公布日：2024.12.31
申请日：2024.11.04
分类号：C02F3/30(2023.01)I;C02F7/00(2006.01)I;C02F101/10(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N;C02F101/38(2006.01)N
摘要
本发明提供了一种涉及市政生活污水生物处理领域的基于多级A/O工艺强化同步脱氮及高效除磷的装置及操作方法，包括：进水装置、多级A/O处理反应器、二沉池以及自动控制系统，进水装置连接多级A/O处理反应器，多级A/O处理反应器连接二沉池，自动控制系统分别控制连接进水装置、多级A/O处理反应器以及二沉池，进行数据监测及调节管理；进水装置中的污水进入多级A/O处理反应器中进行脱氮除磷，多级A/O处理反应器的出水流入二沉池中进行泥水分离，二沉池底部的污泥分别回流至多级A/O处理反应器中，二沉池中剩余污泥排出系统。本发明通过优化搅拌方式以及回流系统控制，实现对短程硝化反硝化、好氧同步脱氮以及高效除磷菌群的富集，有效减少曝气强度，节能降耗。
权利要求书
1.一种基于多级A/O工艺强化同步脱氮及高效除磷的装置，其特征在于，包括：进水装置(1)、多级A/O处理反应器(2)、二沉池(3)以及自动控制系统(4)，所述进水装置(1)连接所述多级A/O处理反应器(2)，所述多级A/O处理反应器(2)连接所述二沉池(3)，所述自动控制系统(4)分别控制连接所述进水装置(1)、所述多级A/O处理反应器(2)以及所述二沉池(3)，进行数据监测及调节管理；所述进水装置(1)中的污水进入所述多级A/O处理反应器(2)中进行脱氮除磷，所述多级A/O处理反应器(2)的出水流入所述二沉池(3)中进行泥水分离，所述二沉池(3)底部的污泥分别回流至所述多级A/O处理反应器(2)中，所述二沉池(3)中剩余污泥排出系统。
2.根据权利要求1所述的基于多级A/O工艺强化同步脱氮及高效除磷的装置，其特征在于，所述多级A/O处理反应器(2)包括缺氧区和好氧区，多个所述缺氧区内脱氮除磷的菌群包括Anammox、反硝化菌、聚磷菌及反硝化除磷菌，多个所述好氧区内脱氮除磷的菌群包括氨氧化菌、硝化菌以及聚磷菌，多个所述缺氧区和多个所述好氧区间隔分布，且相邻两个所述缺氧区和所述好氧区通过导流孔连通；所述缺氧区包括缺氧1区(2.1)、缺氧2区(2.8)以及缺氧3区(2.15)，所述好氧区包括好氧1区(2.5)、好氧2区(2.12)、以及好氧3区(2.19)，所述缺氧1区(2.1)、所述好氧1区(2.5)、所述缺氧2区(2.8)、所述好氧2区(2.12)、所述缺氧3区(2.15)以及所述好氧3区(2.19)依次连通，所述进水装置(1)连接通过缺氧1区(2.1)，所述好氧3区(2.19)连接所述二沉池(3)。
3.根据权利要求2所述的基于多级A/O工艺强化同步脱氮及高效除磷的装置，其特征在于，所述缺氧区内设有液面扰流器、内循环搅拌器以及缺氧区监测仪，所述内循环搅拌器位于所述缺氧区下端，所述液面扰流器位于所述缺氧区上端，且所述缺氧区检测仪位于所述内循环搅拌器的搅拌范围之外；所述缺氧区内的污泥通过所述内循环搅拌器搅拌均匀，且通过所述液面扰流器抑制污泥上浮；所述缺氧1区(2.1)内设有缺氧1区液面扰流器(2.2)、缺氧1区内循环搅拌器(2.3)以及缺氧1区监测仪(2.4)，所述缺氧2区(2.8)内设有缺氧2区液面扰流器(2.9)、缺氧2区内循环搅拌器(2.10)以及缺氧2区监测仪(2.11)，所述缺氧3区(2.15)内设有缺氧3区液面扰流器(2.16)、缺氧3区内循环搅拌器(2.17)以及缺氧3区监测仪(2.18)。
4.根据权利要求3所述的基于多级A/O工艺强化同步脱氮及高效除磷的装置，其特征在于，所述好氧区底部设有曝气装置，所述好氧区上端设有好氧区检测仪，所述曝气装置通过转子流量计连接曝气泵(2.22)，所述曝气泵(2.22)电连接所述自动控制系统(4)；所述好氧1区(2.5)内设有好氧1区曝气装置(2.6)和好氧1区监测仪(2.7)，所述好氧2区(2.12)内设有好氧2区曝气装置(2.13)和好氧2区监测仪(2.14)，所述好氧3区(2.19)内设有好氧3区曝气装置(2.20)和好氧3区监测仪(2.21)。
