申请日2012.04.13
公开(公告)日2012.09.19
IPC分类号C02F3/12
摘要
本发明公开了一种强化脱氮的逆序SBR水处理装置及方法，属于活性污泥污水处理领域。该装置包括可进行缺氧反硝化脱氮、厌氧释磷，好氧硝化及好氧吸磷反应的逆序SBR池，进水管，出水管，进气管，曝气头;进水管连接进水泵，进气管进口连接鼓风机，进气管出口连接曝气头;逆序SBR池内设有潜水搅拌器，溶解氧(DO)传感器，氧化还原电位(ORP)传感器，pH传感器，进行在线监测，上述仪表分别与PLC连接。本发明在传统SBR反应池的基础上，改良了进水方式，调整了搅拌、曝气、沉淀和滗水等工序的进水时序和进水时长，使得逆序SBR工艺的脱氮效率更高，原水碳源利用率更大，处理效果更稳定，直接为污水处理厂降低了运行成本。
权利要求书
1.一种强化脱氮的逆序SBR水处理方法，包括以下步骤：
(S1)污水通过污水进水装置进入逆序SBR池，按照设定的沉淀时间进 行沉淀，并按照设定的滗水时间将沉淀后的上清液排出;
(S2)开启潜水搅拌器，按照设定的搅拌时间对逆序SBR池中的混合液 进行搅拌，完成缺氧反硝化脱氮反应和厌氧释磷反应;
(S3)按照设定的曝气时间对逆序SBR池进行曝气，完成好氧硝化和好 氧吸磷反应。
2.如权利要求1所述的强化脱氮的逆序SBR水处理方法，其特征在于： 所述的逆序SBR池包括生物选择区和主反应区，在步骤(S1)中，污水通过 污水进水装置进入生物选择区，同时主反应区的液体通过污泥回流管道回流 进入生物选择区;生物选择区的混合液由生物选择区进入主反应区，在主反 应区按照设定的沉淀时间进行沉淀，并按照设定的滗水时间将沉淀后的上清 液排出。
3.如权利要求1所述的种强化脱氮的逆序SBR水处理方法，其特征在于： 步骤(S1)中，污水由污水进水装置通过缓冲池后进入逆序SBR池。
4.如权利要求1至3之一所述的强化脱氮的逆序SBR水处理方法，其特 征在于：所述沉淀时间、滗水时间、搅拌时间和曝气时间根据污水中的污染 物浓度进行设置;沉淀时间的范围为0.5-1.5小时;所述滗水时间的范围为 0.5-1.5小时;所述搅拌时间的范围为1-2小时;所述曝气时间的范围为2-3 小时。
5.如权利要求4所述的强化脱氮的逆序SBR水处理方法，其特征在于： 在步骤(S1)和步骤(S2)中，污水进水装置保持均匀进水状态，在步骤(S3) 开始曝气前停止进水。
6.一种强化脱氮的逆序SBR水处理装置，其特征在于：包括可进行缺氧 反硝化脱氮、厌氧释磷，好氧硝化及好氧吸磷反应的逆序SBR池，逆序SBR 池的前端与污水进水装置连通，后端与出水装置连接;逆序SBR池中设有曝 气装置、潜水搅拌器(2-3)、PH传感器(2-4)、溶解氧传感器(2-5)和氧 化还原传感器(2-6)，所述的PH传感器(2-4)、溶解氧传感器(2-5)和氧 化还原传感器(2-6)分别与PLC连接。
7.如权利要求6所述的强化脱氮的逆序SBR水处理装置，其特征在于： 所述逆序SBR池包括生物选择区(1)和主反应区(2)，生物选择区(1)的 一端与所述的污水进水装置连通，另一端与主反应区(2)连通，生物选择区 (1)与主反应区(2)之间设有污泥回流管道(2-1)，主反应区(2)与所述 的出水装置连接。
8.如权利要求6所述的强化脱氮的逆序SBR水处理装置，其特征在于： 该逆序SBR水处理装置还包括一个缓冲池，缓冲池设置在逆序SBR池与污水 进水装置之间，污水由污水进水装置通过缓冲池进入逆序SBR池。
9.如权利要求6-8之一所述的强化脱氮的逆序SBR水处理装置，其特征 在于：所述污水进水装置包括进水泵(1-1)，与进水泵(1-1)连接的进水管 (1-2)和进水阀门(1-3);所述出水装置包括出水阀门、滗水器(2-7)以 及与滗水器(2-7)连接的出水管。
10.如权利要求6所述的强化脱氮的逆序SBR水处理装置，其特征在于： 所述曝气装置包括鼓风机(1-4)，与鼓风机(1-4)连接的进气管(1-5)和 进气阀门(1-6)，以及与进气管出口连接的曝气头(1-7)。
说明书
一种强化脱氮的逆序SBR水处理装置及方法
技术领域
本发明属于活性污泥生化法污水处理领域，具体涉及一种去除污水中可 生化有机物质和含氮营养物的强化脱氮的逆序SBR水处理装置及方法。
背景技术
