公布日：2022.09.30
申請日：2022.08.09
分類號：C02F3/10(2006.01)I;C02F3/30(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/38(2006.01)N
摘要
本發明公開了一種低碳原位減泥污水處理裝置，包括如下部分：生物反應單元、填料架裝置、曝氣裝置、在線監測裝置、絮凝沉淀裝置。本發明的裝置利用生物接觸氧化技術容積負荷高、生物膜泥齡長，運行操作簡單的優點，結合新穎的設備結構和高效的接觸氧化填料以及優選硝化液回流池，在最終實現出水的水質達到設計要求的同時，實現污泥減量的目的。
權利要求書
1.一種低碳原位減泥污水處理裝置，其特征在于，包括如下部分：生物反應單元、填料架裝置、曝氣裝置、在線監測裝置、絮凝沉淀裝置；生物反應單元；為3-30個長方體狀生物反應池，生物反應池之間互相共壁；其中，奇數的生物反應池(1A、2A、3A、4A……)與偶數的生物反應池(1B、2B、3B、4B……)之間沿共壁的底部1/10-1/5處均勻設置多個布水孔(6)；偶數的生物反應池(1B、2B、3B、4B……)與奇數的生物反應池(1A、2A、3A、4A……)的共壁的上端的1/20-1/10處均勻設置多個三角形溢流槽(7)；填料架裝置，包括填料架(16)和填料架上的填料(17)；所述填料架裝置均勻布置在每個生物反應池內，所述填料架平面為1×1m、1×2m、2×2、2×3m或3×3m系列化標準化模塊；曝氣裝置，包括曝氣器(4)、曝氣支管(3)和曝氣管閥(5)；所述曝氣器(4)布置在各生物反應池的底部，曝氣器(4)和曝氣支管(3)連接，曝氣管閥(5)在曝氣支管(3)上；在線監測裝置：包括ORP在線測定儀、pH值在線測定儀和DO在線測定儀；絮凝沉淀裝置：設置在所述生物反應單元的后續端，所述絮凝沉淀裝置包括若干絮凝沉淀池(22)。
2.根據權利要求1所述低碳原位減泥污水處理裝置，其特征在于，選擇其中的若干生物反應池為硝化液回流池；硝化液回流池通過硝化液回流管與最前端的生物反應池(1A)連接；其中一個硝化液回流池為最后端的生物反應池。
3.根據權利要求2所述低碳原位減泥污水處理裝置，其特征在于，硝化液回流池為兩個，選擇生物反應池為硝化液回流池的方式為：生物反應池總數為3-5個時，選擇倒數第1個與倒數第2個生物反應池為硝化液回流池；生物反應池總數為6-9個時，選擇倒數第1個與倒數第3個生物反應池為硝化液回流池；生物反應池總數為10-15個時，選擇倒數第1個與倒數第4個生物反應池為硝化液回流池；生物反應池總數為16-30個時，選擇倒數第1個與倒數第5個生物反應池為硝化液回流池。
4.根據權利要求1所述低碳原位減泥污水處理裝置，其特征在于，所述生物反應池為14個，其大小和形狀相同。
5.根據權利要求1所述低碳原位減泥污水處理裝置，其特征在于，所述填料(17)為纖維織成的布匹狀，其沿邊緣固定在所述填料架(16)上；所述填料(17)的比表面積≥20000m2/kg。
6.根據權利要求4所述低碳原位減泥污水處理裝置，其特征在于，所述硝化液回流池為兩個，為：第一硝化液回流池(6A)和第二硝化液回流池(7B)；其中第一硝化液回流池(6A)通過第一硝化液回流管(8)與最前端的生物反應池(1A)；其中第二硝化液回流池(7B)通過第二硝化液回流管(12)與最前端的生物反應池(1A)連接；第一硝化液回流管(8)上設置有第一硝化液回流泵(9)和第一硝化液流量計(11)；第二硝化液回流管(12)上設置有第二硝化液回流泵(13)和第二硝化液流量計(15)。