5.根据权利要求4所述的基于多级A/O工艺强化同步脱氮及高效除磷的装置，其特征在于，所述好氧1区(2.5)通过转子流量计控制DO为0.3-1mg/L，所述好氧2区(2.12)通过转子流量计控制DO为0.5-1.5mg/L，所述好氧3区(2.19)通过转子流量计控制DO为2-4mg/L。
6.根据权利要求4所述的基于多级A/O工艺强化同步脱氮及高效除磷的装置，其特征在于，所述二沉池(3)包含二沉池水池(3.1)、污泥回流泵(3.2)、二沉池监测仪器(3.3)及二沉池反冲系统(3.4)，所述缺氧3区(2.15)通过溢流管连通所述二沉池水池(3.1)，所述二沉池水池(3.1)底部分别连接所述污泥回流泵(3.2)和所述二沉池反冲系统(3.4)，所述二沉池监测仪器(3.3)安装于所述二沉池水池(3.1)内部，且所述二沉池监测仪器(3.3)电连接所述自动控制系统(4)；所述二沉池反冲洗系统(3.4)通过反冲泵连接再生水/自来水，且所述二沉池反冲洗系统(3.4)通过所述二沉池监测仪器(3.3)对所述二沉池水池(3.1)的实时监测进行调节反冲强度与频次。
7.根据权利要求2所述的基于多级A/O工艺强化同步脱氮及高效除磷的装置，其特征在于，所述进水装置(1)包括市政污水箱(1.1)和进水水泵(1.2)，所述市政污水箱(1.1)通过所述进水水泵(1.2)连接所述缺氧1区(2.1)。
8.根据权利要求4或7所述的基于多级A/O工艺强化同步脱氮及高效除磷的装置，其特征在于，所述自动控制系统(4)包括自控电配箱(4.1)，所述自控电配箱(4.1)分别控制连接所述进水水泵(1.2)、所述缺氧1区液面扰流器(2.2)、所述缺氧1区内循环搅拌器(2.3)、所述缺氧1区监测仪(2.4)、所述好氧1区曝气装置(2.6)、所述好氧1区监测仪(2.7)、所述缺氧2区液面扰流器(2.9)、所述缺氧2区内循环搅拌器(2.10)、所述缺氧2区监测仪(2.11)、所述好氧2区曝气装置(2.13)、所述好氧2区监测仪(2.14)、所述缺氧3区液面扰流器(2.16)、所述缺氧3区内循环搅拌器(2.17)、所述缺氧3区监测仪(2.18)、所述好氧3区曝气装置(2.20)、所述好氧3区监测仪(2.21)以及所述曝气泵(2.22)。
9.采用权利要求1-8任一项所述的基于多级A/O工艺强化同步脱氮及高效除磷的装置的操作方法，其特征在于，包括如下具体操作步骤：S1、开启设备，通过自控电配箱(4.1)控制所述缺氧区的水力停留时间、进水比以及外回流比；S2、所述市政生活污水箱(1.1)中的市政污水通过所述进水水泵(1.2)进入所述缺氧1区(2.1)，所述缺氧1区(2.1)中的污水和外回流污泥依次经过多个所述缺氧区和多个所述好氧区脱氮除磷；S3、所述好氧3区(2.19)中的出水通过溢流管流入所述二沉池水池(3.1)中进行泥水分离，所述二沉池水池(3.1)底部污泥通过所述污泥回流泵(3.2)回流至所述缺氧1区(2.1)中，所述二沉池水池(3.1)剩余污泥通过排泥管排出系统。
10.根据权利要求8所述的基于多级A/O工艺强化同步脱氮及高效除磷的装置的操作方法，其特征在于，所述二沉池水池(3.1)底部污泥的回流比为80％-150％。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于多级A/O工艺强化同步脱氮及高效除磷的装置及操作方法。
根据本发明提供的一种基于多级A/O工艺强化同步脱氮及高效除磷的装置，包括：进水装置、多级A/O处理反应器、二沉池以及自动控制系统，进水装置连接多级A/O处理反应器，多级A/O处理反应器连接二沉池，自动控制系统分别控制连接进水装置、多级A/O处理反应器以及二沉池，进行数据监测及调节管理；
