公布日：2024.02.06
申请日：2023.12.26
分类号：C02F3/30(2023.01)I;E03F5/10(2006.01)I;E03F11/00(2006.01)I;B08B15/02(2006.01)I;B08B15/04(2006.01)I;C02F103/34(2006.01)N;C02F101/38(2006.01)N
摘要
本发明涉及环保污水生化技术领域，具体公开了一种集约化深度处理有机氮污水的多点回流AO装置和工艺，装置包括：一级缺氧池、搅拌机一、一级曝气池、一级曝气装置、二级缺氧池、搅拌机二、二级曝气池、跌水式脱气池和二沉池；本发明以进水的可生化有机物和溶解氧一浓度为基础而确立的硝态混合液回流量，避免过多回流硝态混合液造成其溶解氧一消耗大量的可利用有机物，甚至消耗大量外加的C源，致使生物脱氮运行成本较高。利用污染物在廊道中的浓度差，通过内循环回流气提装置提升大回流比的内回流混合液来实现低浓度混合液稀释高浓度的污水，使一级曝气池中硝化功能尽早建立，硝化效率更高，水力停留时间更短，一级曝气池的容积更小。
权利要求书
1.一种集约化深度处理有机氮污水的多点回流AO装置，包括多点循环回流的两级AO相串联，其特征在于：所述两级AO由一级缺氧池(1)、搅拌机一(2)、一级曝气池(4)、一级曝气装置(5)、内循环回流气提装置(9)、内循环回流槽(10)、一级AO硝态混合液气提装置(11)、硝态混合液回流槽(12)、二级缺氧池(13)、搅拌机二(14)、二级曝气池(19)、二级曝气装置(20)、跌水式脱气池(22)、搅拌机三(222)、二沉池(24)、出水监控水池(25)、污泥浓缩池(27)单元集约在一座合建式的钢筋混凝土结构内。
2.根据权利要求1所述的一种集约化深度处理有机氮污水的多点回流AO装置，其特征在于：所述一级缺氧池(1)、一级曝气池(4)、二级缺氧池(13)、二级曝气池(19)、脱气池(22)、二沉池(24)、出水监控水池(25)、污泥浓缩池(27)集约在一座合建式的构筑物内，中间采用隔墙分隔为相对独立的功能区，又相互连通。
3.根据权利要求1所述的一种集约化深度处理有机氮污水的多点回流AO装置，其特征在于：所述一级缺氧池(1)、一级曝气池(4)、二级缺氧池(13)、二级曝气池(19)和脱气池(22)以廊道的形式串联在一起，其廊道数为4或6或8条偶数条，所有廊道的长度相同，但其宽度可以不同，且一级缺氧池(1)占有第一条廊道整条。
4.根据权利要求1所述的一种集约化深度处理有机氮污水的多点回流AO装置，其特征在于：所述一级曝气池(4)进入最后廊道的转折处设置内循环回流气提装置(9)，将混合液提升到内循环回流槽(10)，然后重力流回到第二个廊道的起始端，在一级曝气池(4)内形成大循环，所述一级曝气池(4)的廊道末端设置一级AO硝态混合液气提装置(11)，所述二沉池(24)、出水监控池(25)、污泥浓缩池(27)布置在污水进入廊道的起始端和跌水式脱气池(22)的终端侧。
5.根据权利要求2所述的一种集约化深度处理有机氮污水的多点回流AO装置，其特征在于：所述一级缺氧池(1)和二级缺氧池(13)分别安装有搅拌机一(2)和搅拌机二(14)。
6.根据权利要求3所述的一种集约化深度处理有机氮污水的多点回流AO装置，其特征在于：所述脱气池(22)中设有跌水坎(221)，所述跌水坎(221)的顶面高于脱气池(22)液面，所述脱气池(22)的下部安装搅拌机三(222)。
7.根据权利要求1所述的一种集约化深度处理有机氮污水的多点回流AO装置，其特征在于：所述脱气池(22)与所述二沉池(24)之间连接有连通管(23)，所述二沉池(24)的污泥排放管上安装有若干台污泥回流泵(26)，用于污泥回流和剩余污泥的排放，所述污泥浓缩池(27)排泥管上安装有若干台浓缩污泥排放泵(28)，用于将浓缩污泥送到污泥脱水设备进行进一步处理。
