CN106007258B - 一种六箱一体化双污泥反硝化除磷系统及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有强化反硝化除磷功能的六箱一体化污水处理工艺，利用间隔成六个单元的矩形反应池，通过连通阀门或连通管串联组成闭循环，集有机物降解、脱氮除磷，沉淀功能于一体，有效节省工程占地。通过各个池子交替出水，缺氧搅拌、曝气、沉淀状态的转换，实现A2N双污泥工艺的各段功能，解决了硝化菌、反硝化菌和聚磷菌在有机负荷、泥龄以及碳源需求上所存在矛盾和竞争，能耗低、碳源需求少、剩余污泥量少，系统运转过程中，通过水流的换向流动无需另外添加跨越污泥回流设备即可自动实现跨越污泥的回流，节省投资和运行费用。由PLC可编程序控制器按照规定的控制工艺对搅拌设备、曝气设备和阀门的启闭进行控制，实现全流程的自动化操作。
Description
技术领域
本发明涉及环境保护领域的污水处理技术，具体涉及一种六箱一体化双污泥反硝化除磷系统及工艺。
背景技术
随着我国水资源形势日益严峻，水环境污染防治越来越受到政府和社会各界的高度重视。其中，氮、磷的过量排放所引起的水体富营养化是目前最受关注的的环境问题之一。目前，传统的城镇污水生物除磷脱氮工艺(如A2/O工艺)是相对较简单和成熟的工艺，但也存在一些问题，如硝化菌、反硝化菌和聚磷菌在有机负荷、泥龄以及碳源需求上存在着矛盾和竞争，使氮、磷难以在同一系统中同时高效去除。有学者提出了双污泥反硝化除磷工艺通过将能够在缺氧条件下以硝酸盐为电子受体进行过量聚磷的反硝化聚磷菌和硝化菌各自独立分开培养，可以解决传统工艺中存在的上述矛盾，同时，具有“一碳两用”，节省曝气，污泥产量低等优点。然而，传统双污泥反硝化除磷工艺最明显的缺陷就是，工艺流程冗长，构筑物、回流系统多，在实际应用中增加了基建费用和运行费用，对其大规模推广应用造成了限制。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明在传统双污泥反硝化除磷理论的基础上，提供一种六箱一体化双污泥反硝化除磷工艺，既能满足污染物降解和脱氮除磷高效率的要求，又具有集约化、占地少、能耗低的优势。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种六箱一体化双污泥反硝化除磷系统，一号池、二号池、三号池、四号池、五号池、六号池六个水池通过连通阀门或连通管串联组成闭循环系统。
进一步的，在本发明中，所述一号池、二号池、四号池、五号池、六号池中均设有搅拌器，所述三号池、五号池、六号池均设有曝气器。
进一步的，在本发明中，所述一号池连接进水管，三号池、五号池和六号池分别连接曝气管和排泥管；所述五号池、六号池分别连接有出水管和污泥管，所述污泥管并联有排泥管和污泥回流管，所述污泥回流管与一号池连接。
进一步的，在本发明中，所述三号池中设有固定填料，包括半软性填料、弹性填料、组合填料中的一种或两种以上的组合。
进一步的，在本发明中，还包括若干搅拌器、曝气器和阀门；由PLC可编程序控制器对所述搅拌器、曝气器和阀门的启闭进行控制，实现全流程的自动化操作。
一种六箱一体化双污泥反硝化除磷工艺，运行周期由两个相互对称的上半周期和下半周期组成，进行循环反应，其中，一号池始终作为厌氧池进行厌氧释磷，三号池始终作为接触氧化池进行好氧硝化，而二号池、四号池交替作为厌氧沉淀池和缺氧池，五号池、六号池交替作为后置曝气池/缺氧池和沉淀池，以保证连续出水。
