公布日：2024.01.23
申請日：2023.10.18
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F3/30(2023.01)N;C02F3/34(2023.01)N;C02F101/38(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N;C02F1/00(2023.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種可調(diào)式連續(xù)流系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)污水深度脫氮的裝置及方法，該裝置包括厭氧池、缺氧池、第一可調(diào)節(jié)池、第一好氧池、第二可調(diào)節(jié)池、第二好氧池、第三好氧池、消氧池、沉淀池、控制器及污泥厭氧發(fā)酵系統(tǒng)；厭氧池、缺氧池、第一可調(diào)節(jié)池、第一好氧池、第二可調(diào)節(jié)池、第二好氧池、第三好氧池、消氧池依次連通；原水由厭氧池、消氧池進(jìn)入沉淀池實(shí)現(xiàn)泥水分離，沉淀池上清液流出，底泥一部分回流至厭氧池；污泥厭氧發(fā)酵系統(tǒng)用于為缺氧池、第二可調(diào)節(jié)池提供污泥發(fā)酵液；控制器通過監(jiān)測水質(zhì)、水量，對第一、第二可調(diào)節(jié)池進(jìn)行缺氧、好氧模式的轉(zhuǎn)換，并調(diào)節(jié)第二可調(diào)節(jié)池碳源補(bǔ)充量。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)多種運(yùn)行環(huán)境相結(jié)合的模式，有效提高脫氮效率。
權(quán)利要求書
1.一種可調(diào)式連續(xù)流系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)污水深度脫氮的裝置，其特征在于，包括厭氧池、缺氧池、第一可調(diào)節(jié)池、第一好氧池、第二可調(diào)節(jié)池、第二好氧池、第三好氧池、消氧池、沉淀池、控制器及污泥厭氧發(fā)酵系統(tǒng)；所述厭氧池、缺氧池、第一可調(diào)節(jié)池、第一好氧池、第二可調(diào)節(jié)池、第二好氧池、第三好氧池、消氧池依次連通；原水由厭氧池進(jìn)水、消氧池出水進(jìn)入沉淀池實(shí)現(xiàn)泥水分離，沉淀池內(nèi)上清液作為最終出水流出，底泥一部分作為回流污泥回流至厭氧池；所述污泥厭氧發(fā)酵系統(tǒng)用于為缺氧池、第二可調(diào)節(jié)池提供污泥發(fā)酵液；控制器通過監(jiān)測水質(zhì)、水量，對第一可調(diào)節(jié)池、第二可調(diào)節(jié)池進(jìn)行缺氧、好氧模式的轉(zhuǎn)換，并調(diào)節(jié)第二可調(diào)節(jié)池碳源補(bǔ)充量。
2.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)式連續(xù)流系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)污水深度脫氮的裝置，其特征在于，所述第一可調(diào)節(jié)池、第一好氧池、第二可調(diào)節(jié)池、第二好氧池、第三好氧池中均設(shè)有曝氣系統(tǒng)，通過控制器控制曝氣系統(tǒng)調(diào)節(jié)各反應(yīng)池的曝氣量。
3.如權(quán)利要求2所述的可調(diào)式連續(xù)流系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)污水深度脫氮的裝置，其特征在于，所述厭氧池、缺氧池、第一可調(diào)節(jié)池、第二可調(diào)節(jié)池及消氧池中均設(shè)置有攪拌器。
4.如權(quán)利要求3所述的可調(diào)式連續(xù)流系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)污水深度脫氮的裝置，其特征在于，根據(jù)當(dāng)前水質(zhì)濃度是否處于限定范圍內(nèi)，來控制攪拌器或曝氣系統(tǒng)的啟停，實(shí)現(xiàn)第一可調(diào)節(jié)池或第二可調(diào)節(jié)池缺氧、好氧模式的轉(zhuǎn)換。
