为原水。水力停留时间为12h，其中厌氧区3h，好氧区3h，切换区1.5h，缺氧区4.5h；设置第一污泥回流比为100％，第二污泥回流比为100％。控制厌氧区和好氧区污泥浓度为3000-4000mg/L，缺氧区污泥浓度为7000-8000mg/L。控制好氧区溶解氧浓度为1.0-2.0mg/L。控制污泥龄为20d。
(3)根据AOA反应池控制系统，确保出水水质稳定达出水总磷＜0.5mg/L，总氮＜10mg/L，COD＜50mg/L。好氧区的氨氮在线监测仪监测氨氮值进行调整：氨氮浓度值大于等于5mg/L，则切换区曝气处于开启状态；氨氮浓度值小于5mg/L，则切换区曝气处于关闭状态；AOA反应池停留时间设置为12h，根据缺氧区总氮在线检测仪的总氮浓度进行调整：总氮值大于12mg/L，则通过进水流量调节阀，AOA反应池延长停留时间2h；总氮浓度值在5-12mg/L，则维持原停留时间不变；总氮浓度值低于5mg/L，则通过进水流量调节阀，AOA反应池缩短停留时间2h；回流量通过回流污泥流量调节阀保持与进水流量一致；
(4)根据出水达标要求设计深度处理单元：若要求出水水质总磷＜0.3mg/L，总氮＜10mg/L，COD＜50mg/L，仅设计除磷型设备；若要求出水水质总磷＜0.5mg/L，总氮＜5mg/L，COD＜50mg/L，仅设计脱氮型设备；若要求出水水质总磷＜0.1mg/L，总氮＜1mg/L，COD＜10mg/L，或SS＜5mg/L，仅设置混合型设备。若要求出水水质总磷≥0.3mg/L，总氮≥5mg/L，COD≥10mg/L且SS≥5mg/L，则无需设计深度处理单元。
以上是本发明的具体实施例，便于该技术领域的技术人员能更好的理解和应用本发明，本发明的实施不限于此，因此该技术领域的技术人员对本发明所做的简单改进都在本发明的范围之内。
Claims (1)
1.污水深度脱氮除磷的AOA调控方法，该方法所用装置包括箱体(1)，箱体内部顺序连接的为预处理单元(2)、生物处理单元(3)和深度处理单元(4)；箱体内部通过第一隔板(1.1)和第二隔板(1.2)将预处理单元、生物处理单元和深度处理单元隔开，第一隔板、第二隔板分别设置开口嵌入第一导流管(1.3)和第二导流管(1.4)，箱体外部设置有进水管(1.5)、出水管(1.6)、人孔(1.7)和排气孔(1.8)；预处理单元设有拦截型设备(2.1)和沉淀型设备(2.2)；生物处理单元的通过进水流量调节阀(5.1)进入厌氧区(3.1)、好氧区(3.2)、切换区(3.3)、缺氧区(3.4)和沉淀池(3.5)，污泥通过回流污泥流量调节阀(5.4)，第一污泥回流泵(3.6)和第二污泥回流泵(3.7)分别回流至厌氧区和缺氧区前端，剩余污泥通过排泥泵(3.8)排出；厌氧区设有搅拌装置(3.9)，好氧区设有曝气装置(3.10)；好氧区在线氨氮检测仪(5.2)，切换区设有切换区风机(5.5)，搅拌装置(3.9)；缺氧区设有缺氧区在线总氮检测仪(5.3)，搅拌装置(3.9)；深度处理单元设有除磷型设备(4.1)、脱氮型设备(4.2)或混合型设备(4.3)；混合型设备为通过物理化学法同时去除碳氮磷和悬浮物的设备；
PLC控制器(5)与进水流量调节阀(5.1)，好氧区在线氨氮检测仪(5.2)，缺氧区在线总氮检测仪(5.3)，回流污泥流量调节阀(5.4)，切换区风机(5.5)，电脑(6)通讯连接；
其特征在于，具体步骤如下：
(1)根据进水中悬浮物进行预处理单元设计：若进水SS＞500mg/L，同时设计拦截型设备和沉淀型设备；若进水200mg/L＜SS≤500mg/L，仅设计重力或剪切力沉淀型设备；若进水SS≤200mg/L，则无需设计预处理单元；
(2根据运行情况进行生化单元的参数调控，保证出水水质：好氧区在线氨氮检测仪监测氨氮值进行调整：氨氮浓度值大于等于5mg/L，则切换区曝气处于开启状态；氨氮浓度值小于5mg/L，则切换区曝气处于关闭状态；AOA反应池停留时间设置为12h，根据缺氧区在线总氮检测仪的总氮浓度进行调整：总氮值大于12mg/L，则通过进水流量调节阀，AOA反应池延长停留时间2h；总氮浓度值在5-12mg/L，则维持原停留时间不变；总氮浓度值低于5mg/L，则通过进水流量调节阀，AOA反应池缩短停留时间2h；回流量通过回流污泥流量调节阀保持与进水流量一致；
(3)根据出水水质进行深度处理单元设计：若要求出水水质总磷＜0.3mg/L，总氮＜10mg/L，COD＜50mg/L，仅设计除磷型设备；若要求出水水质总磷＜0.5mg/L，总氮＜5mg/L，COD＜50mg/L，仅设计脱氮型设备；若要求出水水质总磷＜0.1mg/L，总氮＜1mg/L，COD＜10mg/L，或SS＜5mg/L，仅设置混合型设备；若要求出水水质总磷≥0.3mg/L，总氮≥5mg/L，COD≥10mg/L且SS≥5mg/L，则无需设计深度处理单元。
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