进一步的，在本发明中，所述运行周期由六个阶段组成：
阶段1：污水由一号池1进入并依次流经二号池、三号池、四号池和五号池，一号池和四号池进行厌氧/缺氧搅拌，三号池曝气，二号池和六号池静止沉淀，五号池终沉出水，回流污泥由五号池回流至一号池；
阶段2：污水由一号池进入并依次流经二号池、三号池、四号池、五号池和六号池，一号池和四号池进行厌氧/缺氧搅拌，三号池和五号池曝气，二号池静止沉淀，六号池终沉出水，回流污泥由六号池回流至一号池；
阶段3：污水由一号池进入并依次流经二号池、三号池、四号池、五号池和六号池，一号池和五号池进行厌氧/缺氧搅拌，三号池曝气，二号池和四号池静止沉淀，六号池终沉出水，回流污泥由六号池回流至一号池；
阶段4：污水由一号池进入并依次流经四号池、三号池、二号池和六号池，一号池和二号池进行厌氧/缺氧搅拌，三号池曝气，四号池和五号池静止沉淀，六号池终沉出水，回流污泥由六号池回流至一号池；
阶段5：污水由一号池进入并依次流经四号池、三号池、二号池、六号池和五号池，一号池和二号池进行厌氧/缺氧搅拌，三号池和六号池曝气，四号池静止沉淀，五号池终沉出水，回流污泥由五号池回流至一号池；
阶段6：污水由一号池进入并依次流经四号池、三号池、二号池、六号池和五号池，一号池和六号池进行厌氧/缺氧搅拌，三号池曝气，二号池和四号池静止沉淀，五号池终沉出水，回流污泥回流至一号池；
其中，所述阶段1-3构成上半周期，所述阶段4-6构成下半周期。
进一步的，在本发明中，所述阶段3和阶段6为过渡阶段，运行时间不超过1h。
进一步的，在本发明中，在所述五号池、六号池的下部增加固定填料，或在上部增加斜管。当初处理要求提高时，此法可进一步提高对氨氮和磷的去除效果及沉淀效果。
进一步的，在本发明中，在所述阶段3和阶段6中，五号池、六号池增加间歇曝气和/或低氧曝气。当初处理要求提高时，此法可进一步提高对氨氮和磷的去除效果。
有益效果：本发明提供的一种六箱一体化双污泥反硝化除磷系统及工艺，与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、该工艺适用于大部分的城镇生活污水，尤其是低碳源污水，通过采用双污泥反硝化除磷技术，有效解决硝化菌、反硝化菌和聚磷菌在有机负荷、泥龄以及碳源需求上所存在矛盾和竞争，能耗低、碳源需求少、剩余污泥量少；
2、该工艺通过各个池子交替出水，缺氧搅拌、曝气、沉淀状态的转换，实现A2N双污泥工艺的各段功能，通过水流的换向流动实现反硝化聚磷跨越污泥的自动回流，无需另外添加跨越污泥回流设备，节省投资和运行费用；
3、该工艺各单元组并为一体，共用池壁，有效节省工程占地，从而降低投资费用。
附图说明
图1为本发明六箱一体化双污泥反硝化除磷工艺系统的结构示意图；
其中包括一号池1,二号池2，三号池3，四号池4，五号池5，六号池6，进水管7，进水阀门8，进水流量计9，连通电磁阀10，连通管11，出水电磁阀12，出水管13，进气管14，曝气电磁阀15，气体流量计16，曝气器17，污泥回流管18，污泥回流电磁阀19，污泥回流泵20，排泥电磁阀21，排泥管22，搅拌器23，填料及填料支架24；
图2为本发明六箱一体化双污泥反硝化除磷工艺控制系统示意图；
