CN214829326U

CN214829326U - 一种好氧颗粒污泥连续流aao污水处理装置

Info

Publication number: CN214829326U
Application number: CN202022046563.8U
Authority: CN
Inventors: 李军; 刘文龙; 鲍方博; 蒋勇; 张树军; 高永清
Original assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT; Beijing Drainage Group Co Ltd
Current assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT; Beijing Drainage Group Co Ltd
Priority date: 2020-09-16
Filing date: 2020-09-16
Publication date: 2021-11-23
Anticipated expiration: 2030-09-16

Abstract

本实用新型公开了一种好氧颗粒污泥连续流AAO污水处理装置，包括依次连接的进水管、前置污泥调理池、厌氧池、缺氧池、好氧池、双区沉淀池和出水管，进水管还同时与厌氧池相连；双区沉淀池包括相互连通的第一沉淀池和第二沉淀池，第一沉淀池的底部连接有回流污泥管，第二沉淀池的底部连接有调理污泥管和剩余污泥管，回流污泥管通过回流污泥控制阀和污泥回流泵与厌氧池相连，调理污泥管通过调理污泥控制阀和调理污泥回流泵与前置污泥调理池相连，剩余污泥管通过剩余污泥控制阀调节出泥，好氧池的出水端通过硝化液回流管与缺氧池的进水端相连。本实用新型解决连续流AAO工艺在处理进水碳源不足的污水时，脱氮处理效果难以稳定的问题。

Description

一种好氧颗粒污泥连续流AAO污水处理装置

技术领域

本申请属于污水生物处理技术领域，具体涉及一种好氧颗粒污泥连续流 AAO污水处理装置。

背景技术

好氧颗粒污泥是一种具有特殊形态结构的生物聚集体，同时也有别于其他生物膜。好氧污泥颗粒化过程无需载体，是细胞之间通过生物、物理、化学在外界环境条件的共同作用下，形成有良好的沉降性能、较高的微生物量、抗冲击负荷能力强和外形规则的微生物聚集体。相比于传统的絮体活性污泥，颗粒污泥具有结构更紧凑，生物量更大，沉降速率更快，且易于发生同步硝化反硝化作用的优点。因此，基于颗粒污泥技术的污水处理生物反应器通常拥有较高的污染物处理效率和较快的泥水分离速率。

连续流厌氧/缺氧/好氧工艺(Anaerobic/Anoxic/oxic，AAO)是目前我国大中型城市污水处理厂最常用的工艺，AAO工艺同步脱氮除磷的原理为：1)厌氧区——兼性发酵菌将城市污水中可降解的大分子有机物质分解为挥发性脂肪酸 (VFAs)等小分子有机物质，聚磷菌(PAOs)在利用VFAs的同时实现

-P 的释放和内碳源的储存；2)缺氧区——反硝化菌(DNB)利用污水中剩余的有机物将消化液回流携带的

还原为N₂，实现污水氮污染物的去除；3)好氧区——氨氧化菌(AOB)和亚硝酸盐氧化菌(NOB)将

氧化为

PAOs过量吸磷将水相中的磷酸盐转移到污泥相中，并将污水中少量的难降解有机物质进行好氧去除；4)二沉池——泥水分离，上清液排放进入后续处理单元，浓缩污泥部分回流至厌氧区，另部分作为剩余污泥排放。

与其他工艺相比，该工艺具有流程简单、总水力停留时间短和不易丝状菌膨胀等优点。不过，在实际运行中该工艺也存在一些问题，尤其是在脱氮和除磷对于碳源竞争的固有矛盾上，当进水碳源不足时，反硝化效果受到碳源有机物浓度的限制，不仅脱氮效果会受影响，而且大量未被反硝化的

会随回流污泥进入厌氧区，干扰厌氧释磷的正常进行，最终影响到整个系统脱氮除磷效果的稳定性。

实用新型内容

为解决连续流AAO工艺在处理进水碳源不足的污水时，脱氮处理效果难以稳定的问题，本申请提供一种好氧颗粒污泥连续流AAO污水处理装置。

为实现上述目的，本申请所采取的技术方案为：

一种好氧颗粒污泥连续流AAO污水处理装置，所述好氧颗粒污泥连续流 AAO污水处理装置包括依次连接的进水管、前置污泥调理池、厌氧池、缺氧池、好氧池、双区沉淀池和出水管，所述进水管还同时与所述厌氧池相连；所述厌氧池和缺氧池内设置搅拌器，所述好氧池内设置曝气装置；

