一種一體化切換曝氣汙水處理系統及處理方法與流程
2023-09-12 19:05:10
本發明涉及汙水處理技術，尤其是涉及一種一體化切換曝氣汙水處理系統及處理方法。
背景技術：
目前，在需要曝氣的汙水處理方法中，根據工藝情況不同，一般分別採用連續曝氣或間歇曝氣。隨著水處理技術的不斷發展，人們發現水處理要同時達到去除COD、氨氮、總磷等多重目標，需要面對多種不同的生化反應過程，這些不同的生化反應過程所需氧是不一樣的。舉例說明，如果要去除COD，公認的在好氧條件下即可，適宜的氧氣濃度為4mg/L；如果要用硝化反硝化的方法去除氨氮，首先要在好氧條件下進行硝化或亞硝化作用，然後在缺氧條件下進行反硝化。
為了解決這些問題，連續流工藝往往採取前置或後置厭氧單元，序批式工藝則採用間歇曝氣的方法，上述兩種方法在除去COD的同時也有比較好的除氨氮除磷效果。然後，前者需將硝化液回流至前置反硝化區，從而為好氧硝化和缺氧反硝化提供適宜的環境，而大量的內回流也同時增加了能量消耗，導致汙水處理成本居高不下，後者由於是序批式曝氣、序批式進水出水，其與連續流處理工藝相比較，其處理能力具有較大的局限性，不利於大量汙水處理。
技術實現要素：
本發明的目的在於克服上述技術不足，提出一種一體化切換曝氣汙水處理系統及處理方法，解決現有技術中汙水處理能量消耗大、水處理能力不足的技術問題。
為達到上述技術目的，本發明的技術方案提供一體化切換曝氣汙水處理系統，包括依次連接的預曝氣調節池、過渡池、切換曝氣反應池、斜板沉澱池，所述切換曝氣反應池包括：
反應池本體，所述反應池本體一端與所述過渡池連接、另一端與所述斜板沉澱池連接；
設於所述反應池本體內的多個折流板，多個折流板沿所述反應池本體長度方向布置並將反應池本體內的反應腔體分隔形成多個反應區，每個所述折流板均包括第一折流板和第二折流板，所述第一折流板和第二折流板之間形成有折流區，所述折流區的上下端分別連通相鄰兩個反應區；及
切換曝氣機構，其包括一一對應設於反應區底部的多個曝氣組件、與奇數個反應區內的曝氣組件連接的第一進氣管、與偶數個反應區內的曝氣組件連接的第二進氣管、交替向第一進氣管和第二進氣管內輸入氣體的曝氣風機。
優選的，所述第一折流板和第二折流板均豎直設置，且所述第一折流板和第二折流板上下錯位設置。
優選的，多個所述折流板沿所述反應池本體長度方向均勻設置，且多個第一折流板和第二折流板交替設置。
優選的，所述切換曝氣機構還包括一三通閥，所述三通閥的進氣端與所述曝氣風機連接、兩個出氣端分別與第一進氣管和第二進氣管連接。
優選的，所述第一進氣管和第二進氣管上均設置有曝氣卸載閥。
優選的，所述曝氣組件為均勻布置於所述反應區底部的多個曝氣管。
優選的，所述過渡池包括過渡池本體、設於所述過渡池本體進水端的進水渠及設於所述進水渠內的格柵。
優選的，所述一體化切換曝氣汙水處理系統還包括一與所述斜板沉澱池的出水端連接的消毒池。
同時，本發明還提供一種一體化切換曝氣汙水處理方法，包括如下步驟：
(1)將汙水通入預曝氣調節池內進行預曝氣處理，並進行水質、水量調節；
(2)採用活性汙泥法對切換曝氣反應池的多個反應區的汙水進行處理，並交替對奇數個反應區和偶數個反應區內的汙水進行曝氣處理；
(3)將步驟(2)處理後的汙水通過斜板沉澱池進行沉澱。
優選的，所述步驟(2)包括進入切換曝氣反應池前對汙水進行過濾，所述步驟(3)包括沉澱後對汙水進行氧化消毒處理。