图3为本发明六箱一体化双污泥反硝化除磷工艺运行工况示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1所示为一种六箱一体化双污泥反硝化除磷系统，一号池1、二号池2、三号池3、四号池4、五号池5、六号池6六个水池通过连通阀门10或连通管11串联组成闭循环系统。一号池1分别通过连通阀门10连接二号池2、四号池4；二号池2通过连通管11连接三号池3，二号池2通过连通阀门10连接六号池6；四号池4通过连通管11连接三号池3，四号池4通过连通阀门10连接五号池5；
一号池1、二号池2、四号池4、五号池5、六号池6中均设有搅拌器23，三号池3、五号池5、六号池6均设有曝气器17。还包括若干搅拌器23、曝气器17和若干相应的阀门；通过PLC可编程序控制器可按照规定的控制工艺对搅拌设备、曝气设备和阀门的启闭进行控制，从而实现全流程的自动化操作，如图2所示。
一号池1连接进水管7，三号池3、五号池5和六号池6分别连接曝气管14和排泥管22；所述五号池5、六号池6分别连接有出水管13和污泥管，所述污泥管并联有排泥管22和污泥回流管18，所述污泥回流管18与一号池1连接。
其中，三号池3采用生物膜法，内设有供硝化菌生长的固定填料，包括半软性填料，弹性填料，组合填料中的一种或两种以上的组合；其余水池中的活性污泥以经过强化培养，能够在缺氧条件下以硝酸盐、亚硝酸盐为电子受体进行过量聚磷的反硝化聚磷菌为主。
一种六箱一体化双污泥反硝化除磷工艺，运行周期由两个相互对称的上半周期和下半周期组成，进行循环反应，其中，一号池1始终作为厌氧池进行厌氧释磷，三号池3始终作为接触氧化池进行好氧硝化，而二号池2、四号池4交替作为厌氧沉淀池和缺氧池，五号池5、六号池6交替作为后置曝气池/缺氧池和沉淀池。
污水通过进水管7进入一号池1，处理后的出水通过五号池5、六号池6的出水电磁阀12和出水管13排出系统；剩余污泥及脱落的生物膜通过三号池3、五号池5、六号池6的排泥电磁阀21和排泥管22排出系统；鼓风机通过曝气管14和三号池3、五号池5、六号池6的曝气电磁阀15向水池内鼓入空气，回流污泥通过五号池5、六号池6的污泥回流管18、污泥回流电磁阀19和污泥回流泵20回流至一号池1；通过反应池之间交替运作，集有机物降解、脱氮除磷和沉淀功能于一体。
本发明利用间隔成六个单元的矩形反应池，六个水池通过连通阀门或连通管串联组成闭循环，集有机物降解、脱氮除磷，沉淀功能于一体。通过各个池子交替出水，缺氧搅拌、曝气、沉淀状态的转换，实现A2N双污泥工艺的各段功能，系统运转过程中，通过水流的换向流动实现反硝化聚磷跨越污泥的自动回流。
运行周期由六个阶段组成，其中进水阀门8、一号池搅拌器23、三号池曝气电磁阀15始终处于开启状态，进水阀门8配置有进水流量计9，曝气电磁阀15配置有气体流量计16；其余设备运行状态如下所示：
阶段1：一号池1和二号池2、四号池4和五号池5之间的连通电磁阀10开启，一号池1和四号池4、二号池2和六号池6、五号池5和六号池6之间的连接电磁阀10关闭，污水由一号池1依次流经二号池2、三号池3、四号池4和五号池5，四号池4的搅拌器23开启，二号池2、五号池5和六号池6搅拌器23关闭(搅拌器23关闭时，同一池内曝气电磁阀15关闭，以下阶段相同)，五号池5、六号池6曝气电磁阀15关闭，五号池5出水电磁阀12开启，六号池6出水阀关闭，五号池5的污泥回流电磁阀19、污泥回流泵20开启，污泥经五号池5的污泥回流管18回流至一号池；