7.根據權利要求4所述低碳原位減泥污水處理裝置，其特征在于，在最前端的生物反應池(1A)中設ORP在線測定儀(19)和第一pH值在線測定儀(18)；在最末端的的生物反應池(7B)中設DO在線測定儀(21)和第二pH值在線測定儀(20)。
發明內容
本發明公開了一種低碳原位減泥污水處理裝置。本發明的裝置在最終實現出水水質達到設計要求的同時，實現污泥減量的目的；對有機污泥的減量程度可達到50-95％。
本發明的技術方案如下：
一種低碳原位減泥污水處理裝置，其特征在于，包括如下部分：生物反應單元、填料架裝置、曝氣裝置、在線監測裝置、絮凝沉淀裝置；
生物反應單元；為3-30個長方體狀生物反應池，生物反應池之間互相共壁；其中，奇數的生物反應池1A、2A、3A、4A……與偶數的生物反應池1B、2B、3B、4B……之間沿共壁的底部1/10-1/5處均勻設置多個布水孔6；偶數的生物反應池1B、2B、3B、4B……與奇數的生物反應池1A、2A、3A、4A……的共壁的上端的1/20-1/10處均勻設置多個三角形溢流槽7；布水孔6一般為共壁底部的間隙，間隙的高度為共壁高度1/10-1/5；生物反應單元的功能是提供微生物水質凈化及污泥減量的空間及一定的反應時間；生物反應單元的水流方式為生物反應池提供最優的進水方式，減少生物反應池的短流現象，生物反應池反應效率更高；
填料架裝置，包括填料架16和填料架上的填料17；所述填料架裝置均勻布置在每個生物反應池內，所述填料架平面為1×1m、1×2m、2×2、2×3m或3×3m系列化標準化模塊；填料架16為碳鋼、不銹鋼或工程塑料結構；
曝氣裝置，包括曝氣器4、曝氣支管3和曝氣管閥5；所述曝氣器4布置在各生物反應池的底部，曝氣器4和曝氣支管3連接，曝氣管閥5在曝氣支管3上；曝氣器4可以為盤式微孔曝氣器、管式微孔曝氣器、或其它類型的曝氣器；曝氣支管3可以為碳鋼管、不銹鋼管、或塑料管組成；曝氣支管調節閥5可以是氣動調節閥、電動調節閥等�？筛鶕に囆枰�，在某些生物反應池不設曝氣裝置；曝氣裝置功能是為好氧微生物提供必需的氧氣；
在線監測裝置：包括ORP在線測定儀、pH值在線測定儀和DO在線測定儀；在線監測裝置為微生物的生長提供最佳的反應條件；
絮凝沉淀裝置：設置在所述生物反應單元的后續端，所述絮凝沉淀裝置包括若干絮凝沉淀池22；絮凝沉淀裝置的功能是對生物反應池產生的懸浮物(SS)進行去除，同時可通過加藥降低水中磷的含量，使出水能達到單元出水或最終出水的要求。
優選地，選擇其中的若干生物反應池為硝化液回流池；硝化液回流池通過硝化液回流管與最前端的生物反應池1A連接；其中一個硝化液回流池為最后端的生物反應池；硝化液回流裝置的功能是將硝化液回流到最前端，在前端生物反應池中實現總氮的反硝化去除。
優選地，硝化液回流池為兩個，選擇生物反應池為硝化液回流池的方式為：
生物反應池總數為3-5個時，選擇倒數第1個與倒數第2個生物反應池為硝化液回流池；生物反應池總數為6-9個時，選擇倒數第1個與倒數第3個生物反應池為硝化液回流池；生物反應池總數為10-15個時，選擇倒數第1個與倒數第4個生物反應池為硝化液回流池；生物反應池總數為16-30個時，選擇倒數第1個與倒數第5個生物反應池為硝化液回流池。
優選地，所述生物反應池為14個，其大小和形狀相同；生物反應池的長寬比≥1，生物反應池的深度在1.5-10m之間。
