申请日2015.04.02
公开(公告)日2015.06.17
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开了一种高效AOAS一体化污水处理装置及其工艺。包括本体处理设施、曝气系统和自动化控制系统，本体处理设施包括入口进水泵和水流依次连通的厌氧水解池、一级反应沉淀池、二级反应沉淀池、高效絮凝沉淀池;曝气系统包括鼓风机、送气连接管道和分别设置在一级反应沉淀池和二级反应沉淀池底部的曝气盘。本发明装置和工艺生化池采取间歇曝气，连续进水，好氧环境和缺氧环境相互交替，缺氧时反硝化作用明显;生化池内集成了反应区和沉淀区，用隔板隔开，不需另建沉淀池，不需要设污泥回流装置;将生化反应与沉淀集中在同一个池体结构内，打破了传统的二沉池与生化池分离的固有模式，构筑物更为简单;斜管沉淀池运行更加稳定。
摘要附图
权利要求书
1.一种高效AOAS一体化污水处理装置，包括本体处理设施、曝气系统和 自动化控制系统，其特征在于：所述本体处理设施包括入口进水泵和水流 依次连通的厌氧水解池、一级反应沉淀池、二级反应沉淀池、高效絮凝沉 淀池;所述曝气系统包括鼓风机、送气连接管道和分别设置在一级反应沉 淀池和二级反应沉淀池底部的曝气盘;自动化控制系统与曝气系统间歇曝 气控制连接、与本体处理设施进水泵控制连接。
2.根据权利要求1所述的高效AOAS一体化污水处理装置，其特征在于： 所述厌氧水解池中设置有穿孔布水管和水解填料;其中，穿孔布水管位于 池体底部，直径为75mm～150mm，管壁上穿孔的孔径及布置密度按出水流速 0.1m/s设置;水解填料位于池体中部，采用立体弹性填料或半弹性填料。
3.根据权利要求2所述的高效AOAS一体化污水处理装置，其特征在于： 所述一级反应沉淀池、二级反应沉淀池均包括由隔板分隔成的反应区和沉 淀区，反应区与沉淀区底部连通，曝气系统的曝气盘设置于反应区底部， 反应区水体中添加有悬浮生物填料。
4.根据权利要求3所述的高效AOAS一体化污水处理装置，其特征在于： 所述一级反应沉淀池隔板位于反应沉淀池一侧，隔板由底部至水面与反应 沉淀池壁形成单侧沉淀区。
5.根据权利要求3所述的高效AOAS一体化污水处理装置，其特征在于： 所述二级反应沉淀池隔板位于反应沉淀池四周，隔板由底部至水面与反应 沉淀池壁形成环绕的沉淀区。
6.根据权利要求3所述的高效AOAS一体化污水处理装置，其特征在于： 所述高效絮凝沉淀池包括絮凝折板区和斜管沉淀区;絮凝折板区由多组并 列布置的导流竖板和导流横板组成;斜管沉淀区高度0.6～1.5m，斜管倾斜 角度为60度，斜管沉淀区上部有出水槽。
7.根据权利要求1至6任一项所述的高效AOAS一体化污水处理装置，其 特征在于：所述本体处理设施依次连通的厌氧水解池、一级反应沉淀池、 二级反应沉淀池、高效絮凝沉淀池之间通过穿孔管连通，所述穿孔管管径 为100mm～150mm，管壁开孔孔径为悬浮填料粒径的0.8倍，最大不超过3cm， 开孔梅花形交叉布置，其开孔密度以过孔流速为0.2～0.3m/s控制。
8.一种高效AOAS一体化污水处理工艺，其特征在于包括以下工艺：厌氧 工艺、好氧和缺氧工艺和絮凝沉淀工艺;
厌氧工艺，污水由底部进水管进入厌氧水解池，水解池中部有易于厌氧 微生物挂膜生长的固定填料，污水在由下至上循环流动通过填料，在厌氧 微生物的作用下，污水中难降解的有机物转变为易降解的有机物;