8.一种集约化深度处理有机氮污水的多点回流AO工艺，其特征在于，包括如上述权利要求1-7任一项所述的一种集约化深度处理有机氮污水的多点回流AO装置，所述工艺以下步骤：S1、污水在一级缺氧池(1)中利用污水中有机物在搅拌机一(2)的作用下保持污泥污水重复混合进行反硝化反应，然后进入一级曝气池(4)，在一级曝气池(4)的前段，占优势的异养型微生物在充足的溶解氧一(3)条件下，将污水中有机氮污染物氨化，变成游离氨氮(NH3-N)，以及将可生物降解的有机物氧化成CO2和H2O，在一级曝气池(4)的后段自养型硝化菌将水中游离氨氮氧化为硝态氮；S2、在一级曝气池(4)最后廊道的转折处设置内循环回流气提装置(9)，将混合液提升到内循环回流槽(10)，然后重力流回到第二个廊道的起始端，在一级曝气池(4)内形成大循环；在一级曝气池(4)中需要投加碱液(6)以维持一级曝气池pH值(8)在7.5～8.5之间，以及控制曝气量使廊道末端的溶解氧二(7)的浓度大于2.0mg/L；一级曝气池(4)的廊道末端设置一级AO硝态混合液气提装置(11)，将含有硝态氮的混合液提升到硝态混合液回流槽(12)，通过硝态混合液回流槽(12)将硝态氮的混合液重力流入一级缺氧池(1)的入口与污水和回流污泥混合进行反硝化脱氮；经过一级AO处理后污水流入二级缺氧池(13)；S3、在搅拌机二(14)的搅动下，为了防止反硝化过程产生碱度造成二级缺氧池pH值(18)不在合适的范围内(合适的pH为7～7.5)，投加硫酸(16)调节二级缺氧池(13)的pH，反硝化微生物利用外加C源(15)将剩余的硝态氮还原为N2而脱除，投加C源(15)的量按照BOD与一级曝气池(4)廊道末端的TN比值在3～5之间考虑，且其溶解氧三(17)的浓度不大于0.2mg/L为准，污水中未被反硝化微生物利用多余的C源(15)，在后续的二级曝气池(19)中被氧化成CO2和H2O；S4、二级曝气池(19)处理后的污水跌落到脱气池(22)中的跌水坎(221)上，通过水流的撞击将附着在微生物菌胶团上的气体释放出去，跌水坎(221)的顶面高出脱气池的液面50mm左右；同时脱气池(22)的下部设置搅拌机三(222)，保证脱气池中污泥处于悬浮状态；S5、泥水混合物通过连通管(23)以重力流的方式流入二沉池(24)，二沉池(24)的上清液重力流进入出水监控水池(25)，其底部的污泥通过污泥回流泵(26)将污泥回流到一级缺氧池(1)的入口，小部分污泥作为剩余污泥排到污泥浓缩池(27)进一步浓缩后，通过浓缩污泥排放泵(28)排到污泥脱水装置进一步处理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种集约化深度处理有机氮污水的多点回流AO装置和工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种集约化深度处理有机氮污水的多点回流AO装置，包括多点循环回流的两级AO相串联，其特征在于：所述两级AO由一级缺氧池、搅拌机一、一级曝气池、一级曝气装置、内循环回流气提装置、内循环回流槽、一级AO硝态混合液气提装置、硝态混合液回流槽、二级缺氧池、搅拌机二、二级曝气池、二级曝气装置、跌水式脱气池、二沉池、搅拌机三、出水监控水池、污泥浓缩池单元集约在一座合建式的钢筋混凝土结构内。
优选的，所述一级缺氧池、一级曝气池、二级缺氧池、二级曝气池、脱气池、二沉池、出水监控水池、污泥浓缩池集约在一座合建式的构筑物内，中间既采用隔墙分隔为相对独立的功能区，又相互连通。
优选的，所述一级缺氧池、一级曝气池、二级缺氧池、二级曝气池和脱气池以廊道的形式串联在一起，其廊道数为4或6或8条偶数条，所有廊道的长度相同，但其宽度可以不同，且一级缺氧池占有第一条廊道整条。
优选的，所述一级曝气池进入最后廊道的转折处设置内循环回流气提装置，将混合液提升到内循环回流槽，然后重力流回到第二个廊道的起始端，在一级曝气池内形成大循环，所述一级曝气池的廊道末端设置一级AO硝态混合液气提装置，所述二沉池、出水监控池、污泥浓缩池布置在污水进入廊道的起始端和跌水式脱气池的终端侧。
