CN101792230A - 无回流连续曝气式污水处理系统和处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无回流连续曝气式污水处理系统和处理方法，包括调节池，曝气池，沉淀池，污泥反硝化槽，污泥池和清水池。污水先进入调节池，通过水泵将污水输送至曝气池，在曝气池中通过好氧微生物降解污水中的有机物，曝气池中的污水自流进入沉淀池，上清液通过溢流槽的管道流入清水池；沉淀池下沉的污泥进入污泥反硝化槽，污泥与槽内厌氧微生物接触，对污泥进行反硝化反应，反硝化后的污泥由于重力作用不段下降，最后通过下部的出反硝化污泥口排入曝气池，在曝气产生搅拌的做作用下，向池内不同的位置扩散；多余的污泥排入污泥池。本发明占地面积小，池体利用率高，操作简单，运行成本低。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理的系统和处理方法，属于环保的污水处理技术领域，尤其是指一种可以将厌氧反硝化、沉淀、好氧曝气工艺集于一体的无回流连续曝气式污水处理系统和处理方法。
背景技术
在污水处理工程中，生物脱氮过程是通过硝化作用将氨氮转化为硝酸盐氮，再通过反硝化技术将硝酸盐氮转化为氮气从水中逸出，由于硝化反应是在好氧状态下进行，反硝化反应是在厌氧状态下进行，为了同时取得良好的去除有机污染物和脱氮的效果，一般采用好氧结合厌氧的工艺。
一种是厌氧-缺氧-好氧工艺(Anaerobic-Anoxic-Oxic)是厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺的简称。以下简称A2/O工艺，其流程简图详见图1，污水s先进入调节池1-1，再由水泵提升输送到厌氧池1-2再经过缺氧池1-3而后进入曝气池1-4，曝气池1-4出水流入沉淀池1-5，沉淀池1-5实现泥水分离后的上清液(清水)从系统中流出，分离后的污泥n回流到厌氧池1-2；在运行过程中为了实现脱氮除磷的目的，需要将曝气池1-4中经过硝化反应的硝化液xhy(污水)回流到厌氧(缺氧)池进行反硝化反应，回流的硝化液xhy一般是污水s进水的2至4倍。A2/O工艺的优点是在反硝化过程中充分利用硝化液中的硝态氧来氧化BOD5，回收了部分硝化反应的需氧量，反硝化反应所产生的碱度可以部分补偿硝化反应消耗的碱度，因此对含氮浓度不高的城市污水可以不另外加碱来调节HP。本工艺在系统上是最简单的除磷脱氮工艺，总的水力停留时间小于其它同类工艺；其厌氧(缺氧)好氧反应池分开设置，因此其除磷脱氮效果较高而稳定。A2/O法的缺点主要是需要设置污水回流和污泥回流系统，单独的厌氧(缺氧)池和沉淀池等处理构筑物，流程较为复杂，电耗较大，管理不方便，总占地面积较大。
另一种常用的是序批式活性污泥法(Sequencing Batch Activated Sludee Process)序批式反应器系统(Sequencing Batch Reactor，以下简称SBR法)。
SBR法集曝气，沉淀于一池，而不需要二沉池及污泥回流设备。在该系统中，反应池在一定时间间隔内充满污水，以间歇处理方式运行，处理后混合液沉淀一段预定的时间后，从池中排除上清液。典型的SBR系统分为进水，曝气，沉淀，排水与闲置5个阶段，其运行方式如图2所示，a表示进水时的状态，当进水达到设定水位时开始曝气，b表示曝气时的状态，曝气一段时间后，系统进入沉淀状态，c表示沉淀时的状态，污水在沉淀状态下实现泥水分离，之后进入排水状态，d表示排水状态，池体中上部的清水排出系统外，清水排出而污水还没有进入的这一时间段为闲置阶段，e表示闲置时的状态；SBR工艺采用间歇曝气的方式，实现了在同一个池体内的好氧硝化与厌氧反硝化的循环交替运行，达到去除有机物和脱氮除磷的目的。