好氧和缺氧工艺，经过厌氧水解池处理的污水，由均匀分布的出水口进 入一级反应沉淀池，一级反应沉淀池由隔板隔离为反应区和单侧沉淀区， 反应区水体中添加有悬浮生物填料，反应分为两个步骤：好氧处理曝气步 骤，由鼓风机通过管道和设置在反应区底部的曝气盘连续向水中供入压缩 空气，使反应区溶解氧增大，呈好氧状态使好氧微生物将有机污染物、氨 氮进行分解和转化，有机物最终分解为二氧化碳和水等无机物去除，氨氮 则氧化为硝酸盐;缺氧处理步骤，曝气停止，污泥降沉，水体溶解氧降低， 呈缺氧状态，连续进水保证碳源，缺氧微生物反硝化菌利用水中有机物将 硝酸盐还原为氮气并从水中溢出，去除水中总氮;
一级反应沉淀池处理水经由穿孔布水管进入二级反应沉淀池，再次进行 好氧和缺氧处理，二级反应沉淀池由环绕的隔板隔离成中心反应区和环绕 的沉淀区，反应区中装填有悬浮生物填料，反应步骤与一级反应沉淀池相 同;
絮凝沉淀工艺，污水经过一级、二级反应沉淀池处理后经穿孔布水管进 入絮凝沉淀池，污水进入絮凝折板区，并加入絮凝剂，污水经至少3级絮 凝折板混合后从底部进入斜管沉淀区沉淀并由上部出水堰溢流入出水槽达 标排放，污水中磷以磷酸盐络合物的形式存在于絮体污泥中蓄积在池底部 排出。
9.根据权利要求8所述的高效AOAS一体化污水处理工艺，其特征在于：
所述好氧处理曝气步骤是：时序控制，曝气—停曝按固定的时间间歇出 现，曝气与停曝时间的比例为在3～4;或/和，溶氧控制，当池体上部溶氧 低于0.5mg/L时，开启曝气，当溶氧高于2.7mg/L时，停止曝气。
说明书
一种高效AOAS一体化污水处理装置及其工艺
技术领域
本发明属于属于环境保护技术领域，尤其属于污水处理技术领域，具 体涉及一种高效AOAS一体化污水处理工艺及装置。
背景技术
随着经济的飞速发展，乡镇人口不断集中，生活污水排放量不断增大， 乡镇环境质量每况愈下，已成为制约乡镇经济健康发展的重要因素，乡镇 生活污水的处理显得越来越紧迫。
目前应用于乡镇污水治理的技术基本大体可以分为两大类：第一类是 生态处理系统，即利用土地过滤、植物吸收和微生物分解来去除水中有机 污染物及一定量的氮磷，如氧化塘、人工湿地、蚯蚓生物滤池等，但此类 系统占地面积很大，并且受环境和气候影响较大、感官差，因而限制其大 规模应用;第二类是按照城市污水处理工艺简易化，如普通活性污泥法、 SBR、接触氧化和生物转盘等，这类处理方法虽然处理效果好，但明显投资 较大，管理复杂，运行成本过高，不太适合经济基础薄弱，技术落后的乡 镇。
中国专利申请201310087120.5公开了种将厌氧池、缺氧池、好氧池、 沉淀池、污水污泥回流工艺集于一体的高效同步生物脱氮除磷合建式装置 及方法。该装置内部各相邻的反应池之间均共壁，包括从前向后依次设置 的第一级缺氧池、厌氧池以及第二级缺氧池，在所述第一级缺氧池、厌氧 池以及第二级缺氧池的右侧设有廊道式的配水渠，该配水渠通过进水管分 别向第一级缺氧池、厌氧池以及第二级缺氧池给水，在所述第一级缺氧池、 厌氧池以及第二级缺氧池的左侧从前向后依次设置有污泥池、沉淀池以及 缓冲区，所述沉淀池左侧设有出水渠，所述缓冲区与第二级缺氧池的后方 设有好氧池。该装置及其方法本质上仍属于改良的AAO，需要单独设置沉淀 池，其工艺路线与传统工艺无异;而且由于其沉淀池直接采用斜管沉淀池， 当活性污泥混合液进入斜管沉淀池时极易造成斜管堵塞等现象，导致运行 不畅等较多问题。
发明内容