所述双区沉淀池包括相互连通的第一沉淀池和第二沉淀池，所述第一沉淀池的底部连接有回流污泥管，所述第二沉淀池的底部连接有调理污泥管和剩余污泥管，所述回流污泥管通过回流污泥控制阀和污泥回流泵与所述厌氧池相连，所述调理污泥管通过调理污泥控制阀和调理污泥回流泵与所述前置污泥调理池相连，所述剩余污泥管通过剩余污泥控制阀调节出泥，所述好氧池的出水端通过硝化液回流管与所述缺氧池的进水端相连。

本实用新型基于好氧颗粒污泥技术，在连续流AAO装置中设置前置污泥调理池和双区沉淀池，进行连续流颗粒污泥的培养和絮体污泥的选择性分离，干化絮体污泥为颗粒污泥的形成提供晶核和缓释碳源，促进了连续流AAO装置中好氧颗粒污泥的形成，并在一个系统中营造了双污泥系统，强化了连续流AAO 工艺脱氮除磷的效果，保障了系统的稳定性。

以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。

作为优选，所述进水管通过进水泵和进水阀门分别与所述前置污泥调理池和厌氧池相连。

作为优选，所述前置污泥调理池内设有布水布泥管、搅拌器、填料层、不锈钢穿孔板和潜水泵，并且所述布水布泥管、填料层、不锈钢穿孔板和潜水泵沿所述前置污泥调理池的垂直方向依次分布，所述前置污泥调理池通过连接在所述潜水泵上的导流管与所述厌氧池连接；

所述布水布泥管包括横向固定在所述前置污泥调理池内的主管以及连接在主管上的多根副管，多根副管朝一侧倾斜设置并且分布在所述主管的底部，所述主管与所述进水管和调理污泥管相连。

作为优选，所述填料层设有正方体聚氨酯泡沫填料，所述正方体聚氨酯泡沫填料的长为2cm、宽为2cm、高为2cm，所述不锈钢穿孔板的孔径为5～10mm。

作为优选，所述前置污泥调理池的内下方为倒梯形结构，所述潜水泵设置在所述倒梯形结构的底部。

作为优选，所述副管的管径为4～6mm。

作为优选，所述曝气装置包括曝气盘、曝气管路、气路阀门和鼓风机，所述曝气盘设置在所述好氧池内底部，所述曝气盘通过曝气管路和气路阀门连接鼓风机。

作为优选，所述硝化液回流管连接有硝化液回流泵，所述污泥回流泵和硝化液回流泵为螺杆泵，所述调理污泥回流泵为离心泵。

作为优选，所述第一沉淀池和第二沉淀池的连通口位于所述双区沉淀池的顶部，所述第一沉淀池和第二沉淀池的内顶部分别设有位置可调的污泥挡板。

本申请提供的好氧颗粒污泥连续流AAO污水处理装置，与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)利用双区沉淀池将连续流AAO污水处理装置中的污泥按照重量之差进行选择性分离，保留重的颗粒污泥，淘洗轻的絮体污泥，从而快速实现系统污泥的好氧颗粒化。

(2)双区沉淀池特有的运行方式可在一个连续流AAO污水处理装置中创造双污泥系统，其中颗粒污泥中主要富集了如AOB和NOB等缓慢生长型的自养菌，而絮体污泥中细菌以快速生长型异养菌为主，如PAOs等与有机物代谢相关的细菌。

(3)前置污泥调理池的设计为连续流AAO污水处理装置干化污泥的获取提供了来源，干化污泥的投加不仅可以促进絮体污泥的凝聚和颗粒化，同时为反硝化作用提供了缓释碳源，可提高系统的同步硝化反硝化效果。