在SBR处理系统中，可采用单池式和多池式。这主要根据处理水量的大小而定。单池式，即仅有一个SBR反应池，就整个工艺系统而言，其进水是间歇式的。多池式即整个系统存在两个或多个SBR反应池，其进水可以在各反应池间交替进行，就整个系统工艺而言，其进水是连续式的。SBR法通过充氧、缺氧、厌氧和沉淀条件的交替变化，可在一个反应池内同时进行除磷脱氮和降解有机物，以及固液分离等多项任务，不需要另建二沉池和污泥回流设施，投资和能耗省；但设备和池容利用率较低，占地较大，出水时多时小，时断时续，对后续深度处理设备造成冲击，增加了操作难度。
发明内容
本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种占地面积小，池体利用率高，操作简单，运行成本低的无回流连续曝气式污水处理系统和处理方法。
本发明目的的实现，其技术方案是：无回流连续曝气式污水处理系统，采用好氧曝气结合厌氧反硝化的方法处理污水，其结构包括调节池，曝气池，沉淀池，污泥反硝化槽，污泥池和清水池；所述的调节池设置在曝气池一端，设置有水泵至少一台；所述的曝气池至少一个，一端与调节池相邻，其间有曝气池进水管与调节池内的水泵出水口连接，曝气池底部有曝气器，曝气池另一端与清水池相邻；所述的沉淀池至少一个，设置在曝气池内，与清水池相近的一端，沉淀池上部有沉淀池进水管与曝气池连通，沉淀池内侧上部有溢流槽，下部有出污泥口；所述的污泥反硝化槽设置在沉淀池正下方，其上部与沉淀池连接，中部有搅拌机，下部有出反硝化污泥口，出反硝化污泥口下方有锥形反硝化污泥挡板；所述的污泥池与曝气池相邻，有管道与污泥反硝化槽连接；所述的清水池有沉淀池出水管与沉淀池的溢流槽的出水口连接；所述的调节池上有进水口；所述的清水池上有出水口。
如上所述的沉淀池的周边为方形或圆形，其上部有沉淀池进水管与曝气池连通，沉淀池上部内侧设置有溢流槽，溢流槽内侧有溢流堰板，溢流槽有沉淀池出水管与清水池连通，沉淀池下部为上大下小的锥形，其上部与沉淀池立面周边的下部连接，沉淀池下部正中有出污泥口，出污泥口正下方有下大上小的锥形污泥挡板。
如上所述的污泥反硝化槽设置在沉淀池下方，上部与沉淀池立面周边的下部连接，污泥反硝化槽上部一侧有排气管，中部正中位置有搅拌机一个，下部为上大下小的锥形，锥形上部与污泥反硝化槽立面周边的下部连接，污泥反硝化槽下部正中有出反硝化污泥口，出反硝化污泥口正下方有下大上小的锥形反硝化污泥挡板，污泥反硝化槽下部有排泥管与污泥池连接，排泥管上有阀门。
采用上述的无回流连续曝气式污水处理系统处理污水时的方法：其步骤是：污水先从进水口进入调节池，通过调节池内的水泵，将污水输送至曝气池，在曝气池中停留8～16小时，通过曝气实现污水与池内的活性污泥接触、混合，通过活性污泥中的好氧微生物降解污水中的有机物，同时进行硝化反应，曝气池中的污水通过与沉淀池连接的管道自流进入沉淀池，在沉淀池中停留0.5～2小时，实现泥水分离，在沉淀池中污泥下沉，上清液(清水)通过溢流堰板进入溢流槽，通过溢流槽的沉淀池出水管流入清水池；沉淀池下沉的污泥由于重力作用，通过出污泥口进入污泥反硝化槽，污泥与污泥反硝化槽内厌氧微生物接触，污泥反硝化槽为相对封闭的槽体，在污泥反硝化槽内对污泥进行反硝化反应，污泥在污泥反硝化槽内的停留时间为1～3小时，污泥反硝化槽通过搅拌机的搅拌，加速新进入污泥与槽内厌氧微生物的接触，反硝化产生的气体通过污泥反硝化槽上部的排气管排出，反硝化后的污泥由于重力作用不段下降，最后通过下部的出反硝化污泥口排入曝气池，进入曝气池的污泥在池底曝气产生搅拌的做作用下，向曝气池内不同的位置扩散；多余的污泥通过排泥管排入污泥池。