與現有技術相比，本發明通過切換曝氣機構交替對相鄰兩個反應區進行曝氣，實現了相鄰兩個反應區交替進行硝化、反硝化反應，同時交替曝氣有利於好氧區進行短程硝化，降低汙泥形成量、提高氨氮除去率，而且通過折流區連通相鄰兩個反應區，可實現相鄰兩個反應區內生化反應物質的補償，有利於促進生化反應的良好進行。
附圖說明
圖1是本發明的一體化切換曝氣汙水處理系統的連接結構示意圖；
圖2是本發明的切換曝氣反應池的連接結構示意圖。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
請參閱圖1、圖2，本發明的實施例提供了一種一體化切換曝氣汙水處理系統，包括依次連接的預曝氣調節池1、過渡池2、切換曝氣反應池3、斜板沉澱池4，所述切換曝氣反應池3包括：
反應池本體31，所述反應池本體31一端與所述過渡池2連接、另一端與所述斜板沉澱池4連接；
設於所述反應池本體31內的多個折流板32，多個折流板32沿所述反應池本體31長度方向布置並將反應池本體31內的反應腔體分隔形成多個反應區301，每個所述折流板32均包括第一折流板321和第二折流板322，所述第一折流板321和第二折流板322之間形成有折流區302，所述折流區302的上下端分別連通相鄰兩個反應區301；及
切換曝氣機構33，其包括一一對應設於反應區301底部的多個曝氣組件331、與奇數個反應區301內的曝氣組件331連接的第一進氣管332、與偶數個反應區301內的曝氣組件331連接的第二進氣管333、交替向第一進氣管332和第二進氣管333內輸入氣體的曝氣風機334。
本實施例的曝氣風機334交替對奇數個反應區301和偶數個反應區301進行曝氣，具體為，曝氣風機334為連續性曝氣，而相對於任一反應區301則是間歇性曝氣，其一方面保證了同一反應區301內進行硝化、反硝化反應，另一方面避免了回流導致能源的大量消耗。由於本實施例的折流板32的第一折流板321和第二折流板322之間形成有折流區302，其可連通相鄰兩個反應區301，任意相鄰兩個反應區301中至少存在一個反應區301在曝氣，從而能夠適應連續流工藝，且不需要回流。同時，一個反應區301汙水進入相鄰反應區301時為溢流進入，故相鄰兩個反應區301也是相對獨立的反應，即本實施例的切換曝氣反應池3也能夠實現序批式工藝，且該序批式工藝相對曝氣風機334而言為連續性曝氣，其有利於增加汙水處理能力。故本實施例的一體化切換曝氣汙水處理系統處理任意連續性工藝和序批式工藝汙水處理的方式，具有廣泛應用性。
而且，本實施例的折流區302連通相鄰兩個反應區301，而通過交替曝氣，使得相鄰兩個反應區301一個發生硝化反應、另一個發生反硝化反應，且同一反應區301在切換曝氣前後分別進行硝化、反硝化反應，其有利於好氧時硝化反應消耗的鹼度在後續的厭氧時反硝化反應得到補充，保證了整體處於相對穩定的狀態。
由於折流區302的上下端分別與相鄰兩個反應區301連通，即一個反應區301汙水進入相鄰反應區301時為溢流進入，故汙水在反應池本體31內必須按折流板32設定的溢流方向運動，其避免了汙水流動過程中的斷流及短流，即其保證了反應區301內硝化反應或反硝化反應的充分進行，其提高了反應區301內硝化、反硝化反應的效率，進而提高了汙水的處理效率。
在任一反應區301間歇曝氣期間，細胞靠混合液中硝酸鹽所釋放出的低分子氧進行呼吸，由於無機電子接受體的氧化還原電位比溶解氧的氧化還原電位高，因而在缺氧呼吸中釋放的ATP較少，細菌產率低，汙泥產量少，從而可以減少汙泥處理費用。