(4)对于现有采用连续流AAO工艺的污水处理设施而言，本申请装置具有改造简单，运行方便，脱氮除磷效果好的优点。

附图说明

图1为本申请的好氧颗粒污泥连续流AAO污水处理装置的结构示意图；

图2为本申请的前置污泥调理池的结构示意图；

图3为本申请的双区沉淀池的结构示意图。

图示中：1、前置污泥调理池；101、布水布泥管；102、第一搅拌器；103、不锈钢穿孔板；104、潜水泵；105、填料层；2、厌氧池；201、第二搅拌器；3、缺氧池；301、第三搅拌器；4、好氧池；401、曝气盘；5、双区沉淀池；501、第一沉淀池；502、第二沉淀池；503、污泥挡板；504、固定挡板；6、进水泵； 7、进水管；8、硝化液回流泵；9、污泥回流泵；10、调理污泥回流泵；11、出水管；12、回流污泥控制阀；13、调理污泥控制阀；14、剩余污泥控制阀；15、鼓风机；16、硝化液回流管；17、回流污泥管；18、调理污泥管；19、泥水管。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为与另一个组件“连接”时，它可以直接与另一个组件连接或者也可以存在居中的组件；当组件被称为与另一个组件“固定”时，它可以直接与另一个组件固定或者也可以存在居中的组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是在于限制本申请。

实施例1

如图1所述，本实施例公开了一种好氧颗粒污泥连续流AAO污水处理装置，该装置包括依次连接的进水管7、前置污泥调理池1、厌氧池2、缺氧池3、好氧池4、双区沉淀池5和出水管11，所述进水管7还同时与所述厌氧池2相连；所述厌氧池2和缺氧池3内设置搅拌器，为了便于描述令厌氧池2内的搅拌器为第二搅拌器201，缺氧池3内的搅拌器为第三搅拌器301，所述好氧池4内设置曝气装置。

为了便于控制进水，进水管7通过进水泵6和进水阀门分别与前置污泥调理池1和厌氧池2相连。

如图2所示，前置污泥调理池1内设有布水布泥管101、搅拌器(为了便于描述令前置污泥调理池1内的搅拌器为第一搅拌器102)、填料层105、不锈钢穿孔板103和潜水泵104，并且布水布泥管101、填料层105、不锈钢穿孔板103 和潜水泵104沿所述前置污泥调理池1的垂直方向依次分布。

本实施例中，填料层105设有正方体聚氨酯泡沫填料，正方体聚氨酯泡沫填料的长为2cm、宽为2cm、高为2cm，不锈钢穿孔板的孔径为5～10mm，优选为5mm或6mm或7mm或8mm或9mm或10mm。并且填料层105的填充比例为50％

为了提高前置污泥调理池1内污泥颗粒的收集率以及收集速度，在一个实施例中，设置前置污泥调理池1的内下方为倒梯形结构，潜水泵104设置在倒梯形结构的底部，并且前置污泥调理池1通过连接在潜水泵104上的导流管与厌氧池2连接。

需要说明的是，这里的下方应理解为从前置污泥调理池1垂直方向的中点起向下一定距离范围所对应的区域。为了避免影响污泥颗粒的收集，本实施例中设置不锈钢穿孔板103位于倒梯形结构的顶部。

本实施例中第一搅拌器102包括第一搅拌杆和连接在第一搅拌杆上的第一搅拌叶，第一搅拌杆伸入前置污泥调理池1内部，使得第一搅拌叶位于填料层底部。容易理解的是，第一搅拌器102主要为了增加前置污泥调理池1内的水体流动性，因此在实现搅拌水体的目的时不对第一搅拌器的位置设置进行严格限制。

由于进入前置污泥调理池1的污水或者污泥均从一个方向进入，不利于污泥干化，因此本实施例为了提高污水和污泥的分布均匀性，设置布水布泥管101 包括横向固定在前置污泥调理池1内的主管以及连接在主管上的多根副管，多根副管朝一侧倾斜设置并且分布在所述主管的底部，所述主管与所述进水管和调理污泥管相连。

布水布泥管101接收污水和污泥后混合并均分排出，并且副管的管径为 4～6mm，优选为4mm或5mm或6mm，以有效控制混合泥水向前置污泥调理池1中注入的速度和量，同时也利于污水冲刷污泥，避免污泥在布水布泥管101 中堵塞。

如图3所示，本实施例的双区沉淀池5包括相互连通的第一沉淀池501和第二沉淀池502，所述第一沉淀池501的底部连接有回流污泥管17，所述第二沉淀池502的底部连接有调理污泥管18和剩余污泥管，所述回流污泥管17通过回流污泥控制阀12和污泥回流泵9与所述厌氧池2相连，所述调理污泥管18 通过调理污泥控制阀13和调理污泥回流泵10与所述前置污泥调理池1相连，所述剩余污泥管通过剩余污泥控制阀14调节出泥，所述好氧池4的出水端通过硝化液回流管16与所述缺氧池3的进水端相连。

