CN118047479A - 连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统及其处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统及其方法。处理系统包括第一、第二和第三生化反应池；第一生化反应池设置有第一进水口、第一出水口和污泥入口，第二生化反应池设置有第二进水口、第二出水口和中清液入口，第三生化反应池设置有污泥出口、中清出口和上清出口，第三生化反应池内部安装有淘选澄清器用以分离泥水混合液形成好氧颗粒污泥、中清液和上清液；原污水与好氧颗粒污泥在第一生化反应池内反应形成饱食期；泥水混合液与中清液在第二生化反应池内反应形成饥饿期；好氧颗粒污泥回流至第一生化反应池，中清液回流至第二生化反应池，上清液外排。本发明能够为现有连续流工艺的构筑物改造提供理论和实际参考依据。

Description

连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统及其处理方法

技术领域

本申请涉及污水处理技术领域，特别是涉及一种连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统及其处理方法。

背景技术

随着社会经济的快速发展，污水排放量在逐年增加，与此同时污水排放标准也在不断提高，因此需要对污水处理技术的处理效能和成本方面提出更高的要求。在污水处理中，好氧颗粒污泥（AGS）是在好氧条件下，微生物自絮凝形成的颗粒状活性污泥；与普通的絮状活性污泥相比，好氧颗粒污泥结构密实，具有良好的沉降性能，有利于泥水分离，能大幅度减少污水处理系统的占地面积；同时好氧颗粒污泥由于其自身特性可形成由外向内的好氧区、缺氧区和厌氧区的特殊结构，有利于不同功能菌共存，实现有机物和氮磷的同步去除，提升污染物去除效率。此外，好氧颗粒污泥具有丰富的生物量，能承受较高的有机负荷，抗冲击负荷能力强。

传统技术中，大多数好氧颗粒污泥技术都是采用序批式反应器（SBR）运行工艺，一方面SBR存在处理水量小、设备使用率低、运行控制复杂等缺陷，另一方面现有污水处理厂的运行模式主要是连续流工艺，这些限制了好氧颗粒污泥技术大规模的工程化应用和推广。但是，在一般的连续流系统和工艺中很难满足好氧颗粒污泥技术的运行，缺乏合适的选择压力和饱食/饥饿期等环境因素的优势，限制了连续流条件下好氧颗粒污泥的形成。

发明内容

基于此，有必要提供一种连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统。

一种连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统，包括沿着水流方向依次顺序连接的第一生化反应池、第二生化反应池和第三生化反应池；

所述第一生化反应池设置有第一进水口、第一出水口和污泥入口，所述第二生化反应池设置有第二进水口、第二出水口和中清液入口，所述第三生化反应池设置有污泥出口、中清出口和上清出口，所述第三生化反应池内部安装有淘选澄清器，所述淘选澄清器用以分离泥水混合液形成好氧颗粒污泥、中清液（含有部分絮状污泥的混合液）和上清液；

所述第一进水口通过第一管道连接污水源，所述污泥入口通过第三管道连接污泥出口，污水源的原污水与所述淘选澄清器分离出的好氧颗粒污泥在所述第一生化反应池内充分混合反应，形成饱食期；

所述第二进水口通过第二管道连接所述第一出水口，所述中清液入口通过第四管道连接所述中清出口，所述第一生化反应池流出的泥水混合液与所述淘选澄清器分离出的中清液在所述第二生化反应池内进行反应，形成饥饿期；

所述第二出水口与所述第三生化反应池相通，所述上清出口连接于第五管道，所述第二生化反应池流出的环流混合液在所述淘选澄清器的选择压力下沉淀分离，好氧颗粒污泥通过所述第三管道回流至所述第一生化反应池，中清液通过所述第四管道、所述中清液入口回流至所述第二生化反应池，上清液通过所述第五管道排出系统外。

在其中一些实施例中，所述第一生化反应池内部具有迂回分布的推流通道，所述推流通道为水平迂回分布或者垂直迂回分布；其中，所述第一进水口与所述污泥入口靠近于所述推流通道的首端，所述第一出水口位于所述推流通道的末端。

在其中一些实施例中，所述推流通道为垂直迂回分布，所述推流通道包括污泥气提升流通道、多个混合液气提升流通道和多个混合液降流通道，多个混合液降流通道与所述多个混合液气提升流通道交替连通呈垂直迂回分布，且垂直迂回分布的首端为所述混合液降流通道、尾端为所述混合液气提升流通道，所述污泥气提升流通道连通于首端的所述混合液降流通道，所述污泥入口连通于所述污泥气提升流通道。

在其中一些实施例中，所述第一生化反应池内还设置有气提装置，所述污泥气提升流通道内以及各个所述混合液气提升流通道中的至少一个内设置有所述气提装置。

在其中一些实施例中，所述第二生化反应池内设置有隔板和动力环流装置，所述隔板和所述动力环流装置配合以用于实现所述第二生化反应池内泥水混合液的均匀混合；所述第二生化反应池内还设置有靠近于所述中清液入口的动力回流装置；所述动力环流装置和动力回流装置分别独立地选自气提装置或者穿墙泵。