優選地，所述填料17為纖維織成的布匹狀，其沿邊緣固定在所述填料架16上；所述填料17的比表面積≥20000m2/kg。填料纖維為新型高分子材料，并經表面親水性改造。本發明的纖維填料是從行業外的材料中反復篩選，并經反復證明使用效果好，且保證使用壽命在10年以上。纖維填料及填料架的功能是提供微生物附著的載體，為微生物與污染物的充分反應提供必需的接觸面積反應條件。
優選地，所述硝化液回流池為兩個，為：第一硝化液回流池6A和第二硝化液回流池7B；其中第一硝化液回流池6A通過第一硝化液回流管8與最前端的生物反應池1A；其中第二硝化液回流池7B通過第二硝化液回流管12與最前端的生物反應池1A連接；第一硝化液回流管8上設置有第一硝化液回流泵9和第一硝化液流量計11；第二硝化液回流管12上設置有第二硝化液回流泵13和第二硝化液流量計15。
優選地，在最前端的生物反應池1A中設ORP在線測定儀19和第一pH值在線測定儀18；在最末端的的生物反應池7B中設DO在線測定儀21和第二pH值在線測定儀20。
水的流向如圖1所示，最終在絮凝沉淀裝置出水得到合格水質的水；在絮凝沉淀池22排出剩余污泥。
本發明的有益效果：
1、污水排放有不同的標準要求，有國家標準、地方標準或行業標準；污水處理廠要根據其所在地或所在行業執行不同的排放標準。國家標準如《GB18918-2002城鎮污水處理廠排放標準》，地方標準如北京地方標準《DB11/307—2013水污染物綜合排放標準》；標準中強制性水質指標必須全部滿足。污泥減量沒有國家標準，不同地方污泥最終處置的成本不同，高處置成本催生了污泥減量需求。本發明的裝置利用生物接觸氧化技術容積負荷高、生物膜泥齡長，運行操作簡單的優點，結合新穎的設備結構和高效的接觸氧化填料以及優選硝化液回流池，在最終實現出水的水質達到設計要求的同時，實現污泥減量的目的；對有機污泥的減量程度可達到50-95％。
2、由于地域不用，污泥處置的用地、處理的費用差別很多，污泥減量的重要性對不同地區差別很大。但受現有規范、傳統設計的影響，同時沒有污泥減量的規范要求，實際工程設計更多的考慮污水處理的成本和能耗，而很少考慮到污泥處置方面的越來越迫切的要求。本發明的低碳原位減泥污水處理裝置加大了生物反應池的個數，優化了生物反應單元的布水、出水方式，有效地解決了水流短路問題。不同的生物反應池對氧氣的需求不同，本發明可做到不同生物反應池可根據需氧量精確控制減少能耗。與傳統方法相比，本發明的污水處理裝置可減小能耗15-25％。
3、生活污水中含有有機氮及氨氮等，有機氮及氨氮需要在好氧微生物的作用下轉化成硝酸鹽，硝酸鹽在缺氧的作用下反硝化轉化成氮氣排出，進而降低水中的總氮，達到排水標準的要求。好氧生物反應單元從前端到后端水中有機氮及氨氮逐級降解，因此越到后端水中有機氮及氨氮越低，但水中的溶解氧越來越高。由于反硝化過程需要在低的溶解氧(DO<0.5mg/l)條件下才能高效反應，因此如果控制不當，從最后端生物反應池回流硝化液時，很容易造成反硝化段溶解氧過高，對反硝化的效率造成影響。從中間段生物反應池回流硝化液時，溶解氧低，對反硝化的影響小，反硝化效率高；但中間段有可能會存在有機氮及氨氮降解不徹底，有機氮及氨氮轉化成硝酸鹽的含量低，造成反硝化的效率不高的問題。本發明設置硝化液的雙回流系統，可根據實際工程中硝化反應情況及溶解氧含量，靈活選擇生物反應池為硝化液回流池，同時調整不同生物反應階段的硝化液回流量，達到反硝化效率的最高。一般來說是硝化液回流量是裝置進水量的1-5倍的水量，回流硝化液的量主要根據水中硝化液的含量及出水水質的要求而確定。
（發明人：楊超;仲惠川）