5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的可調(diào)式連續(xù)流系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)污水深度脫氮的裝置，其特征在于，所述污泥厭氧發(fā)酵系統(tǒng)包括污泥發(fā)酵罐、離心機(jī)及污泥發(fā)酵液存儲(chǔ)罐；沉淀池內(nèi)底泥另一部分作為剩余污泥通過污泥發(fā)酵罐的厭氧堿性發(fā)酵后經(jīng)離心機(jī)處理產(chǎn)生污泥發(fā)酵液，儲(chǔ)存在污泥發(fā)酵液存儲(chǔ)罐內(nèi)。
6.如權(quán)利要求5所述的可調(diào)式連續(xù)流系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)污水深度脫氮的裝置，其特征在于，所述厭氧池中間隔設(shè)置兩塊引流板形成三個(gè)廊道，所述缺氧池、第一可調(diào)節(jié)池及第二可調(diào)節(jié)池中均設(shè)置有導(dǎo)流墻。
7.一種可調(diào)式連續(xù)流系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)污水深度脫氮的方法，其特征在于，采用如權(quán)利要求1-6所述的裝置，原水進(jìn)入?yún)捬醭剡M(jìn)行氨化和釋磷反應(yīng)后進(jìn)入缺氧池，在缺氧池中與來自消氧池的回流硝化液進(jìn)行反硝化脫氮；同時(shí)沉淀池內(nèi)的回流污泥進(jìn)入?yún)捬醭�；接著進(jìn)入第一可調(diào)節(jié)池，根據(jù)當(dāng)前水質(zhì)濃度是否處于限定范圍內(nèi)，進(jìn)行缺氧、好氧模式的轉(zhuǎn)換；然后進(jìn)入第一好氧池進(jìn)行硝化和有機(jī)物的降解；之后進(jìn)入第二可調(diào)節(jié)池，根據(jù)當(dāng)前水質(zhì)濃度是否處于限定范圍內(nèi)，進(jìn)行缺氧、好氧模式的轉(zhuǎn)換；最后依次進(jìn)入第二好氧池、第三好氧池進(jìn)行進(jìn)一步的硝化和有機(jī)物的降解；進(jìn)入消氧池后部分混合液作為硝化液回流至前端的缺氧池中進(jìn)行反硝化脫氮；消氧池出水進(jìn)入沉淀池實(shí)現(xiàn)泥水分離，上清液作為最終出水流出系統(tǒng)，底泥一部分作為回流污泥回流至厭氧池，另一部分作為剩余污泥進(jìn)入污泥厭氧發(fā)酵系統(tǒng)。
8.如權(quán)利要求7所述的可調(diào)式連續(xù)流系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)污水深度脫氮的方法，其特征在于，PLC控制器對水質(zhì)、水量進(jìn)行監(jiān)測，將采集的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對，當(dāng)水質(zhì)指標(biāo)參數(shù)處于限定濃度范圍內(nèi)時(shí)，觸發(fā)相應(yīng)的曝氣系統(tǒng)、攪拌器及污泥發(fā)酵系統(tǒng)的調(diào)節(jié)指令。
9.如權(quán)利要求7所述的可調(diào)式連續(xù)流系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)污水深度脫氮的方法，其特征在于，當(dāng)?shù)谝弧⒌诙烧{(diào)節(jié)池均為缺氧池時(shí)，厭氧池、缺氧池、好氧池、消氧池水力停留時(shí)間比為1:3:3:1；當(dāng)?shù)谝�、第二可調(diào)節(jié)池分別為缺氧池和好氧池時(shí)，厭氧池、缺氧池、好氧池、消氧池水力停留時(shí)間比為1:2:4:1；當(dāng)?shù)谝�、第二可調(diào)節(jié)池分別為好氧池和缺氧池時(shí)，厭氧池、缺氧池、好氧池、消氧池水力停留時(shí)間比為1:2:4:1；當(dāng)?shù)谝�、第二可調(diào)節(jié)池均為好氧池時(shí)，厭氧池、缺氧池、好氧池、消氧池水力停留時(shí)間比為1:1:5:1。
10.如權(quán)利要求7所述的可調(diào)式連續(xù)流系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)污水深度脫氮的方法，其特征在于，好氧池溶解氧濃度DO＝3.0～4.0mg/L，所述好氧池包括第一、第二可調(diào)節(jié)池切換的好氧池；消氧池硝化液回流至前端缺氧池的回流比r＝300％；沉淀池部分剩余污泥回流至前端厭氧池的回流比R＝100％；部分剩余污泥經(jīng)污泥發(fā)酵系統(tǒng)處理后，產(chǎn)生的污泥發(fā)酵液輸入至前端缺氧池及第二可調(diào)節(jié)池，其投加體積比例為4％～6％；污泥發(fā)酵系統(tǒng)中通過NaOH溶液調(diào)節(jié)內(nèi)部pH，使其控制在9.5～10.5范圍內(nèi)。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種可調(diào)式連續(xù)流系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)污水深度脫氮的裝置及方法，能夠?qū)崿F(xiàn)多種運(yùn)行環(huán)境相結(jié)合的模式，有效提高脫氮效率。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