在其中一些实施例中，所述淘选澄清器包括澄清箱体以及挡板，所述挡板设置在所述澄清箱体内并与所述澄清箱体的其中一个内壁侧以及底壁之间均具有间隔，且所述挡板与该内侧壁之间形成用于进液的进水区。

所述挡板与所述澄清箱体的相对的内壁侧之间形成第一沉淀区域以及第二沉淀区域，其中所述第一沉淀区域位于所述第二沉淀区域的下方，所述进水区延伸至所述第一沉淀区域，所述第一沉淀区域用于分离沉淀污泥颗粒，所述第二沉淀区域用于分离中清液与上清液。

在其中一些实施例中，所述澄清箱体的底部具有沉淀区出口，所述沉淀区出口与所述污泥出口相通；所述澄清箱体的中部设置有中清液出水管，所述中清液出水管连通于所述中清出口；所述澄清箱体的顶部设置有上清液出水槽，所述上清液出水槽与所述上清出口相通。

在其中一些实施例中，所述中清液出水管和上清液出水槽设置在所述澄清箱体内同一侧或者两侧。

在其中一些实施例中，所述澄清箱体的底部呈锥形漏斗状结构；

所述锥形漏斗状结构的其中两个相对的侧壁平行设置，所述锥形漏斗状结构的另外两个相对的侧壁相对于水平面倾斜设置，两个倾斜侧壁中的其中一个倾斜角度为30°~45°，另一个倾斜角度为45°~60°。

在其中一些实施例中，所述第二沉淀区域沿着水平面的沉淀面积与所述中清液出水管的截面积比值为50:1~200:1。

本申请一实施例还提供了一种连续流好氧颗粒污泥生化污水处理方法。

一种连续流好氧颗粒污泥生化污水处理方法，采用上述的连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统，包括如下步骤：

步骤S1：原污水进入第一生化反应池并与第三生化反应池内的淘选澄清器分离出的好氧颗粒污泥形成泥水混合液，回流的好氧颗粒污泥与新鲜的原污水充分接触，形成饱食期；在饱食期阶段，可快速生物降解的基质转化为细胞内的可生物降解储存基质，为好氧颗粒污泥的形成创造优势条件，泥水混合液中的好氧颗粒污泥大量增殖，且泥水混合液在迂回流动过程中，好氧颗粒污泥之间不断碰撞聚集，诱导EPS分泌，增强好氧颗粒污泥细胞疏水性，提升好氧颗粒污泥的致密性，形成更光滑、致密的好氧颗粒污泥；

步骤S2：步骤S1中泥水混合液进入第二生化反应池并与淘选澄清器分离出的中清液形成环流混合液，由于进入第二生化反应池的泥水混合物有机物匮乏，微生物底物和营养物质受到限制，形成饥饿期，同时回流的中清液的稀释作用加剧饥饿环境，在饥饿期阶段，泥水混合液在第二生化反应池内进行反应以淘汰絮状污泥，并提高好氧颗粒污泥的比例；

步骤S3：步骤S2中的环流混合液由第二生化反应池进入第三生化反应池，在淘选澄清器的选择压力下的沉淀分离形成好氧颗粒污泥、中清液和上清液；好氧颗粒污泥通过第三管道回流至所述第一生化反应池，中清液通过第四管道回流至所述第二生化反应池，上清液通过第五管道排出系统外。

在其中一些实施例中，所述第一生化反应池的水力停留时间与所述第二生化反应池的水力停留时间之比为1:2~1:10。

上述连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统，在连续流条件下通过在第一生化反应池和第二生化反应池设置气提和环流装置，增加系统内有效的水力剪切力，促进污泥凝聚和颗粒化，另外通过第三生化反应池内特定淘选澄清器的选择压力作用，一方面筛选出沉降性能好的好氧颗粒污泥，并回流至第一生化反应池与原污水充分接触，好氧颗粒污泥获得充足的营养物质不断增殖聚集，另一方面淘选澄清器筛选出的沉降性能差的絮状污泥混合液则回流至第二生化反应池，在饥饿环境下，沉降性能差的絮状污泥逐渐淘汰，而好氧颗粒污泥由饱食过渡到饥饿环境能够逐渐形成以慢速生长微生物为核心的成熟好氧颗粒污泥。因此本发明系统内的絮状污泥在水力剪切力、饱食和饥饿环境以及选择压力等因素的共同作用下，不断循环生长凝聚、筛选驯化培养形成规则、致密、光滑和稳定性强的好氧颗粒污泥。

本发明利用好氧颗粒污泥沉降性好、生物量高、可同步去除碳氮磷等污染物优势，能够实现提高污水中污染物去除效率的同时节省污水处理设施的占地和能耗。相比序批式工艺，本发明的连续流工艺具有运行成本低、运行管理简单、处理水量大等特点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

为了更完整地理解本申请及其有益效果，下面将结合附图来进行说明。其中，在下面的描述中相同的附图标号表示相同部分。

图1为本发明一实施例所述的连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统结构示意图；

图2为本发明一实施例所述的连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统具体结构示意图；

图3为本发明一实施例所述的连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统的第一生化反应池结构示意图；

图4为本发明一实施例所述的连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统的第三生化反应池内淘选澄清器结构示意图。

