一種用於汙水處理的多模式反應池的製作方法

2023-05-28 22:14:11

本發明屬於環境工程汙水處理技術領域，特別涉及一種用於汙水處理的多模式反應池，可用於生活汙水和能夠採用活性汙泥法處理的工業有機廢水的處理。

背景技術：
：

中國水資源人均佔有量少，空間分布不均衡。隨著中國城市化、工業化的加速，水資源的需求缺口也日益增大。這樣的背景下，汙水處理行業成為新興產業，目前與自來水生產、供水、排水、中水回用行業處於同等重要地位。

近年來，我國汙水處理行業突飛猛進，整體發展處於快速成長期，主要表現在汙水處理能力迅速擴張、汙水處理率穩步提高、汙水處理量快速增長等方面。截止2016年6月底，全國設市城市、縣(不含其它建制鎮)累計建成汙水處理廠3934座，汙水處理能力1.69億立方米/日。

建成的汙水處理廠多數採用活性汙泥法處理，目前較成熟的活性汙泥法工藝分成三個系列：(1)氧化溝系列；(2)序批式反應池(SBR)；(3)A2O系列。

氧化溝工藝可分為卡羅塞爾氧化溝、奧伯爾氧化溝、雙溝式氧化溝、三溝式氧化溝等，是活性汙泥法的一種改進型，具有除磷脫氮功能，其反應池為封閉的溝渠，廢水和活性汙泥的混合液在其中不斷循環流動，因此氧化溝又名「連續循環曝氣法」。此類反應池的缺點是池深較淺，佔地面積較大，表面機械曝氣對周圍環境影響較大，在冬季城市汙水溫度低地區脫氮效果差。

序批式反應池(SBR)的主要反應池的運行操作是由流入、反應、沉澱、排放和閒置五個工序組成。汙水在反應池中按序列、間歇地進入每個反應工序，每個SBR反應池的運行操作在時間上也是按次序排列間歇運行的。在流入工序實施前，閒置工序處理後的汙水已經排放，反應池中殘存著高濃度的活性汙泥混合液。當汙水注入流入時，反應池可以起到調節池的作用，如果進行曝氣可以取得預曝氣效果，也可使汙泥再生，恢復其活性。反應工序是SBR工藝最主要的一道工序。當汙水注入達到預定容積後，可開始反應操作，如去除BOD、硝化、磷的吸收，以及反硝化等。在排泥工序，停止曝氣和攪拌，使混合液處於靜止狀態，活性汙泥與水分離，相當於二次沉澱池的作用。經過沉澱後的上清液作為處理出水排放，沉澱的汙泥作為種泥留在反應池內，起到回流汙泥的作用。在閒置工序，處理出水排放後，反應池處於停滯狀態，等待下一個操作周期。序批式反應池(SBR)存在的主要問題是：操作複雜，對自控要求高；此外其工藝流程本身決定了設備裝置利用率低。

A2O的反應池由厭氧、缺氧和好氧三段組成，菌群主要由硝化菌和反硝化菌、聚磷菌等組成。在好氧段，硝化細菌將入流中有機氮和氨氮通過生物硝化作用轉化成硝酸鹽；在缺氧段，反硝化細菌將內回流帶入的硝酸鹽通過生物反硝化作用，轉化成氮氣逸入到大氣中，從而達到脫氮的目的；在厭氧段，聚磷菌釋放磷，並吸收低級脂肪酸等易降解的有機物；而在好氧段，聚磷菌超量吸收磷，並通過剩餘汙泥的排放，將磷除去。由於脫氮和除磷對外部環境條件的要求是相互矛盾的，脫氮要求有機負荷較低，汙泥齡較長，而除磷要求有機負荷較高，汙泥齡較短，往往很難權衡；聚磷菌在厭氧狀態下釋放磷和缺氧區發生的反硝化往往會在碳源上形成競爭；總的來說，對於碳源較豐富的情況，該反應池運轉穩定可靠，除磷脫氮程度高，出水處理效果好。

技術實現要素：
：

本發明針對上述各反應池存在的技術問題，提供一種用於汙水處理的多模式反應池。本發明提供的多模式反應池不僅氧利用率高，佔地面積小，而且可以根據不同環境溫度、不同進水水質條件採取不同運行方式，以確保最優的汙水處理效果，本發明是一種綜合性能良好的汙水處理反應池。