阶段2：五号池5和六号池6之间的连通电磁阀10开启，污水由一号池1依次流经二号池2、三号池3、四号池4、五号池5和六号池6，五号池5曝气电磁阀15开启(曝气电磁阀15开启时，同一池内出水电磁阀12、污泥回流电磁阀19和污泥回流泵20关闭，以下阶段相同)，六号池出水电磁阀12开启，六号池6污泥回流电磁阀19、污泥回流泵20开启，污泥经六号池6的污泥回流管18回流至一号池；
阶段3：污水由一号池1依次流经二号池2、三号池3、四号池4、五号池5和六号池6，四号池搅拌器23关闭，五号池搅拌器23开启(搅拌器23开启时，同一池内曝气电磁阀15关闭或间歇开启，以下阶段相同)；
阶段4：一号池1和四号池4、二号池2和六号池6之间的连通电磁阀10开启，一号池1和二号池2、四号池和4五号池、五号池5和六号池6之间的连接电磁阀10关闭，污水由一号池1依次流经四号池4、三号池3、二号池2和六号池6，二号池搅拌器23开启，五号池搅拌器23关闭；
阶段5：五号池5和六号池6之间的连通电磁阀10开启，污水由一号池依次流经四号池4、三号池3、二号池2、六号池6和五号池5，六号池曝气电磁阀23开启，五号池出水电磁阀12开启，五号池污泥回流电磁阀19、污泥回流泵20开启，泥经五号池5的污泥回流管18回流至一号池1；
阶段6：污水由一号池1依次流经四号池4、三号池3、二号池2、六号池6和五号池5，二号池2的搅拌器23关闭，六号池6的搅拌器23开启；
定期开启三号池3、五号池5和六号池6的排泥电磁阀21以排放一定量的反硝化剩余污泥及脱落的生物膜。
阶段运行和状态转换过程见图3，其中，所述阶段1-3构成上半周期，所述阶段4-6构成下半周期。混合液随水流方向在上下两个半周期换向流动，实现反硝化聚磷跨越污泥的自动回流。
阶段3和阶段6为过渡阶段，运行时间不超过1h。
优选的，当初处理要求提高时，在五号池5、六号池6的下部增加固定填料，或在上部增加斜管。
优选的，当初处理要求提高时，在阶段3和阶段6中，五号池5、六号池6增加间歇曝气和/或低氧曝气。
厌氧和缺氧状态时搅拌器23开启，好氧状态时曝气电磁阀15开启，沉淀状态时曝气电磁阀15和搅拌器23均关闭，沉淀池在出水前有一静止预沉淀状态，保证沉淀性能良好。
通过反应池交替出水，缺氧搅拌、曝气、沉淀状态的转换，实现A2N双污泥工艺的各段功能，有效解决硝化菌、反硝化菌和聚磷菌在有机负荷、泥龄以及碳源需求上所存在矛盾和竞争，能耗低、碳源需求少、剩余污泥量少，混合液随水流方向在上下两个半周期换向流动，使前半周期反应池中沉淀的污泥在后半周期与富含硝态氮和磷的接触氧化池出水混合搅拌，充分发挥污泥的反硝化聚磷作用，无需另外添加跨越污泥回流设备即可自动实现跨越污泥的回流，仅需要增加少量的污泥回流，即可满足脱氮除磷的需求，节省投资和运行费用，各单元组并为一体，共用池壁，有效节省工程占地。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，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 (7)
1.一种六箱一体化双污泥反硝化除磷工艺，其特征在于：该六箱一体化双污泥反硝化除磷系统是由一号池(1)、二号池(2)、三号池(3)、四号池(4)、五号池(5)、六号池(6)六个水池通过连通阀门(10)或连通管(11)串联组成闭循环系统；
该系统的工艺的运行周期由两个相互对称的上半周期和下半周期组成，进行循环反应，其中，一号池(1)始终作为厌氧池进行厌氧释磷，三号池(3)始终作为接触氧化池进行好氧硝化，而二号池(2)、四号池(4)交替作为沉淀池和缺氧池，五号池(5)、六号池(6)交替作为后置曝气池/缺氧池和沉淀池；