附图标记说明

10、连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统；100、第一生化反应池；101、污泥入口；102、第一进水口；103、第一出水口；104、污泥气提升流通道；105、混合液气提升流通道；106、混合液降流通道；107、气提装置；200、第二生化反应池；201、第二进水口；202、中清液入口；203、隔板；204、动力回流装置；205、动力环流装置；206、第二出水口；300、第三生化反应池；301、污泥出口；302、中清出口；303、上清出口；310、淘选澄清器；311、澄清箱体；312、挡板；313、沉淀区出口；314、进水区；315、第一沉淀区域；316、第二沉淀区域；317、中清液出水管；318、上清液出水槽；401、第一管道；402、第二管道；403、第三管道；404、第四管道；405、第五管道。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

在本文中，除非另有说明，各个反应步骤可以按照文中顺序进行，也可以不按文中顺序进行。例如，各个反应步骤之间可以包含其他步骤，而且反应步骤之间也可以适当调换顺序。这是技术人员根据常规知识和经验可以确定的。优选地，本文中的反应方法是顺序进行的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请实施例提供一种连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统10，以解决传统技术中，大多数好氧颗粒污泥技术采用序批式反应器（SBR）运行工艺存在的处理水量小、设备使用率低、运行控制复杂等问题，以及现有污水处理厂的运行模式限制了好氧颗粒污泥技术大规模的工程化应用和推广的问题。以下将结合附图对连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统10进行说明。

本申请实施例提供的连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统10，示例性的，请参阅图1所示，图1为本申请实施例提供的连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统10的结构示意图。本申请的连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统10能够用于污水处理用途。

为了更清楚的说明连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统10的结构，以下将结合附图对连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统10进行介绍。

示例性的，请参阅图1所示，一种连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统10，包括第一生化反应池100、第二生化反应池200和第三生化反应池300。第一生化反应池100、第二生化反应池200以及第三生化反应池300沿着水流方向依次顺序连接。

第一生化反应池100设置有第一进水口102、第一出水口103和污泥入口101，第二生化反应池200设置有第二进水口201、第二出水口206和中清液入口202，第三生化反应池300设置有污泥出口301、中清出口302和上清出口303。

参见图2所示，第三生化反应池300内部设置有淘选澄清器310。淘选澄清器310用于分离来自第二生化反应池200的环流混合液并形成上清液、中清液和好氧颗粒污泥。

第一进水口102通过第一管道401连接污水源，污泥入口101通过第三管道403连接污泥出口301，污水源的原污水与淘选澄清器310分离出的好氧颗粒污泥在第一生化反应池100内充分混合反应，形成饱食期。

第二进水口201通过第二管道402连接第一出水口103，中清液入口202通过第四管道404连接中清出口302，第一生化反应池100流出的泥水混合液与淘选澄清器310分离出的中清液在第二生化反应池200内进行反应，形成饥饿期。

第二出水口206与第三生化反应池300相通，上清出口303连接于第五管道405，第二生化反应池200流出的环流混合液在淘选澄清器310的选择压力下沉淀分离，好氧颗粒污泥通过第三管道403回流至第一生化反应池100。中清液通过第四管道404回流至第二生化反应池200。上清液通过第五管道405排出系统外。

在其中一些实施例中，参见图2所示，图2为本发明一实施例所述的连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统10具体结构示意图，第一生化反应池100内部具有迂回分布的推流通道，其中，污泥入口101与第一进水口102靠近于推流通道的首端，第一出水口103位于推流通道的末端。迂回分布的推流通道能够实现原污水与回流的好氧颗粒污泥充分混合，混合液在推流通道内推流前进，微生物间不断有效碰撞，逐渐形成致密的微生物聚集体，促进絮状污泥聚集和颗粒化。

在其中一些实施例中，推流通道为水平迂回分布或者垂直迂回分布。

在其中一些实施例中，参见图3所示，图3为本发明一实施例所述的连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统10的第一生化反应池100结构示意图，优选地，推流通道为垂直迂回分布。推流通道包括污泥气提升流通道104、多个混合液气提升流通道105和多个混合液降流通道106。多个混合液降流通道106与多个混合液气提升流通道105交替连通呈垂直迂回分布，且垂直迂回分布的首端为混合液降流通道106、尾端为混合液气提升流通道105。污泥气提升流通道104连通于首端的混合液降流通道106。污泥入口101连通于污泥气提升流通道104。

在其中一些实施例中，第一生化反应池100内还设置有气提装置107。污泥气提升流通道104内以及各个混合液气提升流通道105中的至少一个内设置有气提装置107。优选地，污泥气提升流通道104内以及各个混合液气提升流通道105内分别设置有气提装置107。

在其中一些实施例中，气提装置107为气提穿孔管。不难理解，在其他实施例中，气提装置107还可以是其他形式。

在其中一些实施例中，参见图2所示，第二生化反应池200内设置有隔板203。隔板203连接于第二生化反应池200的底壁以及第一内侧壁。隔板203由第二生化反应池200的第一内侧壁延伸至相对的第二内侧壁并与该第二内侧壁之间具有间隔。隔板203用于实现第二生化反应池200内的环流混合液产生水平环流作用。

在其中一些实施例中，参见图2所示，第二生化反应池200内还设置有动力环流装置205。动力环流装置205设置在隔板203上且靠近于第二生化反应池200的第一内侧壁。动力环流装置205能够实现隔板203两侧的环流混合液单向流通，形成环流。