污水进入曝气池，污水中的有机污染物和氨氮、磷通过与活性污泥的接触、混合，被活性污泥吸附、吸收；通过在曝气池中对污水的硝化反应，和在污泥反硝化槽中对污泥进行的反硝化反应，在污泥反硝化槽中对污泥进行反硝化反应，可以达到A2/O工艺或SBR工艺的污水反硝化反应相同或相近的效果，实现系统的脱氮除磷，同时达到去除有机污染物的目的。
本发明无回流连续曝气式污水处理系统和处理方法的有益效果是：
1、占地面积小：
由于本发明的反硝化在污泥反硝槽中完成，在取得相同反硝化效果的情况下，污泥反硝化槽的体积只是厌氧(缺氧)池的15到20分之一大，厌氧(缺氧)池在A2/O工艺中占总面积的20％到25％，不设置厌氧(缺氧)池，相对A2/O工艺占地面积减少约19％到24％；SBR工艺由于要设定时间进水、曝气、沉淀、排水、闲置，相同时间内的处理效率低，所以SBR工艺的占地大于A2/O工艺30％到50％；本发明相对于SBR工艺的占地面积减少约50％到65％。
2、动力设备少：
由于本发明的反硝化在污泥反硝槽中完成，相对A2/O工艺省去了污水回流和污泥回流的程序，相应的减少了用于污水回流和污泥回流的泵等设备。
3、操作简单：
由于本发明连续进水，连续曝气，连续出水，又不需要污水和污泥的回流，无论是相对于A2/O工艺还是SBR工艺操作都要简单。
4、运行成本低：
由于本发明的反硝化在污泥反硝槽中完成，相对A2/O工艺减少了用于污水回流和污泥回流的泵等设备，相应的没有了该设备的运行动力消耗，动行成本明显降低。
5、出水水量稳定：
由于本发明连续进水，连续曝气，连续出水，使出水水量稳定，相对于SBR工艺对后续深度处理设备不会造成冲击，有利于后续工艺设备的平稳运行。
6、建设成本低：
由于本发明不设置厌氧(缺氧)池，使系统池体的建筑费用降低；占地面积比A2/O工艺和SBR工艺都要少，相应的征地费用也大为减少。
本发明适用于生活污水水质，或与生活污水水质相近的工业废水水质，出水可以达到污水综合排放标准的一级排放标准。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明详细说明。
图1为厌氧-缺氧-好氧(A2/O)工艺流程示意图。
图2为序批式活性污泥法(SBR)流程示意图。
图3为本发明的示意图。
图4为图3的俯视图。
图5为本发明的另一个示意图，图中的沉淀池为圆形，图为俯视图。
图6为本发明的工艺流程示意图。
图中的1-1是A2/O工艺调节池，1-2是厌氧池，1-3是缺氧池，1-4是A2/O工艺曝气池，1-5是A2/O工艺沉淀池，1是进水口，2是调节池，3是曝气池，4是清水池，5是污水池，6是水泵，7是曝气池进水管，8是沉淀池，9是污泥反硝化槽，10是曝气器，11是沉淀池进水管，12是溢流堰板，13是溢流槽，14是沉淀池出水管，15是出污泥口，16是污泥挡板，17是排气管，18是搅拌机，19是出反硝化污泥口，20是反硝化污泥挡板，21是排泥管，22是阀门，23是出水口，s是污水，n是污泥，xhy是硝化液。
具体实施方式