本发明根据现有技术的不足公开了一种高效AOAS一体化污水处理装 置及其工艺。本发明要解决的问题是针对乡镇生活污水处理现状，提供一 种去污效果高，投资成本低，占地面积少，运行可靠管理方便的高效AOAS 一体化生活污水处理工艺及装置。
本发明通过以下技术方案实现：
一种高效AOAS一体化污水处理装置，包括本体处理设施、曝气系统和 自动化控制系统，其特征在于：所述本体处理设施包括入口进水泵和水流 依次连通的厌氧水解池、一级反应沉淀池、二级反应沉淀池、高效絮凝沉 淀池;曝气系统包括鼓风机、送气连接管道和分别设置在一级反应沉淀池 和二级反应沉淀池底部的曝气盘;自动化控制系统与曝气系统间歇曝气控 制连接、与本体处理设施的进水泵控制连接。
所述厌氧水解池中设置有穿孔布水管和水解填料。其中，穿孔布水管 位于池体底部，直径为75mm～150mm，管壁上穿孔的孔径及布置密度按过孔 流速0.1m/s设置;水解填料位于池体中部，可采用立体弹性填料或半弹性 填料。
所述一级反应沉淀池、二级反应沉淀池均包括由隔板分隔成的反应区 和沉淀区，反应区与沉淀区底部连通，曝气系统的曝气盘设置于反应区底 部，反应区水体中添加有悬浮生物填料。悬浮生物填料可选择球形多孔填 料、圆筒形或矩形多孔填料等。
所述一级反应沉淀池隔板位于反应沉淀池一侧，隔板由底部至水面与 反应沉淀池壁形成单侧沉淀区。
所述二级反应沉淀池隔板位于反应沉淀池四周，隔板由底部至水面与 反应沉淀池壁形成环绕的沉淀区。
所述沉淀反应区，可以根据进水水质的特征和出水水质的要求，在前 述两级沉淀反应区的基础上再增加设置多级沉淀反应区，从而达到更好的 处理效果，能够适应更为严格的出水标准。
所述高效絮凝沉淀池包括絮凝折板区和斜管沉淀区，絮凝折板区由多 组并列布置的导流竖板和导流横板组成，导流板的组数根据处理规模不同 而不同，水平方向上一般为4组，垂直方向上一般分4～5级。混合液经投 加絮凝剂后，以上下折流的方式通过折板区，起到水力搅拌的作用。所述 的斜管沉淀区高度0.6～1.5m，斜管倾斜角度为60度，斜管沉淀区上部有 出水槽。
所述本体处理设施依次连通的厌氧水解池、一级反应沉淀池、二级反 应沉淀池、高效絮凝沉淀池之间通过穿孔管连通，所述穿孔管直径为 100mm～150mm，管壁开孔孔径为悬浮填料粒径的0.8倍，最大不超过3cm， 梅花形交叉布置，其开孔密度以过孔流速控制在0.2～0.3m/s为宜。
采用上述污水处理装置本发明还提供一种污水处理工艺：
包括：厌氧工艺、两次好氧和缺氧工艺和絮凝沉淀工艺;
厌氧工艺，污水由底部进水管进入厌氧水解池，水解池中部有易于厌 氧微生物挂膜生长的固定填料，污水在由下至上循环流动通过填料，在厌 氧微生物的作用下，污水中难降解的有机物转变为易降解的有机物;
好氧和缺氧工艺，经过厌氧水解池处理的污水，由均匀分布的出水口 进入一级反应沉淀池，一级反应沉淀池由挡板隔离为反应区和单侧沉淀区， 反应区水体中添加有悬浮生物填料，反应分为两个步骤：好氧处理曝气步 骤，由鼓风机通过管道和设置在反应区底部的曝气盘连续不断向水中供入 压缩空气，使反应区溶解氧增大，呈好氧状态使好氧微生物通过生物作用 将有机污染物、氨氮进行分解和转化，有机物最终分解为二氧化碳和水等 无机物去除，氨氮则氧化为硝酸盐;缺氧处理步骤，曝气停止，污泥降沉， 水体溶解氧降低，呈缺氧状态，连续进水保证碳源充足，缺氧微生物反硝 化菌利用水中有机物将硝酸盐还原为氮气并从水中溢出，去除水中总氮;