在其中一些实施例中，第二生化反应池200内还设置有动力回流装置204。动力回流装置204靠近于第二进水口201设置，所述动力回流装置204用于给第三生化池300内中清液回流至第二生化反应池200提供动力。

在其中一些实施例中，参见图4所示，图4为本发明一实施例所述的连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统10的第三生化反应池300内淘选澄清器310结构示意图，淘选澄清器310包括澄清箱体311以及挡板312。澄清箱体311的底部具有沉淀区出口313。沉淀区出口313与第三生化反应池300底部的污泥出口301相通。挡板312设置在澄清箱体311内并与澄清箱体311的其中一个内壁侧以及底壁之间均具有间隔，且挡板312与该内侧壁之间形成用于进液的进水区314，进水区314与第二生化反应池200的第二出水口206相通，第二生化反应池200的环流混合液经过第二出水口206进入到澄清箱体311的进水区314内。挡板312与澄清箱体311的相对的内壁侧之间形成第一沉淀区域315以及第二沉淀区域316，第一沉淀区域315以及第二沉淀区域316组成沉淀区。其中，第一沉淀区域315位于第二沉淀区域316的下方。进水区314延伸至第一沉淀区域315。第一沉淀区域315用于分离沉淀污泥颗粒并通过沉淀区出口313外排。第二沉淀区域316用于分离中清液与上清液。

在其中一些实施例中，澄清箱体311的中部设置有中清液出水管317。中清液出水管317连通于中清出口302。中清出口302通过第四管道404与第二生化反应池200的中清液入口202连通。此时，第二生化反应池200内，好氧颗粒污泥、第二生化反应池200末端环流过来的泥水混合液以及中清液充分混合并在第二生化反应池200内进行环流反应。第三生化反应池300回流的中清液内的絮状污泥在饥饿环境下逐渐淘汰。

本申请中，设置污泥出口301通过第三管道403与第一生化反应池100的污泥入口101连通。第三生化反应池300产生的好氧颗粒污泥经过污泥出口301、第三管道403、污泥入口101循环至第一生化反应池100内，在第一生化反应池内，原污水具有丰盛的有机物，第三生化反应池300回流的好氧颗粒污泥与新鲜的原污水充分接触，形成饱食期，好氧颗粒污泥在此阶段可以大量增殖，同时将可快速生物降解的基质转化为细胞内的可生物降解储存基质，为大颗粒污泥的形成创造优势条件。

在其中一些实施例中，澄清箱体311的顶部设置有上清液出水槽318。上清液出水槽318与上清出口303相通，上清出口303还通过第五管道405外排上清液。中清液出水管317与上清液出水槽318构成出水区。

在其中一些实施例中，第一管道401、第三管道403、第四管道404中的至少一个上设置有流量计。优选地，第一管道401、第三管道403、第四管道404上分别设置有流量计。各个流量计分别用于测量原污水进水流量、好氧颗粒污泥回流流量和中清液回流流量。另外，好氧颗粒污泥回流流量通过所述第一生化反应池100内的气提装置107进行控制调节，中清液回流流量通过所述第二生化反应池200内部的动力回流装置204进行控制调节。

在其中一些实施例中，第二沉淀区域316沿着水平面的沉淀面积与中清液出水管317的截面积比值为50:1~200:1。例如，在一个具体示例中，第二沉淀区域316沿着水平面的沉淀面积与中清液出水管317的截面积比值为50:1。在另一个具体示例中，第二沉淀区域316沿着水平面的沉淀面积与中清液出水管317的截面积比值为200:1。不难理解，在一个具体示例中，第二沉淀区域316沿着水平面的沉淀面积与中清液出水管317的截面积比值还可以为60:1、80:1、90:1、100:1、110:1、120:1、130:1、140:1、150:1、160:1、170:1、180:1、190:1或者其他数值。

在其中一些实施例中，澄清箱体311的底部呈锥形漏斗状结构。

在其中一些实施例中，锥形漏斗状结构为四棱柱状柱体。锥形漏斗状结构的其中两个相对的侧壁平行设置。锥形漏斗状结构的另外两个相对的侧壁相对于水平面倾斜设置。两个倾斜侧壁中的其中一个倾斜角度为30°~45°，另一个倾斜角度为45°~60°。

上述连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统10，在连续流条件下通过在第一生化反应池100和第二生化反应池200设置气提和环流装置，增加系统内有效的水力剪切力，促进污泥凝聚和颗粒化，另外通过第三生化反应池300内特定淘选澄清器310的选择压力作用，一方面筛选出沉降性能好的好氧颗粒污泥，并回流至第一生化反应池100与原污水充分接触，好氧颗粒污泥获得充足的营养物质不断增殖聚集，另一方面淘选澄清器310筛选出的沉降性能差的絮状污泥混合液则回流至第二生化反应池200，在饥饿环境下，沉降性能差的絮状污泥逐渐淘汰，而好氧颗粒污泥由饱食过渡到饥饿环境能够逐渐形成以慢速生长微生物为核心的成熟好氧颗粒污泥。因此本发明系统内的絮状污泥在水力剪切力、饱食和饥饿环境以及选择压力等因素的共同作用下，不断循环生长凝聚、筛选驯化培养形成规则、致密、光滑和稳定性强的好氧颗粒污泥。