具體設置時，本實施例所述第一折流板321和第二折流板322均豎直設置，且所述第一折流板321和第二折流板322上下錯位設置，即第一折流板321與反應池本體31底部之間具有間隙，而第二折流板322頂端則形成溢流口。而且，本實施例多個所述折流板32沿所述反應池本體31長度方向均勻設置，從而保證多個反應區301內生化反應的均衡性，其有利於對切換曝氣的控制，且多個第一折流板321和第二折流板322交替設置，從而多個反應區301內的汙水可沿反應池本體31的長度方向依次溢流，使得多個反應區301內汙水溢流方向的單一性，避免汙水溢流方向混亂導致生化反應的可控制性降低。
本實施例曝氣風機334可通過兩個控制閥分別與第一進氣管332和第二進氣管333連接，也可通過一三通閥335分別與與第一進氣管332和第二進氣管333連接，而為了控制的便捷性，本實施例所優選採用三通閥335，所述三通閥335的進氣端與所述曝氣風機334連接、兩個出氣端分別與第一進氣管332和第二進氣管333連接，具體控制時，可根據需要控制三通閥335導通曝氣風機334分別與第一進氣管332和第二進氣管333導通的時間，易保證每個反應區301內生化反應的精確性。
由於本實施例的一體化切換曝氣汙水處理系統能夠與序批式工藝相配合，故為了避免曝氣後靜置時空氣的釋放，本實施例所述第一進氣管332和第二進氣管333上均設置有曝氣卸載閥336。
本實施例所述曝氣組件331可設置為曝氣盤或曝氣管，且本實施例優選設置為曝氣管，具體的，本實施例曝氣組件331為均勻布置於所述反應區301底部的多個曝氣管。
預曝氣調節池1對汙水進行預處理後，可通過過渡池2進汙水進行收集以對後續的切換曝氣生化處理作準備，其中，本實施例所述過渡池2包括過渡池本體21、設於所述過渡池本體21進水端的進水渠22及設於所述進水渠22內的格柵23，從而可將汙水中較大顆粒雜質過濾，避免進入切換曝氣反應池3損壞設備。
生化處理的汙水經過過濾後，依然存在少量有毒物質，本實施例所述一體化切換曝氣汙水處理系統還包括一與所述斜板沉澱池4的出水端連接的消毒池5，可在消毒池5內投放氧化消毒劑進行消毒處理，消毒處理後即可排放。
本實施例的一體化切換曝氣汙水處理系統處理汙水的流程如下：將汙水通入預曝氣調節池內進行預曝氣處理，並進行水質、水量調節，然後通過過渡池進行過濾及汙水的配水收集，將過渡池內的汙水輸入切換曝氣反應池內，並採用活性汙泥法對多個反應區的汙水進行處理，交替對奇數個反應區和偶數個反應區內的汙水進行曝氣處理，使相鄰兩個反應區交替進行硝化、反硝化反應，進而促進反應效率、降低氨氮含量並減少汙泥產生量，同時控制相鄰兩個反應區內的曝氣時間控制相鄰兩個反應區內的溶氧量以促使相鄰兩個反應區內交替發生短程硝化反應，進而促進反應效率、降低氨氮含量並減少汙泥產生量；生化反應後的汙水通過斜板沉澱池進行沉澱，將沉澱後的汙泥通過其他常規工序處理，沉澱後的汙水則通入消毒池內進行消毒處理，消毒處理後可正常排放。
與現有技術相比，本發明通過切換曝氣機構交替對相鄰兩個反應區進行曝氣，實現了相鄰兩個反應區交替進行硝化、反硝化反應，同時交替曝氣有利於好氧區進行短程硝化，降低汙泥形成量、提高氨氮除去率，而且通過折流區連通相鄰兩個反應區，可實現相鄰兩個反應區內生化反應物質的補償，有利於促進生化反應的良好進行。
以上所述本發明的具體實施方式，並不構成對本發明保護範圍的限定。任何根據本發明的技術構思所做出的各種其他相應的改變與變形，均應包含在本發明權利要求的保護範圍內。