为了提高污泥分离收集效率，本实施例中个第一沉淀池501和第二沉淀池 502均为漏斗型结构，并且第一沉淀池501和第二沉淀池502贴靠设置。本实施例中第一沉淀池501和第二沉淀池502的连通口位于双区沉淀池5的顶部，即两者相互贴靠的壁的顶部设有联通口。

本实施例为了降低双区沉淀池5的建造难度，直接使第一沉淀池501和第二沉淀池502两者相互贴靠的壁的顶沿低于第一沉淀池501和第二沉淀池502 的另一侧壁的顶沿。

在另一个实施例中，还可在第一沉淀池501和第二沉淀池502两者相互贴靠的壁的顶沿连接固定挡板504，利用固定挡板504控制连通口的高度和大小，以获得预设效果的污泥分离。

在一个实施例中，第一沉淀池501和第二沉淀池502的内顶部分别设有位置可调的污泥挡板503。污泥挡板503使得第一沉淀池501和第二沉淀池502中筛选得到的颗粒污泥或絮体污泥能流向沉淀池底部，以便于对颗粒污泥或絮体污泥的收集，同时还可避免从好氧池4通过泥水管19输入双区沉淀池5中的颗粒污泥直接跟随水流进入第二沉淀池502，从而提高污泥分离效果。

对于位置可调的污泥挡板503而言，其可以是与沉淀池的内壁之间通过卡接固定，沉淀池的内壁预设有多个卡槽，污泥挡板503通过与不同卡槽配合实现位置可调；污泥挡板503还可以是通过悬浮物悬浮在沉淀池内，通过改变悬浮物的位置实现位置可调；当然还可以是其他多种可选的可调方式，这里就不再一一赘述。

本实施例中设置污泥挡板503位置可调有利于调节双区沉淀池5中水流路径，以可到预设、高效的污泥分离效果。

在一个实施例中，曝气装置包括曝气盘401、曝气管路、气路阀门和鼓风机 15，曝气盘401设置在好氧池4内底部，曝气盘401通过曝气管路和气路阀门连接鼓风机15，为好氧池4内提供氧气和搅拌。

为了提高污泥或污水的抽吸效率，本实施例中硝化液回流管16连接有硝化液回流泵8，污泥回流泵9和硝化液回流泵8为螺杆泵，调理污泥回流泵10为离心泵。

本申请的好氧颗粒污泥连续流AAO污水处理装置的一种工作流程如下：

污水原水进入厌氧池进行厌氧释磷和内碳源储存，之后与回流的硝化液在缺氧池混合，进行反硝化反应和部分反硝化除磷反应，而后进入好氧池，在曝气的作用下进行有机物氧化反应、硝化反应和好氧吸磷反应，最后泥水混合物进入双区沉淀池进行泥水分离，出水随出水管排出系统。

双区沉淀池按照污泥重量之差将污泥进行选择性分离，其中重的颗粒污泥会沉降在第一沉淀池，由污泥回流泵回流至厌氧池，而轻的絮体污泥会随水流进入第二沉淀池，该池的一部分沉淀污泥在调理污泥回流泵的作用下回流至污泥调理池，另一部分污泥作为剩余污泥进行排放后处理。

进入前置污泥调节池的污泥会被填料区的填料吸附，形成污泥聚集体，干化后再搅拌器的作用下脱落，开启进水阀门同时开启潜水泵，脱落的干化污泥会在潜水泵的作用下随进水进入厌氧池，为连续流AAO系统污泥的颗粒化提供晶核，促进连续流好氧颗粒污泥的形成，形成的颗粒污泥和原有的絮体污泥又可以在双区沉淀池进行分离，逐步提高系统中好氧颗粒污泥所占的比例。好氧颗粒污泥的形成不仅可以提高沉淀池泥水分离的效果，还可以利用其分层的结构进行同步硝化反硝化和反硝化除磷作用，提高连续流AAO系统的脱氮除磷效果。

实施例2

本实施例采用某实际城市污水作为原水，具体水质如下：pH值为6.9～7.4， COD浓度200～300mg/L，溶解性COD浓度为75～150mg/L，NH₄ ⁺-N浓度为38～51 mg/L，TN浓度为40～58mg/L，PO₄ ^3--P浓度为3～6mg/L。