本申请一实施例还提供了一种连续流好氧颗粒污泥生化污水处理方法。

一种连续流好氧颗粒污泥生化污水处理方法，采用连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统10，包括如下步骤：

步骤S1：污水源中的原污水进入第一生化反应池100并与第三生化反应池300内的淘选澄清器310分离出的好氧颗粒污泥充分混合形成泥水混合液，回流的好氧颗粒污泥与新鲜的原污水充分接触，形成饱食期。在饱食期阶段，可快速生物降解的基质转化为细胞内的可生物降解储存基质，为好氧颗粒污泥的形成创造了优势条件，泥水混合液中的好氧颗粒污泥大量增殖，且泥水混合液在迂回流动过程中，好氧颗粒污泥之间不断碰撞聚集，诱导EPS分泌，增强好氧颗粒污泥细胞疏水性，提升好氧颗粒污泥的致密性，形成更光滑、致密的好氧颗粒污泥。

步骤S2：步骤S1中泥水混合液进入第二生化反应池200并与淘选澄清器310分离出的中清液形成环流混合液，由于进入第二生化反应池的泥水混合物有机物匮乏，微生物底物和营养物质受到限制，形成饥饿期，同时回流的中清液的稀释作用加剧饥饿环境。在饥饿期，泥水混合液在第二生化反应池200内进行环流反应以淘汰絮状污泥，并提高好氧颗粒污泥的比例。

步骤S3：步骤S2中的环流混合液由第二生化反应池200流向第三生化反应池300，在第三生化反应池300淘选澄清器310的选择压力下的沉淀分离形成好氧颗粒污泥、中清液和上清液。好氧颗粒污泥通过第三管道403回流至所述第一生化反应池100，中清液通过第四管道404回流至所述第二生化反应池200，上清液通过第五管道405排出系统外。

上述的好氧颗粒污泥具有以下优势：①具有优良的沉降性能，提高泥水分离效果，有利于减少沉淀时间和占地面积；②是由多种功能微生物共存组成的微生态系统，能够实现有机物和氮磷污染物质的同步高效去除，同时省却了硝化液回流，无需外加有机碳源和化学除磷剂，有利于节省能耗；③具有较高的生物量和稳定性，抗冲击负荷性能强，促进处理水量的加大，同时有利于降解难降解污染物质。本申请的连续流好氧颗粒污泥生化污水处理方法中的好氧颗粒污泥具有致密的结构与较大的粒径，好氧颗粒污泥呈现外部为好氧区，内部存在缺氧或厌氧区的状况，为好氧硝化细菌和异氧细菌及厌氧反硝化细菌等提供了各自适宜的生存环境，好氧颗粒内部还存在聚磷菌，由此使得好氧颗粒污泥能够同时进行脱氮除磷代谢活动。

在其中一些实施例中，第一生化反应池100的水力停留时间与第二生化反应池200的水力停留时间之比为1:2~1:10，也即所述饱食期的时间与所述饥饿期的时间之间的比值为1:2~1:10。例如，在一个具体示例中，所述饱食期的时间与所述饥饿期的时间之间的比值为1:2。在另一个具体示例中，所述饱食期的时间与所述饥饿期的时间之间的比值为1:10。不难理解，在一个具体示例中，所述饱食期的时间与所述饥饿期的时间之间的比值还可以为1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9或者其他数值。

本发明连续流好氧颗粒污泥生化污水处理方法中，利用好氧颗粒污泥沉降性好、生物量高、可同步去除碳氮磷等污染物优势，能够实现提高污水中污染物去除效率的同时节省污水处理设施的占地和能耗。相比序批式工艺，本发明的连续流工艺具有运行成本低、易于管理、处理水量大等特点。

实施例1

本申请一实施例提供了一种连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统10。

参见图1及图2所示，本实施例的连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统10，包括第一生化反应池100、第二生化反应池200和第三生化反应池300。第一生化反应池100、第二生化反应池200和第三生化反应池300的结构具体如下。

第一生化反应池100内部具有迂回分布的推流通道。第一生化反应池100上设置有与推流通道连通的污泥入口101、第一进水口102以及第一出水口103。第一进水口102通过第一管道401连接污水源。第一进水口102用于向推流通道内进水。污泥入口101与第一进水口102靠近于推流通道的首端，第一出水口103位于推流通道的末端。推流通道为垂直迂回分布。推流通道包括污泥气提升流通道104、多个混合液气提升流通道105和多个混合液降流通道106。多个混合液降流通道106与多个混合液气提升流通道105交替连通呈垂直迂回分布，且垂直迂回分布的首端为混合液降流通道106、尾端为混合液气提升流通道105。污泥气提升流通道104连通于首端的混合液降流通道106，污泥入口101连通于污泥气提升流通道104。污泥气提升流通道104内以及各个混合液气提升流通道105分别设置有气提装置107，气提装置107为气提穿孔管。