一種可調(diào)式連續(xù)流系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)污水深度脫氮的裝置，包括厭氧池、缺氧池、第一可調(diào)節(jié)池、第一好氧池、第二可調(diào)節(jié)池、第二好氧池、第三好氧池、消氧池、沉淀池、控制器及污泥厭氧發(fā)酵系統(tǒng)；
所述厭氧池、缺氧池、第一可調(diào)節(jié)池、第一好氧池、第二可調(diào)節(jié)池、第二好氧池、第三好氧池、消氧池依次連通；原水由厭氧池進(jìn)水、消氧池出水進(jìn)入沉淀池實(shí)現(xiàn)泥水分離，沉淀池內(nèi)上清液作為最終出水流出，底泥一部分作為回流污泥回流至厭氧池；
所述污泥厭氧發(fā)酵系統(tǒng)用于為缺氧池、第二可調(diào)節(jié)池提供污泥發(fā)酵液；
控制器通過監(jiān)測水質(zhì)、水量，對第一可調(diào)節(jié)池、第二可調(diào)節(jié)池進(jìn)行缺氧、好氧模式的轉(zhuǎn)換，并調(diào)節(jié)第二可調(diào)節(jié)池碳源補(bǔ)充量。
進(jìn)一步地，所述第一可調(diào)節(jié)池、第一好氧池、第二可調(diào)節(jié)池、第二好氧池、第三好氧池中均設(shè)有曝氣系統(tǒng)，通過控制器控制曝氣系統(tǒng)調(diào)節(jié)各反應(yīng)池的曝氣量。
進(jìn)一步地，所述厭氧池、缺氧池、第一可調(diào)節(jié)池、第二可調(diào)節(jié)池及消氧池中均設(shè)置有攪拌器。
進(jìn)一步地，根據(jù)當(dāng)前水質(zhì)濃度是否處于限定范圍內(nèi)，來控制攪拌器或曝氣系統(tǒng)的啟停，實(shí)現(xiàn)第一可調(diào)節(jié)池或第二可調(diào)節(jié)池缺氧、好氧模式的轉(zhuǎn)換。
進(jìn)一步地，所述污泥厭氧發(fā)酵系統(tǒng)包括污泥發(fā)酵罐、離心機(jī)及污泥發(fā)酵液存儲(chǔ)罐；
沉淀池內(nèi)底泥另一部分作為剩余污泥通過污泥發(fā)酵罐的厭氧堿性發(fā)酵后經(jīng)離心機(jī)處理產(chǎn)生污泥發(fā)酵液，儲(chǔ)存在污泥發(fā)酵液存儲(chǔ)罐內(nèi)。
進(jìn)一步地，所述厭氧池中間隔設(shè)置兩塊引流板形成三個(gè)廊道，所述缺氧池、第一可調(diào)節(jié)池及第二可調(diào)節(jié)池中均設(shè)置有導(dǎo)流墻。
一種可調(diào)式連續(xù)流系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)污水深度脫氮的方法，采用上述的裝置，原水進(jìn)入?yún)捬醭剡M(jìn)行氨化和釋磷反應(yīng)后進(jìn)入缺氧池，在缺氧池中與來自消氧池的回流硝化液進(jìn)行反硝化脫氮；同時(shí)沉淀池內(nèi)的回流污泥進(jìn)入?yún)捬醭兀?/span>
接著進(jìn)入第一可調(diào)節(jié)池，根據(jù)當(dāng)前水質(zhì)濃度是否處于限定范圍內(nèi)，進(jìn)行缺氧、好氧模式的轉(zhuǎn)換；
然后進(jìn)入第一好氧池進(jìn)行硝化和有機(jī)物的降解；
之后進(jìn)入第二可調(diào)節(jié)池，根據(jù)當(dāng)前水質(zhì)濃度是否處于限定范圍內(nèi)，進(jìn)行缺氧、好氧模式的轉(zhuǎn)換；
最后依次進(jìn)入第二好氧池、第三好氧池進(jìn)行進(jìn)一步的硝化和有機(jī)物的降解；進(jìn)入消氧池后部分混合液作為硝化液回流至前端的缺氧池中進(jìn)行反硝化脫氮；消氧池出水進(jìn)入沉淀池實(shí)現(xiàn)泥水分離，上清液作為最終出水流出系統(tǒng)，底泥一部分作為回流污泥回流至厭氧池，另一部分作為剩余污泥進(jìn)入污泥厭氧發(fā)酵系統(tǒng)。