本發明所提供的一種用於汙水處理的多模式反應池包括進水口1、汙水分配單元2、預缺氧單元3、厭氧單元4、缺氧單元5、過渡單元6、好氧單元7、泥水混合液強制回流單元8及出水口9；所述汙水分配單元2與所述預缺氧單元3相鄰設置，在所述汙水分配單元2上設置所述進水口1；所述預缺氧單元3與所述厭氧單元4相鄰設置並連通，所述預缺氧單元3與所述好氧單元7相鄰設置並連通；所述厭氧單元4與所述缺氧單元5相鄰設置並連通；所述缺氧單元5與所述過渡單元6相鄰設置並連通；所述過渡單元6與所述好氧單元7相鄰設置並連通；所述好氧單元7內設置泥水混合液強制回流單元8和所述出水口9。

所述汙水分配單元2中設置第一管道10與所述預缺氧單元3連通，所述第一管道10上設置第一閘門24；所述汙水分配單元2中設置第二管道11與所述厭氧單元4連通，所述第二管道11上設置第二閘門25；所述汙水分配單元2中設置第三管道12與所述過渡單元6連通，所述第三管道12上設置第三閘門26。

所述預缺氧單元3與所述好氧單元7之間設置第四閘門27，所述預缺氧單元3內設置第一攪拌器13，所述預缺氧單元3中設置汙泥回流口23。

所述厭氧單元4內設置第二攪拌器14。

所述缺氧單元5內設置第一推流器15。

所述過渡單元6內設置第一曝氣裝置16和第二推流器17。

所述好氧單元7內設置第二曝氣裝置18及第三推流器19。

所述泥水混合液強制回流單元8上設置第一水泵20，第一水泵20通過第四管道21與所述厭氧單元4連通；所述泥水混合液強制回流單元8上設置第二水泵28，第二水泵28通過第五管道22與所述缺氧單元5連通。

經過預處理的汙水由進水口1進入汙水分配單元2，根據需要通過控制第一閘門24、第二閘門25、第三閘門26的開啟度調節進入相應後續單元的水量。

由汙水分配單元2進入的汙水與汙泥回流口23進入的回流汙泥充分混合，並通過反硝化反應以消除回流汙泥中硝酸鹽對厭氧區生物釋磷產生的不利影響。設置第一攪拌器13以保證汙水和回流汙泥在此單元內充分混合。第四閘門27控制進入預缺氧單元3泥水混合液的量。

所述厭氧單元4與缺氧單元5相鄰布置並連通，並在厭氧單元4內設置第二攪拌器14。聚磷菌在所述厭氧單元4厭氧釋磷，為後續好氧吸磷做準備。設置第二攪拌器14以保證汙水和回流汙泥在此單元內充分混合。

所述缺氧單元5與過渡單元6相鄰布置並連通，並在缺氧單元5內設置第一推流器15。反硝化細菌在缺氧條件下，還原硝酸鹽，釋放出分子態氮或一氧化二氮，設置第一推流器15以保證此單元內不發生汙泥沉積。

所述過渡單元6與好氧單元7相鄰設置並連通，並在過渡單元6內設置第一曝氣裝置16和第一推流器17。硝化菌在好氧的條件下，將氨氧化為硝酸鹽，在所述過渡單元6與好氧單元7內微生物通過增殖降解有機物。設置第一推流器17以保證此單元內不發生汙泥沉積，設置第一曝氣裝置16提供好氧環境。

所述好氧單元7內設置第二曝氣裝置18、第二推流器19及出水口9。硝化菌在好氧的條件下，將氨氧化為硝酸鹽，在單元內微生物通過增殖降解有機物。設置第二推流器19以保證此單元內不發生汙泥沉積，設置第二曝氣裝置18提供好氧環境。處理後的汙水經出水口9進入後續處理設施。

所述泥水混合液強制回流單元8上設置第一水泵20，第一水泵20通過第四管道21與厭氧單元4連通；泥水混合液強制回流單元8上設置第二水泵28，第二水泵28通過第五管道22與缺氧單元5連通。根據處理需要，通過控制第一水泵20、第二水泵28的頻率來調節進入厭氧單元4和缺氧單元5泥水混合液的量。

本發明運行模式及工作原理如下：

運行模式一：經過前端預處理的汙水由進水口進入汙水分配單元，通過調整與各單元閘門的開啟度，調節進入各單元的汙水量。其中，30％的汙水進入預缺氧單元，20％的汙水進入厭氧單元，50％的汙水進入缺氧單元，混合液回流至缺氧單元，回流汙泥回至預缺氧單元，則整個反應池按進水→預缺氧單元(缺氧)→厭氧單元(厭氧)→缺氧單元(缺氧)→過渡單元(缺氧)→好氧單元(好氧)→出水模式運行。