第二生化反应池200设置有第二进水口201、第二出水口206以及中清液入口202。第二进水口201通过第二管道402与第一生化反应池100的第一出水口103连通。中清液入口202通过第四管道404与第三生化反应池300连接以实现第三生化反应池300内的中清液回流至第二生化反应池200内。第二生化反应池200内设置有动力回流装置204与动力环流装置205。动力回流装置204靠近于第二进水口201设置。第二生化反应池200内还设置有隔板203。隔板203连接于第二生化反应池200的底壁以及第一内侧壁。隔板203由第一内侧壁延伸至相对的第二内侧壁并与该第二内侧壁之间具有间隔。隔板203用于实现第二生化反应池200内的环流混合液产生水平环流作用。动力环流装置205设置在隔板203上且靠近于第一内侧壁，动力环流装置205能够实现隔板203两侧的环流混合液单向流通。

第三生化反应池300设置有污泥出口301、中清出口302以及上清出口303。第三生化反应池300内部设置有淘选澄清器310。淘选澄清器310包括澄清箱体311以及挡板312。澄清箱体311的底部呈锥形漏斗状结构。锥形漏斗状结构为四棱柱状柱体，锥形漏斗状结构的其中两个相对的侧壁平行设置，锥形漏斗状结构的另外两个相对的侧壁相对于水平面倾斜设置，两个倾斜侧壁中的其中一个倾斜角度为45°，另一个倾斜角度为60°，参见图4所示，锥形漏斗状结构的左侧的倾斜侧壁与水平面呈60°夹角，右侧的倾斜侧壁与水平面呈45°夹角。

澄清箱体311的底部具有沉淀区出口313，沉淀区出口313与第三生化反应池300底部的污泥出口301相通，挡板312设置在澄清箱体311内并与澄清箱体311的其中一个内壁侧以及底壁之间均具有间隔，且挡板312与该内侧壁之间形成用于进液的进水区314，进水区314与第二生化反应池200的第二出水口206相通。挡板312与澄清箱体311的相对的内壁侧之间形成第一沉淀区域315以及第二沉淀区域316。第一沉淀区域315位于第二沉淀区域316的下方。进水区314延伸至第一沉淀区域315，第一沉淀区域315用于分离沉淀污泥颗粒并通过沉淀区出口313外排。第二沉淀区域316用于分离中清液与上清液。澄清箱体311的中部设置有中清液出水管317。中清液出水管317连通于中清出口302。中清出口302通过第四管道404与第二生化反应池200的中清液入口202连通。第二沉淀区域316沿着水平面的沉淀面积与中清液出水管317的截面积比值为140:1。污泥出口301通过第三管道403与第一生化反应池100的污泥入口101连通。澄清箱体311的顶部设置有上清液出水槽318。上清液出水槽318与上清出口303相通。上清出口303还通过第五管道405外排上清液。第一管道401、第三管道403、第四管道404上分别设置有流量计。

实施例2

本实施例提供了一种连续流好氧颗粒污泥生化污水处理方法。

一种连续流好氧颗粒污泥生化污水处理方法，采用实施例1中的连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统10，包括如下步骤：

步骤S1：原污水连续性地通过第一管道401由第一进水口102进入第一生化反应池100，同时第三生化反应池300内的淘选澄清器310分离出来的好氧颗粒污泥通过第三管道403由污泥入口101进入第一生化反应池100，第一生化反应池100内的气提装置107将原污水与回流的好氧颗粒污泥充分混合，泥水混合液在推流通道内推流前进，在第一生化反应池100内，原污水具有丰盛的有机物，淘选澄清器310回流的好氧颗粒污泥与第一生化反应池100内新鲜的原污水充分接触，形成饱食期，好氧颗粒污泥在此阶段可以大量增殖，同时聚糖菌、聚磷菌等慢速生长的微生物将污水中有机物转化为细胞内的内碳源物质聚-β-羟丁酸（PHB），以备饥饿期使用，为大好氧颗粒污泥的形成创造了优势条件；另外气提形成的较强水力剪切力一方面能够使微生物颗粒之间不断碰撞聚集，诱导EPS分泌，增强污泥细胞疏水性，提升污泥颗粒的致密性，另一方面能够剥除可能积聚在好氧颗粒污泥表面多余的丝状菌，形成更光滑、致密的好氧颗粒污泥；

步骤S2：步骤S1中第一生化反应池100形成的泥水混合液由第一生化反应池100第一出水口103流出，通过第二管道402由第二进水口201进入第二生化反应池200内，同时淘选澄清器310分离出来的中清液由中清液出水管317流出，通过第四管道404由中清液入口202进入第二生化反应池200内，在动力环流装置205的作用下，好氧颗粒污泥、第二生化反应池200末端环流过来的泥水混合液和中清液充分混合并在第二生化反应池200内进行环流反应，在步骤S1中，随着第一生化反应池100内泥水混合液的推流反应，污水中有机物浓度不断减小，当泥水混合液进入第二生化反应池200时，有机物匮乏，微生物的底物和营养物质受到限制，形成饥饿期，同时回流的中清液和第二生化反应池200末端环流过来的泥水混合液加剧了这种饥饿环境，由第三生化反应池300回流的中清液内的絮状污泥在饥饿环境下逐渐淘汰，而由第一生化反应池100流出的泥水混合液内的好氧颗粒污泥在贫营养状态下可利用储存的基质进行内源性呼吸，改变细胞表面特性，使表面变得更加疏水，细胞间的粘附作用增强，有利于微生物加速吸附聚集形成结构紧密的成熟好氧颗粒污泥；另外饱食-饥饿期产生的基质浓度梯度使好氧颗粒污泥内部菌的生长速率相比外部细菌较慢，而且能够抑制丝状菌的生长，有利于维持好氧颗粒污泥的稳定性，因此，系统内的泥水混合物不断循环通过饱食-饥饿环境能够逐渐淘汰絮状污泥，提高好氧颗粒污泥的比例；