進(jìn)一步地，PLC控制器對水質(zhì)、水量進(jìn)行監(jiān)測，將采集的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對，當(dāng)水質(zhì)指標(biāo)參數(shù)處于限定濃度范圍內(nèi)時(shí)，觸發(fā)相應(yīng)的曝氣系統(tǒng)、攪拌器及污泥發(fā)酵系統(tǒng)的調(diào)節(jié)指令。
進(jìn)一步地，當(dāng)?shù)谝�、第二可調(diào)節(jié)池均為缺氧池時(shí)，厭氧池、缺氧池、好氧池、消氧池水力停留時(shí)間比為1:3:3:1；當(dāng)?shù)谝弧⒌诙烧{(diào)節(jié)池分別為缺氧池和好氧池時(shí)，厭氧池、缺氧池、好氧池、消氧池水力停留時(shí)間比為1:2:4:1；當(dāng)?shù)谝弧⒌诙烧{(diào)節(jié)池分別為好氧池和缺氧池時(shí)，厭氧池、缺氧池、好氧池、消氧池水力停留時(shí)間比為1:2:4:1；當(dāng)?shù)谝�、第二可調(diào)節(jié)池均為好氧池時(shí)，厭氧池、缺氧池、好氧池、消氧池水力停留時(shí)間比為1:1:5:1。
進(jìn)一步地，好氧池溶解氧濃度DO＝3.0～4.0mg/L，所述好氧池包括第一、第二可調(diào)節(jié)池切換的好氧池；消氧池硝化液回流至前端缺氧池的回流比r＝300％；沉淀池部分剩余污泥回流至前端厭氧池的回流比R＝100％；部分剩余污泥經(jīng)污泥發(fā)酵系統(tǒng)處理后，產(chǎn)生的污泥發(fā)酵液輸入至前端缺氧池及第二可調(diào)節(jié)池，其投加體積比例為4％～6％；污泥發(fā)酵系統(tǒng)中通過NaOH溶液調(diào)節(jié)內(nèi)部pH，使其控制在9.5～10.5范圍內(nèi)。
有益效果：
1、本發(fā)明通過在第一、第二調(diào)節(jié)池中設(shè)置兩套運(yùn)行系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)A2O、多級AO等工藝的轉(zhuǎn)換，在厭氧、缺氧、好氧段正常運(yùn)行的前提下提供4種運(yùn)行模式，并可根據(jù)實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)、種類進(jìn)行切換，減少進(jìn)水水質(zhì)對污染物去除效率的影響，有效緩解因水質(zhì)波動(dòng)所帶來的沖擊負(fù)荷；另外，厭氧、缺氧、好氧交替運(yùn)行的環(huán)境使系統(tǒng)內(nèi)交替進(jìn)行硝化反硝化過程，無須設(shè)置分段進(jìn)水，節(jié)省曝氣量的同時(shí)也能節(jié)約管道投建的成本。
其次，本發(fā)明采用的可調(diào)式連續(xù)流處理系統(tǒng)，工藝流程簡單且容易操控，并結(jié)合控制器定時(shí)監(jiān)測水質(zhì)水量變化，根據(jù)進(jìn)出水水質(zhì)要求及工藝運(yùn)行情況調(diào)整各反應(yīng)池運(yùn)行方式，系統(tǒng)脫氮效果良好，在進(jìn)水為生活污水的條件下，總氮去除率超過85％，能夠?yàn)楣こ袒瘧?yīng)用提供理論參考與技術(shù)支持。
2、本發(fā)明通過設(shè)置污泥發(fā)酵系統(tǒng)，開發(fā)污泥發(fā)酵液中的內(nèi)碳源，在為缺氧段提供優(yōu)質(zhì)碳源、節(jié)省外碳源投加的同時(shí)也能解決后續(xù)剩余污泥的處理處置問題，實(shí)現(xiàn)污泥減量化；利用污泥發(fā)酵液中腐殖酸能夠抑制亞硝酸鹽氧化菌(NOB)活性的特性，并結(jié)合短污泥齡、低氧曝氣等策略能夠有效強(qiáng)化NOB的淘洗及氨氧化菌(AOB)的原位富集，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的短程硝化過程，進(jìn)一步降低曝氣能耗。
3、本發(fā)明通過在系統(tǒng)末端設(shè)置消氧池，減少回流硝化液中過高濃度溶解氧對缺氧反硝化過程的干擾，并結(jié)合污泥發(fā)酵液多點(diǎn)投加的策略，補(bǔ)充反硝化過程所需碳源，強(qiáng)化關(guān)鍵脫氮微生物的富集及持留效果，因此，該系統(tǒng)無須投加填料來維持關(guān)鍵菌群的豐度，避免了污泥上浮及填料堵塞的問題。
4、本發(fā)明厭氧池中設(shè)置有三個(gè)廊道，便于原水的均勻混合，能夠降低進(jìn)水的沖擊負(fù)荷。
5、本發(fā)明缺氧池、第一可調(diào)節(jié)池及第二可調(diào)節(jié)池中均設(shè)置有導(dǎo)流墻，能夠減少水池內(nèi)流動(dòng)場的死角。
（發(fā)明人：夏楊;劉曉靜;孫立東;史婉麗;康晨亮;張翀;饒杰;袁敏航;蔡文婷）