优选的，所述一级缺氧池和二级缺氧池分别安装有搅拌机一和搅拌机二。
优选的，所述脱气池中设有跌水坎上，所述跌水坎的顶面高于脱气池液面，所述脱气池的下部安装搅拌机三。
优选的，所述脱气池与所述二沉池之间连接有连通管，所述二沉池的污泥排泥管上安装若干台污泥回流泵，用于污泥回流和剩余污泥排放；所述污泥浓缩池排泥后安装若干台浓缩污泥排放泵，用于将浓缩污泥送到污泥脱水设备进行一步处理。
一种集约化深度处理有机氮污水的多点回流AO工艺，其特征在于，包括上述所述的一种集约化深度处理有机氮污水的多点回流AO装置，所述工艺以下步骤：
S1、污水在一级缺氧池中利用污水中有机物在搅拌机一的作用下保持污泥污水重复混合进行反硝化反应，然后进入一级曝气池，在一级曝气池的前段，占优势的异养型微生物在充足的溶解氧一条件下，将污水中有机氮污染物氨化，变成游离氨氮(NH3-N)，以及将可生物降解的有机物氧化成CO2和H2O，在一级曝气池的后段自养型硝化菌将水中游离氨氮氧化为硝态氮；
S2、在一级曝气池最后廊道的转折处设置内循环回流气提装置，将混合液提升到内循环回流槽，然后重力流回到第二个廊道的起始端，在一级曝气池内形成大循环；在一级曝气池中需要投加碱液以维持一级曝气池pH值在7.5～8.5之间，以及控制曝气量使廊道末端的溶解氧二的浓度大于2.0mg/L；一级曝气池的廊道末端设置一级AO硝态混合液气提装置，将含有硝态氮的混合液提升到硝态混合液回流槽，通过硝态混合液回流槽将硝态氮的混合液重力流进入一级缺氧池的入口与污水和回流污泥混合进行反硝化脱氮；经过一级AO处理后污水流入二级缺氧池；
S3、在搅拌机二的搅动下，二级缺氧池的活性污泥处于悬浮流化状态，为了防止反硝化过程产生碱度造成二级缺氧池pH值不在合适的范围内(合适的pH为7～7.5)，投加硫酸调节二级缺氧池的pH，反硝化微生物利用外加C源将剩余的硝态氮还原为N2而脱除，投加C源的量按照BOD与一级曝气池廊道末端的TN比值在3～5之间考虑，且其溶解氧三的浓度不大于0.2mg/L为准，污水中未被反硝化微生物利用多余的C源，在后续的二级曝气池中被氧化成CO2和H2O；
S4、二级曝气池处理后的污水跌落到脱气池中的跌水坎上，通过水流的撞击将附着在微生物菌胶团上的气体释放出去，避免粘附气泡的污泥在二沉池中产生跑泥现象。跌水坎的顶面高出脱气池的液面50mm左右；同时脱气池的下部设置搅拌机三，保证脱气池中污泥处于悬浮状态；
S5、泥水混合物通过连通管以重力流的方式流入二沉池，二沉池的上清液重力流进入出水监控水池，其底部的污泥通过污泥回流泵将污泥回流到一级缺氧池的入口，小部分污泥作为剩余污泥排到污泥浓缩池进一步浓缩后，通过浓缩污泥排放泵排到污泥脱水装置进一步处理。
如果为4条廊道的布置，可以采用在第二起点和第三廊道的隔墙底部设置潜水推流器代替内循环回流气提装置和内循环回流槽，将混合液推回到第二廊道的起点实现混合稀释的目的。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明中以进水的可生化有机物和溶解氧一浓度为基础而确立的硝态混合液回流量，避免过多回流硝态混合液造成其溶解氧一消耗大量的可利用有机物，甚至消耗大量外加的C源，致使生物脱氮运行成本较高；
(2)本发明中采用低水头高效的混合液提升设备－一级AO硝态混合液气提装置代替马达驱动水泵，能耗更低；
(3)本发明中利用相邻廊道污染物的浓度差，通过内循环回流气提装置提升大回流比的内回流混合液来实现低浓度混合液稀释高浓度的污水，使一级曝气池中硝化功能尽早建立，硝化效率更高，水力停留时间(HRT)更短，一级曝气池的容积更小；
(4)本发明中将以上多回流点的一级AO和二级AO串联后与二沉池、出水监控池、污泥浓缩池有机组合后，形成一座具体不同功能合建式的构筑物，使污水生化处理系统的占地大大减少，水流提升所需的能耗更低。
（发明人：王建新）