運行模式二：經過前端預處理的汙水由進水口進入汙水分配單元，通過調整與各單元閘門的開啟度，調節進入各單元的汙水量。其中，90％的汙水進入預缺氧單元，10％的汙水進入厭氧單元，混合液回流至預缺氧單元和厭氧單元，回流汙泥回至預缺氧單元，則整個反應池按進水→預缺氧單元(缺氧)→厭氧單元(缺氧)→缺氧單元(厭氧)→過渡單元(虧氧)→好氧單元(好氧)→出水模式運行。

運行模式三：經過前端預處理的汙水由進水口進入汙水分配單元，通過調整與各單元閘門的開啟度，調節進入各單元的汙水量。其中，100％的汙水進入預缺氧單元，混合液回流至預缺氧單元、厭氧單元和缺氧單元，回流汙泥回至預缺氧單元，則整個反應池按進水→預缺氧單元(缺氧)→厭氧單元(缺氧)→缺氧單元(缺氧)→過渡單元(好氧)→好氧單元(好氧)→出水模式運行。

運行模式四：經過前端預處理的汙水由進水口進入汙水分配單元，通過調整與各單元閘門的開啟度，調節進入各單元的汙水量。其中，100％的汙水進入預缺氧單元，活性汙泥的混合液由第四閘門27進入預缺氧單元，使汙水和活性汙泥的混合液在整個反應池內不斷循環流動。整個反應池按氧化溝模式運行。

附圖說明：

圖1是本發明反應池的分區結構示意圖；

圖2是本發明反應池的內部結構布置圖。

圖中：1：進水口；2：汙水分配單元；3：預缺氧單元；4：厭氧單元；5：缺氧單元；6：過渡單元；7：好氧單元；8：泥水混合液強制回流單元；9：出水口；10：第一管道；11：第二管道；12：第三管道；13：第一攪拌器；14：第二攪拌器；15：第一推流器；16：第一曝氣裝置；17：第二推流器；18：第二曝氣裝置；19：第三推流器；20：第一水泵；21：第四管道；22：第五管道；23：汙泥回流口；24：第一閘門；25：第二閘門；26：第三閘門；27：第四閘門；28：第二水泵。

具體實施方式：

下面結合說明書附圖對本發明做進一步的描述。

本發明所提供一種用於汙水處理的多模式反應池的實施步驟如下：

1、經過預處理的汙水由進水口進入汙水分配單元，根據需要通過控制閘門的開啟度調節進入預缺氧單元、厭氧單元及缺氧單元的水量。

2、由汙水分配單元進入的汙水與汙泥回流口進入的回流汙泥經攪拌器攪拌在預缺氧單元充分混合，反硝化細菌利用汙水裡的碳源發生反硝化作用，將回流汙泥中的硝酸鹽還原成氮氣，以消除其對厭氧區生物釋磷產生的不利影響。

3、由預缺氧單元進入的泥水混合液與汙水分配單元進入的汙水經攪拌器攪拌在厭氧單元充分混合，聚磷菌在厭氧單元內厭氧釋磷，為後續好氧吸磷做準備。

4、由厭氧單元進入的泥水混合液與好氧單元回流的泥水混合液在缺氧單元內充分混合，反硝化細菌在此條件下，還原硝酸鹽，釋放出分子態氮或一氧化二氮。

5、過渡單元處於好氧狀態，硝化菌在此條件下，將氨氧化為硝酸鹽，在單元內微生物通過增殖降解其它有機物。

6、好氧單元進一步去除氨氮和有機物，通過出水口進入後續深度處理。

7、使好氧單元內的泥水混合液強制回流前端的預缺氧和缺氧單元進行反硝化反應以降低出水中硝酸鹽的含量。

下面以某城市汙水處理廠為例，經多次監測分析，反應池進水的COD、NH3-N、TN、TP平均分別為226.4mg/L、23.6mg/L、34.9mg/L、3.3mg/L；反應池出水的對應汙染物指標平均值分別為32.8mg/L、3.9mg/L、9.7mg/L、0.8mg/L；COD、NH3-N、TN、TP的去除率為85.5％、83.5％、72.2％、75.8％，反應池出水在經過沉澱、過濾、消毒等深度處理後，出水指標均可達到《城鎮汙水處理廠汙染物排放標準(GB18918-2002)》中的一級A標準。

以上僅為本發明的較佳實施例，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求所界定的保護範圍為準。