实施例：如图3，图4所示：无回流连续曝气式污水处理系统，采用好氧曝气结合厌氧反硝化的方法处理污水，其结构包括调节池2，曝气池3，沉淀池8，污泥反硝化槽9，污泥池5和清水池4；所述的调节池2设置在曝气池3一端，设置有水泵6至少一台；所述的曝气池3至少一个，一端与调节池2相邻，其间有曝气池进水管7与调节池2内的水泵6出水口连接，曝气池3底部有曝气器10，曝气池3另一端与清水池4相邻；所述的沉淀池8至少一个，设置在曝气池3内，与清水池4相近的一端，沉淀池上部有沉淀池进水管11与曝气池连通，上部内侧有溢流槽13，下部有出污泥口15；所述的污泥反硝化槽9设置在沉淀池8正下方，其上部与沉淀池8连接，中部设置有搅拌机18，下部设置有出反硝化污泥口19，出反硝化污泥口19下方设置有反硝化污泥挡板20；所述的污泥池5与曝气池3相邻，有排泥管21与污泥反硝化槽9连接；所述的清水池4有沉淀池出水管11与沉淀池8的溢流槽13连接；所述的调节池2上部有进水口1；所述的清水池4下部有出水口23。
如上所述的沉淀池8，如图3，图4，图5所示：周边为方形或圆形，其上部有沉淀池进水管11与曝气池3连通，沉淀池8上部内侧设置有溢流槽13，溢流槽13内侧有溢流堰板12，溢流槽13有沉淀池出水管14与清水池4连通，沉淀池8下部为上大下小的锥形，其上部与沉淀池8立面周边的下部连接，沉淀池8下部正中有出污泥口15，出污泥口15正下方有下大上小的锥形污泥挡板16。污泥挡板16的作用是阻挡污泥反硝化槽9中污泥反硝化过程中产生的气体进入沉淀池8，同时阻挡因污泥反硝化槽9中搅拌机18搅拌污泥n时污泥进入沉淀池8，干扰沉淀池8的沉淀效果。
如上所述的污泥反硝化槽9，如图3，图4所示：设置在沉淀池8下方，上部与沉淀池8立面周边的下部连接，污泥反硝化槽9上部一侧有排气管17，中部正中位置有搅拌机18一个，下部为上大下小的锥形，锥形上部与污泥反硝化槽9立面周边的下部连接，污泥反硝化槽9下部正中有出反硝化污泥口19，出反硝化污泥口19正下方有下大上小的锥形反硝化污泥挡板20，反硝化污泥挡板20的作用是阻挡曝气池中的氧进入污泥反硝化槽，以免影响厌氧反硝化的效果。污泥反硝化槽9下部有排泥管21与污泥池5连通，排泥管21上有阀门22。阀门在正常运行时是关闭的，在系统的污泥含量过多时，打开阀门22将污泥n排入污泥池5。
如上所述的无回流连续曝气式污水处理系统的处理方法，如图3，图6所示：其步骤是：污水s先从进水口1进入调节池2，通过调节池2内的水泵6，将污水s输送至曝气池3，在曝气池3中停留8～16小时，通过曝气实现污水与池内的活性污泥接触、混合，通过活性污泥中的好氧微生物降解污水中的有机物，同时进行硝化反应，曝气池3中的污水通过与沉淀池连接的管道自流进入沉淀池，在沉淀池中停留0.5～2小时，在沉淀池8中污泥n下沉，上清液(清水)通过溢流堰板12进入溢流槽13，通过溢流槽13的沉淀池出水管14流入清水池4；清水池4内的水从出水口23流出系统外；沉淀池8下沉的污泥n由于重力作用，通过出污泥口15进入污泥反硝化槽9，污泥n与污泥反硝化槽9内厌氧微生物接触，污泥反硝化槽9为相对封闭的槽体，在污泥反硝化槽9内对污泥n进行反硝化反应，污泥n在污泥反硝化槽9内的停留时间为1～3小时，污泥反硝化槽9通过搅拌机18的搅拌，加速新进入污泥n与槽内厌氧微生物的接触，反硝化产生的气体通过污泥反硝化槽9上部的排气管17排出，反硝化后的污泥n由于重力作用不段下降，最后通过下部的出反硝化污泥口19排入曝气池3，进入曝气池3的污泥n在池底曝气器10曝气产生搅拌的做作用下，向曝气池3内不同的位置扩散；多余的污泥n通过排泥管21排入污泥池5。
污水s进入曝气池3，污水s中的有机污染物和氨氮、磷通过与活性污泥接触、混合，被活性污泥吸附、吸收；通过在曝气池3中对污水s的硝化反应，和在污泥反硝化槽9中对污泥n进行的反硝化反应，在污泥反硝化槽9中对污泥n进行反硝化反应，可以达到A2/O工艺或SBR工艺的污水反硝化反应相同或相近的效果，实现系统的脱氮除磷，同时去除有机污染物，在相同的处理效果的情况下减少了系统的动行成本、构筑物建设和占地面积。