随着城市居民生活水平的提高，城市生活污水的污染问题日益严重。据 有关部门统计，2003年全国工业和城镇生活废水排放总量为460亿t，其中 工业废水排放量212.4亿t，城镇生活污水排放量247.6亿t。这些污水 大部分没有经过有效处理直接排入江河湖泽之中，导致水环境受到不同程 度的污染。富营养化问题是当今世界面临的最主要的水污染问题之一。近年 来，虽然我国污水处理率不断提高，但是有氮磷污染引起的水体富营养问题 不但没有解决，而且有日渐严重的趋势。这便使得人们对常规活性污泥水处 理工艺进行更为严格的改造。因此，提高污水处理效果和优化污水脱氮除磷， 降低污水处理厂成本等方面都有非常重大的理论和实际意义。
以下介绍两种活性污泥水处理工艺，本发明就是在这两种工艺的基础上 进行的深入研究。
SBR工艺(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process，序 列间歇式活性污泥法)：
一种具有代表性的SBR工艺流程是：通过格栅预处理的废水，进入集水井， 由潜污泵提升进入SBR反应池，采用水流曝气机充氧，处理后的水由排水管排 出，剩余污泥静压后，由SBR池排入污泥井，污泥作为肥料。
分批式操作的概念是时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，如SBR 运行周期由进水时间、反应时间、沉淀时间、滗水时间、排泥时间和闲置时间， 可以适当灵活调节。
SBR工艺作为一种活性污泥工艺，也有活性污泥工艺的优缺点，如活性 污泥工艺优点：污水适应性强，建设费用较低。活性污泥工艺的缺点：运行稳 定性差，容易发生污泥膨胀和污泥流失，分离效果不够理想。SBR工艺还有 独有的特点。其总的优缺点是处理工艺流程简单，工艺过程五个阶段：进水、 曝气、沉淀、排水、待机。间歇式曝气、非稳定生化反应替代稳态生化反应， 静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。SBR工艺的优点如下：
a.构筑物数量少、造价低，不需要设初沉地，也不需要二沉地，污泥回 流设施，调节池、初沉池也可省略。便于操作和维护管理。避免了传统厌 氧反应器处理效率低、占地大的缺点。
b.结构简单，组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。
c.处理后出水水质好。适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态 交替，具有良好的脱氮效果。良好的自控系统，良好的脱氮效果，废水达标排 放，有数据称CODCr平均去除率能达到94%以上，强于单级好氧处理工艺。
d.运行上的有序和间歇操作，特别适用在难生化降解的废水处理。
e.占地少，能耗低，投资省，运行管理方便。
SBR工艺的缺点是严重依靠现代自动化控制技术，自动化程度要求较高，操 作、管理、维护，对操作管理人员素质要求较高。如采用人工操作，会出现因 进出水工序操作繁锁，曝气板容易堵塞。
CAST工艺(Cyclic Activated Sludge Technology，循环式活性污泥法)：
CAST工艺整个工艺在一个反应器中完成，工艺按“进水-出水”、“曝 气-非曝气”顺序进行，属于序批式活性污泥工艺，是SBR工艺的一种改进 型。它在SBR工艺基础上增加了生物选择器和污泥回流装置，并对时序做了 调整，从而大大提高了SBR工艺的可靠性及处理效率。
CAST工艺是在ICEAS工艺(Intermittent Cycle Extended Aeration， 间歇式循环延时曝气活性污泥法)基础上开发出来的，将生物选择器与SBR 反应器有机结合。CAST工艺通常反应器分为三个区：生物选择区、缺氧区 和好氧区(即主反应区)，各区容积之比为1∶5∶30。废水在前端生物选择区 的停留时间一般在0.5～1h，第二区不仅具有辅助厌氧或兼氧条件下生物选 择的功能，还对水质水量变化具有缓冲作用，主反应区则是最终去除有机底 物的主要场所。CAST工艺以流程简单，基建和设备费用少，运行操作自动 化程度高，被广泛应用于各污水处理厂。
CAST整个工艺在一个反应器中完成有机污染物的生物降解和泥水分离 过程。反应器分为三个区，即生物选择区、兼氧区和主反应区。生物选择区 在厌氧和兼氧条件下运行，是污水与回流污泥接触区，充分利用活性污泥的 快速吸附作用而加速对溶解性底物的去除，并对难降解有机物起到酸化水解 作用，同时可使污泥中过量吸收的磷在厌氧条件下得到有效释放。兼氧区主 要是通过再生污泥的吸附作用去除有机物，同时促进磷的进一步释放和强化 氮的硝化/反硝化，并通过曝气和闲置还可以恢复污泥活性。
优点：1处理效果好，出水水质稳定;2通过程序控制可达到良好的脱 氮的目的;3污泥沉降性能好，稳定化程度高;4能很好缓冲进水水质、水 量的波动;5工艺简单，基建投资较低;6采用组合式模块结构设传感器， 方便分期建设和扩建工程;7自动化程度高。