试验装置采用本申请的好氧颗粒污泥连续流AAO污水处理装置，其中AAO 生物反应池的池长为20m，宽为1m，高为4m，有效水深为3.5m，长度方向上均分为20个格室，每个格室长和宽均为1m。生物池从前到后依次分为前置污泥调节池、厌氧池、缺氧池和好氧池，各区域容积比为2:3:5:10。双区沉淀池设计为平流式沉淀池，长和宽均为1m，高为4m，有效水深为3.5m，沉淀池上部设有可移动的污泥挡板，起到调节双区沉淀池选择压的作用。

曝气装置采用鼓风机和曝气盘若干，鼓风机1用1备，每台风机最大气量为90m³/h。双区沉淀池池底设置污泥回流螺杆泵进行污泥回流，污泥回流量为 3.5m³/h，同时好氧区末端设置硝化液回流螺杆泵将硝化液回流至缺氧区，硝化液回流量为10.5m³/h。所有池体和主要管线均为碳钢材质。

反应器接种污泥取自某污水处理厂二沉池回流污泥，接种后，污泥浓度为2300mg/L左右，接种污泥形态为絮体，SVI值为89mL/g，平均粒径为150μm。通入实际城市污水启动反应器系统，连续运行70天后，污泥的SVI值下降到50 mL/g以下，污泥粒径维持在200～240μm之间，且污泥的结构紧实，边缘清晰，尺寸也更加均匀，该结果证明已成功实现了连续流A2O系统的污泥好氧颗粒化。好氧颗粒污泥培养完成后，该系统实现了良好的C，N，P污染物的去除效果，平均出水COD、NH₄ ⁺-N、TN和TP浓度分别为33.7、0.4、12.3和0.3mg/L，达到国家一级A城市污水水质排放标准。

本申请中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、次序。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种好氧颗粒污泥连续流AAO污水处理装置，其特征在于，所述好氧颗粒污泥连续流AAO污水处理装置包括依次连接的进水管、前置污泥调理池、厌氧池、缺氧池、好氧池、双区沉淀池和出水管，所述进水管还同时与所述厌氧池相连；所述厌氧池和缺氧池内设置搅拌器，所述好氧池内设置曝气装置；

2.如权利要求1所述的好氧颗粒污泥连续流AAO污水处理装置，其特征在于，所述进水管通过进水泵和进水阀门分别与所述前置污泥调理池和厌氧池相连。

3.如权利要求1所述的好氧颗粒污泥连续流AAO污水处理装置，其特征在于，所述前置污泥调理池内设有布水布泥管、搅拌器、填料层、不锈钢穿孔板和潜水泵，并且所述布水布泥管、填料层、不锈钢穿孔板和潜水泵沿所述前置污泥调理池的垂直方向依次分布，所述前置污泥调理池通过连接在所述潜水泵上的导流管与所述厌氧池连接；

4.如权利要求3所述的好氧颗粒污泥连续流AAO污水处理装置，其特征在于，所述填料层设有正方体聚氨酯泡沫填料，所述正方体聚氨酯泡沫填料的长为2cm、宽为2cm、高为2cm，所述不锈钢穿孔板的孔径为5～10mm。

5.如权利要求3所述的好氧颗粒污泥连续流AAO污水处理装置，其特征在于，所述前置污泥调理池的内下方为倒梯形结构，所述潜水泵设置在所述倒梯形结构的底部。

6.如权利要求3所述的好氧颗粒污泥连续流AAO污水处理装置，其特征在于，所述副管的管径为4～6mm。

7.如权利要求1所述的好氧颗粒污泥连续流AAO污水处理装置，其特征在于，所述曝气装置包括曝气盘、曝气管路、气路阀门和鼓风机，所述曝气盘设置在所述好氧池内底部，所述曝气盘通过曝气管路和气路阀门连接鼓风机。

8.如权利要求1所述的好氧颗粒污泥连续流AAO污水处理装置，其特征在于，所述硝化液回流管连接有硝化液回流泵，所述污泥回流泵和硝化液回流泵为螺杆泵，所述调理污泥回流泵为离心泵。

9.如权利要求1所述的好氧颗粒污泥连续流AAO污水处理装置，其特征在于，所述第一沉淀池和第二沉淀池的连通口位于所述双区沉淀池的顶部，所述第一沉淀池和第二沉淀池的内顶部分别设有位置可调的污泥挡板。