本发明适用于生活污水水质，或与生活污水水质相近的工业废水水质，出水可以达到污水综合排放标准的一级排放标准。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，附图是为了对发明更好的说明，不能认为是对发明内容的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.无回流连续曝气式污水处理系统，其特征在于：其结构包括调节池，曝气池，沉淀池，污泥反硝化槽，污泥池和清水池；所述的调节池设置在曝气池一端，设置有水泵至少一台；所述的曝气池至少一个，一端与调节池相邻，其间有曝气池进水管与调节池内的水泵出水口连接，曝气池底部有曝气器，曝气池另一端与清水池相邻；所述的沉淀池至少一个，设置在曝气池内，与清水池相近的一端，沉淀池上部有沉淀池进水管与曝气池连通，沉淀池内侧上部有溢流槽，下部有出污泥口；所述的污泥反硝化槽设置在沉淀池正下方，其上部与沉淀池连接，中部有搅拌机，下部有出反硝化污泥口，出反硝化污泥口下方有锥形反硝化污泥挡板；所述的污泥池与曝气池相邻，有排泥管与污泥反硝化槽连通；所述的清水池有沉淀池出水管与沉淀池的溢流槽连通；所述的调节池上部有进水口；所述的清水池下部有出水口。
2.根据权利要求1所述的无回流连续曝气式污水处理系统，其特征在于：所述的沉淀池的周边为方形或圆形，其上部有沉淀池进水管与曝气池连通，沉淀池上部内侧设置有溢流槽，溢流槽内侧有溢流堰板，溢流槽有沉淀池出水管与清水池连通，沉淀池下部为上大下小的锥形，其上部与沉淀池立面周边的下部连接，沉淀池下部正中有出污泥口，出污泥口正下方有下大上小的锥形污泥挡板。
3.根据权利要求1所述的无回流连续曝气式污水处理系统，其特征在于：所述的污泥反硝化槽设置在沉淀池下方，上部与沉淀池立面周边的下部连接，污泥反硝化槽上部一侧有排气管，中部正中位置有搅拌机一个，下部为上大下小的锥形，锥形上部与污泥反硝化槽立面周边的下部连接，污泥反硝化槽下部正中有出反硝化污泥口，出反硝化污泥口正下方有下大上小的锥形反硝化污泥挡板；污泥反硝化槽下部有排泥管与污泥池连通，排泥管上有阀门。
4.无回流连续曝气式污水处理方法，其特征在于：所述的处理方法的步骤是：污水先进入调节池，通过调节池内的水泵，将污水输送至曝气池，在曝气池中停留8～16小时，通过曝气实现污水与池内的活性污泥接触、混合，通过活性污泥中的好氧微生物降解污水中的有机物，同时进行硝化反应，曝气池中的污水通过与沉淀池连接的沉淀池进水管自流进入沉淀池，在沉淀池中停留0.5～2小时，在沉淀池中污泥下沉，实现泥水分离，上清液(清水)通过溢流堰板进入溢流槽，通过与溢流槽连通的沉淀池出水管流入清水池，进入清水池的清水通过出水口流出；沉淀池下沉的污泥由于重力作用，通过出污泥口进入污泥反硝化槽，污泥与污泥反硝化槽内厌氧微生物接触，污泥反硝化槽为相对封闭的槽体，在污泥反硝化槽内对污泥进行反硝化反应，污泥在污泥反硝化槽内的停留时间为1～3小时，污泥反硝化槽通过搅拌机的搅拌，加速新进入污泥与槽内厌氧微生物的接触，反硝化产生的气体通过污泥反硝化槽上部的排气管排出，反硝化后的污泥由于重力作用不段下降，最后通过下部的出反硝化污泥口排入曝气池，进入曝气池的污泥在池底曝气器曝气产生搅拌的做作用下，向曝气池内不同的位置扩散；多余的污泥通过排泥管排入污泥池。
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