缺点：1运行管理较复杂，要求较高的设备维护水平;2设备闲置率高， 维修工作量大。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种强化脱氮的逆 序SBR水处理装置及方法，实现高效脱氮，并充分利用原水中的碳源，降低 运行成本。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种强化脱氮的逆序SBR水处理方法，包括以下步骤：
(S1)污水通过污水进水装置进入逆序SBR池，按照设定的沉淀时间进 行沉淀，并按照设定的滗水时间将沉淀后的上清液排出;
(S2)开启潜水搅拌器，按照设定的搅拌时间对逆序SBR池中的混合液 进行搅拌，完成缺氧反硝化脱氮反应和厌氧释磷反应;
(S3)按照设定的曝气时间对逆序SBR池进行曝气，完成好氧硝化和好 氧吸磷反应。
进一步，如上所述的强化脱氮的逆序SBR水处理方法，所述的逆序SBR 池包括生物选择区和主反应区，在步骤(S1)中，污水通过污水进水装置进 入生物选择区，同时主反应区的液体通过污泥回流管道回流进入生物选择区; 生物选择区的混合液由生物选择区进入主反应区，在主反应区按照设定的沉 淀时间进行沉淀，并按照设定的滗水时间将沉淀后的上清液排出。
进一步，如上所述的强化脱氮的逆序SBR水处理方法，污水由污水进水 装置通过缓冲池后进入逆序SBR池。
进一步，如上所述的强化脱氮的逆序SBR水处理方法，所述沉淀时间、 滗水时间、搅拌时间和曝气时间根据污水中的污染物浓度进行设置;沉淀时 间的范围为0.5-1.5小时;所述滗水时间的范围为0.5-1.5小时;所述搅拌 时间的范围为1-2小时;所述曝气时间的范围为2-3小时。
进一步，如上所述的强化脱氮的逆序SBR水处理方法，在步骤(S1)和 步骤(S2)中，污水进水装置保持均匀进水状态，在步骤(S3)开始曝气前 停止进水。
一种强化脱氮的逆序SBR水处理装置，包括可进行缺氧反硝化脱氮、厌 氧释磷，好氧硝化及好氧吸磷反应的逆序SBR池，逆序SBR池的前端与污水 进水装置连通，后端与出水装置连接;逆序SBR池中设有曝气装置、潜水搅 拌器、PH传感器、溶解氧传感器和氧化还原传感器，所述的PH传感器、溶 解氧传感器和氧化还原传感器分别与PLC连接。
进一步，如上所述的强化脱氮的逆序SBR水处理装置，所述逆序SBR池 包括生物选择区和主反应区，生物选择区的一端与所述的污水进水装置连通， 另一端与主反应区连通，生物选择区与主反应区之间设有污泥回流管道，主 反应区与所述的出水装置连接。
进一步，如上所述的强化脱氮的逆序SBR水处理装置，该逆序SBR水处 理装置还可以包括一个缓冲池，缓冲池设置在逆序SBR池与污水进水装置之 间，污水由污水进水装置通过缓冲池进入逆序SBR池。
再进一步，如上所述的强化脱氮的逆序SBR水处理装置，所述污水进水 装置包括进水泵，与进水泵(连接的进水管和进水阀门;所述出水装置包括 出水阀门、滗水器以及与滗水器连接的出水管。
更进一步，如上所述的强化脱氮的逆序SBR水处理装置，所述曝气装置 包括鼓风机，与鼓风机连接的进气管和进气阀门，以及与进气管出口连接的 曝气头。
本发明的有益效果如下：
1)通过调整进水的时序加强脱氮过程，最大程度地利用了原水碳源，因 此无需外加碳源或者少加碳源即可实现污水的高效生物脱氮，突破了低C/N 污水脱氮效率难以提高的难题，本发明的出水氨氮和总氮均低于国家颁布的 一级A排污标准，这也是本工艺最突出的亮点;
2)采用了严格的在线实时监控装置，在进水负荷相同的情况下，实时的 控制了各个工序的反应时间以及没有在好氧曝气阶段浪费原水中的有机碳 源，从而从实际意义上节省了外加碳源的费用;
3)在进水负荷相同的情况下，严格控制系统的污泥浓度，因此有效地降 低水厂的运行费用，如鼓风机曝气的电费和污泥处置的药剂和外运费用;
4)工艺的主体采用的是SBR工艺，使得有机物和含氮化合物在同一反应 池内得到去除，减少了沉淀池等构筑物建设，降低了基建投资和整个工艺的 占地面积。在现有条件下，为了延长曝气时的水力停留时间(HRT)使得硝化 反应得以顺利的充分的进行，可以在生物选择区添加曝气管路和曝气头，甚 至在主反应区后段添加适当的填料;
5)适当的降低曝气时间和同时延长搅拌时间，更有利于为除磷创造一个 严格的厌氧环境，聚磷菌必须在厌氧条件下进行释磷，才能在下一阶段进行 充分的好氧吸磷。
6)整个工艺采用实时监控控制，具有管理便捷，运行费用低和不易发生 污泥膨胀等优点