进水装置中的污水进入多级A/O处理反应器中进行脱氮除磷，多级A/O处理反应器的出水流入二沉池中进行泥水分离，二沉池底部的污泥回流至多级A/O处理反应器中，二沉池中剩余污泥排出系统。
优选的，多级A/O处理反应器包括缺氧区和好氧区，多个缺氧区和多个好氧区间隔分布，且相邻两个缺氧区和好氧区导流孔连通；
缺氧区包括缺氧1区、缺氧2区以及缺氧3区，好氧区包括好氧1区、好氧2区、以及好氧3区，缺氧1区、好氧1区、缺氧2区、好氧2区、缺氧3区以及好氧3区依次连通，进水装置连接通过缺氧1区，好氧区连接二沉池。
优选的，缺氧各区均内设有液面扰流器、内循环搅拌器以及缺氧区监测仪，内循环搅拌器位于缺氧区下端，液面扰流器位于缺氧区上端，且缺氧区检测仪位于内循环搅拌器的搅拌范围之外；缺氧区内的污泥通过内循环搅拌器搅拌均匀，且通过液面扰流器抑制污泥上浮；
缺氧1区内设有缺氧1区液面扰流器、缺氧1区内循环搅拌器以及缺氧1区监测仪，缺氧2区内设有缺氧2区液面扰流器、缺氧2区内循环搅拌器以及缺氧2区监测仪，缺氧3区内设有缺氧3区液面扰流器、缺氧3区内循环搅拌器以及缺氧3区监测仪。
优选的，好氧各区均在底部设有曝气装置，均在上端设有好氧区检测仪，曝气装置通过转子流量计连接曝气泵，曝气泵电连接自动控制系统；
好氧1区内设有好氧1区曝气装置和好氧1区监测仪，好氧2区内设有好氧2区曝气装置和好氧2区监测仪，好氧3区内设有好氧3区曝气装置和好氧3区监测仪。
优选的，好氧1区通过转子流量计控制DO为0.3-1mg/L，好氧2区通过转子流量计控制DO为0.5-1.5mg/L，好氧3区通过转子流量计控制DO为2-4mg/L。
优选的，二沉池包含二沉池水池、污泥回流泵、二沉池监测仪器及二沉池反冲系统，缺氧区通过溢流管连通二沉池水池，二沉池水池底部分别连接污泥回流泵和二沉池反冲系统，二沉池监测仪器安装于二沉池水池内部，且二沉池监测仪器电连接自动控制系统；
二沉池反冲洗系统通过反冲泵连接再生水/自来水，且二沉池反冲洗系统通过二沉池监测仪器对二沉池水池的实时监测进行调节反冲强度与频次。
优选的，进水装置包括市政污水箱和进水水泵，市政污水箱通过进水水泵连接缺氧区。
优选的，自动控制系统包括自控电配箱，自控电配箱分别控制连接进水水泵、缺氧1区液面扰流器、缺氧1区内循环搅拌器、缺氧1区监测仪、好氧1区曝气装置、好氧1区监测仪、缺氧2区液面扰流器、缺氧2区内循环搅拌器、缺氧2区监测仪、好氧2区曝气装置、好氧2区监测仪、缺氧3区液面扰流器、缺氧3区内循环搅拌器、缺氧3区监测仪、好氧3区曝气装置、好氧3区监测仪以及曝气泵。
本发明还提供了一种基于多级A/O工艺强化同步脱氮及高效除磷的装置的操作方法，包括如下具体操作步骤：
S1、开启设备，通过自控电配箱控制缺氧区的水力停留时间、进水比以及外回流比；
S2、市政生活污水箱中的市政污水通过进水水泵进入缺氧区，缺氧区中的污水和外回流污泥依次经过多个缺氧区和多个好氧区脱氮除磷；
S3、好氧区中的出水通过溢流管流入二沉池水池中进行泥水分离，二沉池水池底部污泥通过污泥回流泵回流至缺氧区中，二沉池水池剩余污泥通过排泥管排出系统。
优选的，二沉池水池底部污泥的回流比为80％-150％。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明通过二沉池反冲优化系统污泥活性，在低DO模式下，实现短程硝化反硝化，合理分配碳源实现同步脱氮，总同步脱氮率可达到60％以上；
(2)本发明内循环搅拌及液面扰流器抑制缺氧区污泥上浮，同时低DO提高PAOs的碳源利用，实现高效释磷吸磷，二沉池出水TP最低可达0.1mg/L以下，大大节省除磷药剂成本；
(3)本发明通过二沉池反冲有效调节系统污泥沉降性和污泥活性，抑制污泥上浮及膨胀，遏制二沉池污泥跑泥，有效降低脱泥处理成本；
(4)本发明中的操作方法能够有效应对汛期的严重溢流污染，能够在超进水负荷(150％)下稳定运行一周，且无需碳源投加，表现出强大的系统运行稳定性。
（发明人：孙博轩;陈浩林;彭轶;史乃彪;安东;李朋;石周）