所述运行周期由六个阶段组成：
阶段1：污水由一号池(1)进入并依次流经二号池(2)、三号池(3)、四号池(4)和五号池(5)，一号池(1)进行厌氧搅拌和四号池(4)进行缺氧搅拌，三号池(3)曝气，二号池(2)和六号池(6)静止沉淀，五号池(5)终沉出水，回流污泥由五号池(5)回流至一号池(1)；
阶段2：污水由一号池(1)进入并依次流经二号池(2)、三号池(3)、四号池(4)、五号池(5)和六号池(6)，一号池(1)进行厌氧搅拌和四号池(4)进行缺氧搅拌，三号池(3)和五号池(5)曝气，二号池(2)静止沉淀，六号池(6)终沉出水，回流污泥由六号池回流至一号池(1)；
阶段3：污水由一号池(1)进入并依次流经二号池(2)、三号池(3)、四号池(4)、五号池(5)和六号池(6)，一号池(1)进行厌氧搅拌和五号池(5)进行缺氧搅拌，三号池(3)曝气，二号池(2)和四号池(4)静止沉淀，六号池(6)终沉出水，回流污泥由六号池(6)回流至一号池(1)；
阶段4：污水由一号池(1)进入并依次流经四号池(4)、三号池(3)、二号池(2)和六号池(6)，一号池(1)进行厌氧搅拌和二号池(2)进行缺氧搅拌，三号池(3)曝气，四号池(4)和五号池(5)静止沉淀，六号池(6)终沉出水，回流污泥由六号池(6)回流至一号池(1)；
阶段5：污水由一号池(1)进入并依次流经四号池(4)、三号池(3)、二号池(2)、六号池(6)和五号池(5)，一号池(1)进行厌氧搅拌和二号池(2)进行缺氧搅拌，三号池(3)和六号池(6)曝气，四号池(4)静止沉淀，五号池(5)终沉出水，回流污泥由五号池(5)回流至一号池(1)；
阶段6：污水由一号池(1)进入并依次流经四号池(4)、三号池(3)、二号池(2)、六号池(6)和五号池(5)，一号池(1)进行厌氧搅拌和六号池(6)进行缺氧搅拌，三号池(3)曝气，二号池(2)和四号池(4)静止沉淀，五号池(5)终沉出水，回流污泥回流至一号池(1)；
其中，所述阶段1-3构成上半周期，所述阶段4-6构成下半周期。
2.根据权利要求1所述的六箱一体化双污泥反硝化除磷工艺，其特征在于：所述一号池(1)、二号池(2)、四号池(4)、五号池(5)、六号池(6)中均设有搅拌器(23)，所述三号池(3)、五号池(5)、六号池(6)均设有曝气器(17)。
3.根据权利要求1所述的六箱一体化双污泥反硝化除磷工艺，其特征在于：所述三号池(3)中设有固定填料，包括半软性填料、弹性填料、组合填料中的一种或两种以上的组合。
4.根据权利要求1所述的六箱一体化双污泥反硝化除磷工艺，其特征在于：还包括若干搅拌器(23)、曝气器(17)和阀门；由PLC可编程序控制器对所述搅拌器(23)、曝气器(17)和阀门的启闭进行控制，实现全流程的自动化操作。
5.根据权利要求1所述的六箱一体化双污泥反硝化除磷工艺，其特征在于：所述阶段3和阶段6为过渡阶段，运行时间不超过1h。
6.根据权利要求1所述的六箱一体化双污泥反硝化除磷工艺，其特征在于：在所述五号池(5)、六号池(6)的下部增加固定填料，或在上部增加斜管。
7.根据权利要求1所述的六箱一体化双污泥反硝化除磷工艺，其特征在于：在所述阶段3和阶段6中，五号池(5)、六号池(6)增加间歇曝气和/或低氧曝气。
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