步骤S3：步骤S2中的环流混合液通过第二出水口206由第二生化反应池200流向第三生化反应池300，随后环流混合液进入第三生化反应池300内的淘选澄清器310，通过淘选澄清器310选择压力下的沉淀分离作用，形成上清液、中清液和好氧颗粒污泥。淘选澄清器310中，泥水混合液通过进水区314向下流动进入第一沉淀区域315，在第一沉淀区域315内沉降性能好的好氧颗粒污泥迅速沉降由沉淀区出口313处流出，并通过第三管道403由污泥入口101进入第一生化反应池100内，剩余絮状污泥混合液向池中心汇流并逐渐上升，上升过程中絮状污泥混合液同时也在不断沉淀分离，由于中清液出水管317的截面（管径）较小，拥有面积较小的过水断面，且中清液出水管317设置在第二沉淀区域316下方，沉淀距离和时间短，因此上升的絮状污泥混合液在接近中清液出水管317时，流速较大，带有絮状污泥的中清液由中清液出水管317快速流出，并经过第四管道404由中清液入口202进入第二生化反应池200。而上清液出水槽318分布在挡板312周边一侧，拥有面积较大的过水断面，且上清液出水槽318设置在第二沉淀区域316上方，沉淀距离和时间长，因此上升的絮状污泥混合液在接近上清液出水槽318时，上清液会逐渐分离出来，并以较小流速由上清液出水槽318流出并经过上清出口303以及第五管道405外排至系统外，从而保证出水中几乎不夹带污泥絮体。

综上所述，本发明提供的连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统10及工艺具有以下特点和有益效果：

（1）本发明在连续流运行条件下，通过气提装置107增加系统内水力剪切力，在水力剪切力的驱动作用下，微生物间不断有效碰撞，逐渐形成致密的微生物聚集体，促进絮状污泥聚集和颗粒化。同时通过营造饱食-饥饿交替环境，将絮状污泥逐渐培养驯化成以慢速生长的微生物为核心的好氧颗粒污泥。另外利用淘选澄清器310的特殊结构，增强系统内选择压力，沉淀分离出好氧颗粒污泥、中清液和上清液。上清液作为系统处理后的出水排出系统外；中清液回流至系统第二生化反应池200加剧饥饿环境，中清液内的絮状污泥在饥饿环境下逐渐淘汰；好氧颗粒污泥回流至第一生化反应池100始终与新鲜原污水充分接触，有利于好氧颗粒污泥的增殖和聚集。系统内初始的絮状污泥在系统各个环节中循环并逐渐生长凝聚、筛选驯化培养形成规则、致密、不易失稳的成熟好氧颗粒污泥，使得系统能够稳定运行。

（2）本发明培养形成的好氧颗粒污泥是由多种微生物共存的微生态系统，好氧颗粒污泥外层好氧-硝化细菌可以实现硝化作用，将氨氮转化为硝态氮，另外外层好氧-异养细菌可以降解污水中有机质，促进自身不断生长繁殖或者将污水中的有机物转化为内碳源储存在体内；好氧颗粒污泥内层缺氧/厌氧-反硝化细菌可以实现反硝化作用，将硝态氮转化为氮气，另外内层缺氧/厌氧-聚磷菌可实现除磷作用，同时好氧颗粒污泥本身具有强沉降性能，增强固液分离效果，节省占地，本发明能够在提升污水处理效能，实现有机物和氮磷高效同步去除的同时降低污水处理成本。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统，其特征在于，包括沿着水流方向依次顺序连接的第一生化反应池、第二生化反应池和第三生化反应池；

所述第一生化反应池设置有第一进水口、第一出水口和污泥入口，所述第二生化反应池设置有第二进水口、第二出水口和中清液入口，所述第三生化反应池设置有污泥出口、中清出口和上清出口，所述第三生化反应池内部安装有淘选澄清器，所述淘选澄清器用以分离泥水混合液形成好氧颗粒污泥、中清液和上清液；

所述第一进水口通过第一管道连接污水源，所述污泥入口通过第三管道连接污泥出口，污水源的原污水与所述淘选澄清器分离出的好氧颗粒污泥在所述第一生化反应池内充分混合反应，形成饱食期；

所述第二进水口通过第二管道连接所述第一出水口，所述中清液入口通过第四管道连接所述中清出口，所述第一生化反应池流出的泥水混合液与所述淘选澄清器分离出的中清液在所述第二生化反应池内进行反应，形成饥饿期；

所述第二出水口与所述第三生化反应池相通，所述上清出口连接于第五管道，所述第二生化反应池流出的环流混合液在所述淘选澄清器的选择压力下沉淀分离，好氧颗粒污泥通过所述第三管道回流至所述第一生化反应池，中清液通过所述第四管道、所述中清液入口回流至所述第二生化反应池，上清液通过所述第五管道排出系统外。