一级反应沉淀池处理水经由穿孔布水管进入二级反应沉淀池，再次进 行好氧和缺氧处理，二级反应沉淀池由环绕的隔板隔离成中心反应区和环 绕的沉淀区，反应区水体中添加有悬浮生物填料，反应步骤与一级反应沉 淀池相同;
絮凝沉淀工艺，污水经过一级、二级反应沉淀池处理后经穿孔布水管 进入絮凝沉淀池，污水进入絮凝折板区，并加入絮凝剂，污水经至少3级 絮凝折板混合后从底部进入斜管沉淀区沉淀并由上部出水堰溢流入出水槽 达标排，污水中磷以磷酸盐络合物的形式存在于絮体污泥中蓄积在池底部 排出。
所述好氧处理曝气步骤可采用两种方式控制，一为时序控制，即曝气 —停曝按固定的时间间歇出现，一般为曝气和停曝时间的比例在3～4为宜; 二为溶氧控制，当池体上部溶氧低于0.5mg/L时，开启曝气，当溶氧高于 2.7mg/L时，停止曝气。
所述污水进入一级反应沉淀池和二级反应沉淀池的沉淀区中，其流速 控制是：一级反应沉淀区的沉淀区，其上升流速控制在0.005m/s;二级反 应沉淀区的沉淀区，其上升流速控制在0.002m/s。
本发明厌氧水解池中部有穿孔管和装填的固定填料，能够提高厌氧水 解的效果，有效降低池容;一级反应沉淀池和二级反应沉淀池中集成了生 化反应区和沉淀区，用挡板隔开，反应区水体中添加有悬浮生物填料，可 以提高混合液中的生物量，降低池容，因采用悬浮生物填料，并通过精确 控制的间歇曝气，可以在生化池中实现同步除磷脱氮，结合一级、二级反 应沉淀池中同步实现了脱氮、除磷、去除有机污染及泥水分离，无须污泥 回流及混合液回流，且产泥量显著降低;本发明分别设置一级、二级反应 沉淀池结构和处理方法，利用一级和二级反应沉淀区的去除污染负荷差异 及其两级反应沉淀池中的微生物菌群存在的明显差异，根据进水水质调整 负荷能力，提高处理效果和能力，并且一级反应沉淀池和二级反应沉淀池 的沉淀区均位于反应沉淀池的边缘，具备边生化边沉淀，连续运行，并行 不悖的效果;在一级反应沉淀池和二级反应沉淀池的沉淀区中，利用活性 污泥与水的密度差，通过水力学模型计算的流速控制，有效的实现泥水分 离，经二级反应沉淀池后的出水可以直接达到常规污水处理工艺中二沉池 的出水效果，沉淀区的出水通过穿孔管收集，收集后通过穿过隔板的管道 输送至下一级处理单元，而穿孔管的设计经水力学计算，保障水力流态的 顺畅;本发明将絮凝反应沉淀池集成于整体装置中，通过絮凝反应、斜管 快速沉淀，显著降低出水中的SS和TP，进一步提高出水效果。
本发明有益性：本发明装置和工艺针对乡镇污水具有深度净化功能， 同时具有脱氮除磷的能力，处理后的出水可以达到国家《城镇污水处理厂 污染物排放标准GB18918-2002》中的一级A标准;本发明中生化池采取间 歇曝气，连续进水，好氧环境和缺氧环境相互交替，缺氧时反硝化作用明 显，所以不需要设好氧池后硝化液回流，降低能耗，节省成本;本发明生 化池内集成了反应区和沉淀区，用隔板隔开，不需另建沉淀池，可大大降 低投资;不需要设污泥回流装置，同时减少了后续沉淀池污泥产量，大大 降低了运行成本。本发明采用一体化设备，易于组装、拆卸和运输，同时 运行稳定，操作简便，对人员技术要求不高，尤其适合乡镇污水处理厂采 用。本发明将生化反应与沉淀集中在同一个池体结构内，打破了传统的二 沉池与生化池分离的固有模式，构筑物更为简单;此外，斜管沉淀池在本 发明中是作为深度处理单元，而不是二沉池，因此其运行更加稳定。