2.根据权利要求1所述的连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统，其特征在于，所述第一生化反应池内部具有迂回分布的推流通道，所述推流通道为水平迂回分布或者垂直迂回分布；其中，所述第一进水口与所述污泥入口靠近于所述推流通道的首端，所述第一出水口位于所述推流通道的末端。

3.根据权利要求2所述的连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统，其特征在于，所述推流通道为垂直迂回分布，所述推流通道包括污泥气提升流通道、多个混合液气提升流通道和多个混合液降流通道，多个混合液降流通道与所述多个混合液气提升流通道交替连通呈垂直迂回分布，且垂直迂回分布的首端为所述混合液降流通道、尾端为所述混合液气提升流通道，所述污泥气提升流通道连通于首端的所述混合液降流通道，所述污泥入口连通于所述污泥气提升流通道。

4.根据权利要求3所述的连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统，其特征在于，所述第一生化反应池内还设置有气提装置，所述污泥气提升流通道内以及各个所述混合液气提升流通道中的至少一个内设置有所述气提装置。

5.根据权利要求1~4任意一项所述的连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统，其特征在于，所述第二生化反应池内设置有隔板和动力环流装置，所述隔板和所述动力环流装置配合以用于实现所述第二生化反应池内泥水混合液的均匀混合；所述第二生化反应池内还设置有靠近于所述中清液入口的动力回流装置；所述动力环流装置和动力回流装置分别独立地选自气提装置或者穿墙泵。

6.根据权利要求1~4任意一项所述的连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统，其特征在于，所述淘选澄清器包括澄清箱体以及挡板，所述挡板设置在所述澄清箱体内并与所述澄清箱体的其中一个内壁侧以及底壁之间均具有间隔，且所述挡板与该内侧壁之间形成用于进液的进水区；

所述挡板与所述澄清箱体的相对的内壁侧之间形成第一沉淀区域以及第二沉淀区域，其中所述第一沉淀区域位于所述第二沉淀区域的下方，所述进水区延伸至所述第一沉淀区域，所述第一沉淀区域用于分离沉淀污泥颗粒，所述第二沉淀区域用于分离中清液与上清液。

7.根据权利要求6所述的连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统，其特征在于，所述澄清箱体的底部具有沉淀区出口，所述沉淀区出口与所述污泥出口相通；所述澄清箱体的中部设置有中清液出水管，所述中清液出水管连通于所述中清出口；所述澄清箱体的顶部设置有上清液出水槽，所述上清液出水槽与所述上清出口相通。

8.根据权利要求7所述的连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统，其特征在于，所述中清液出水管和上清液出水槽设置在所述澄清箱体内同一侧或者两侧。

9.根据权利要求7所述的连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统，其特征在于，所述澄清箱体的底部呈锥形漏斗状结构；

所述锥形漏斗状结构的其中两个相对的侧壁平行设置，所述锥形漏斗状结构的另外两个相对的侧壁相对于水平面倾斜设置，两个倾斜侧壁中的其中一个倾斜角度为30°~45°，另一个倾斜角度为45°~60°。

10.根据权利要求7所述的连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统，其特征在于，所述第二沉淀区域沿着水平面的沉淀面积与所述中清液出水管的截面积比值为50:1~200:1。

11.一种连续流好氧颗粒污泥生化污水处理方法，其特征在于，采用权利要求1~10任意一项所述的连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统，包括如下步骤：

步骤S1：原污水进入第一生化反应池并与第三生化反应池内的淘选澄清器分离出的好氧颗粒污泥形成泥水混合液，回流的好氧颗粒污泥与新鲜的原污水充分接触，形成饱食期；在饱食期阶段，可快速生物降解的基质转化为细胞内的可生物降解储存基质，为好氧颗粒污泥的形成创造优势条件，泥水混合液中的好氧颗粒污泥大量增殖，且泥水混合液在迂回流动过程中，好氧颗粒污泥之间不断碰撞聚集，诱导EPS分泌，增强好氧颗粒污泥细胞疏水性，提升好氧颗粒污泥的致密性，形成更光滑、致密的好氧颗粒污泥；

步骤S2：步骤S1中泥水混合液进入第二生化反应池并与淘选澄清器分离出的中清液形成环流混合液，由于进入第二生化反应池的泥水混合物有机物匮乏，微生物底物和营养物质受到限制，形成饥饿期，同时回流的中清液的稀释作用加剧饥饿环境，在饥饿期阶段，泥水混合液在第二生化反应池内进行反应以淘汰絮状污泥，并提高好氧颗粒污泥的比例；

步骤S3：步骤S2中的环流混合液由第二生化反应池进入第三生化反应池，在淘选澄清器的选择压力下的沉淀分离形成好氧颗粒污泥、中清液和上清液；好氧颗粒污泥通过第三管道回流至所述第一生化反应池，中清液通过第四管道回流至所述第二生化反应池，上清液通过第五管道排出系统外。

12.根据权利要求11所述的连续流好氧颗粒污泥生化污水处理方法，其特征在于，所述第一生化反应池的水力停留时间与所述第二生化反应池的水力停留时间之比为1:2~1:10。