強化脫氮除磷汙水處理系統的製作方法

2023-05-18 00:51:31

專利名稱：強化脫氮除磷汙水處理系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及汙水處理領域，尤其涉及一種採用A2O工藝的強化脫氮除磷汙水 處理系統。
背景技術：
全國各地水資源短缺，水汙染嚴重。國家環保部對脫氮除磷排放標準提出更高要 求，針對目前全國汙水處理廠出水升級達到1級B或1級A提標改造問題，迫切需要針對現 有工藝組合進行研究和優化，找出既經濟又實用的工藝，以達到較好的汙水處理效果。中國從80年代引入YO工藝以來，已成為中國汙水處理廠應用最廣泛的汙水處 理工藝之一，技術及相關經驗較為成熟。目前具有脫氮除磷效果的Yo工藝原理及其變形 工藝主要包括A0工藝、A2O(Anacrobic/Anoxic/Oxic)工藝、四段Bardenpho工藝、五段 Bardcnpho工藝、UCT工藝、改良UCT工藝等。其中，UCT工藝是University of Cape iTown工藝的英文縮寫，是類似於A2O工藝 的一種除磷脫氮方法。利用UCT工藝的處理系統如圖1所示，汙水依次進入厭氧池和缺氧 池，在缺氧池的出水口，出水(汙水與汙泥的混合液)一部分回流到厭氧池，一部分流入好 氧池；在好氧池的出水口，出水一部分回流到缺氧池，一部分流入二沉池。經過二沉池的沉 澱，汙泥一部分排出，一部分回流到缺氧池。利用UCT工藝的汙水處理系統的脫氮除磷效果 較傳統A2O工藝好，但兩個回流系統存在能耗增加的問題。當進水中總凱氏氮TKN與COD的 比值高時，除磷效果較差。

實用新型內容本實用新型實施方式提供一種強化脫氮除磷汙水處理系統，該系統可充分利用了 原汙水中的有機碳源，同時可方便地控制每一階段的硝化和反硝化，根據原水水質或水量 變化自動調節回流星和曝氣量，不僅能夠提高處理效率、降低了運行成本，而且在進水汙染 物濃度發生較大變化時，可大大提高整個系統的抗衝擊負荷能力。本實用新型的目的是通過下述技術方案實現的本實用新型實施例提供一種強化脫氮除磷汙水處理系統，包括缺氧池、厭氧池、好氧池和在線控制裝置；缺氧池依次與厭氧池、好氧池和二沉池連接；好氧池經混合液回流管、混合液回流 泵回連至缺氧池，混合液回流泵與所述在線控制裝置電連接；二沉池的出池口經汙泥回流 管路、汙泥回流泵回連至缺氧池，汙泥回流泵與所述在線控制裝置電連接；缺氧池和厭氧池的進水口處均設有進水泵，進水泵與所述在線控制裝置電連接； 缺氧池和厭氧池內均設有潛水攪拌器，潛水攪拌器與所述在線控制裝置電連接；好氧池底 部設有曝氣裝置，曝氣裝置與外部的空氣壓縮機連接，空氣壓縮機與所述在線控制裝置電 連接；缺氧池和好氧池內均設有傳感器，傳感器與所述在線控制裝置電連接；二沉池的出 水口設有排水閥，二沉池的出泥口設有排泥閥，排水閥和排泥閥均與所述在線控制裝置電連接；所述在線控制裝置用於控制所連接的各部件的運行狀態，配合缺氧池、厭氧池、好 氧池和二沉池完成汙水處理。從上述本實用新型實施方式提供的技術方案可以看出，該處理系統通過將缺氧池 設置在厭氧池前，並使缺氧池與厭氧池多點進水，可充分利用原汙水中的有機碳源，同時通 過在線控制裝置控制各部件的運行狀態，可方便的控制每一階段的硝化和反硝化，根據原 水水質或水量變化自動調節回流量和曝氣量，不僅能夠提高處理效率、降低了運行成本，而 且在進水汙染物濃度發生較大變化時，可通過在線控制裝置的作用，使整個系統的抗衝擊 負荷能力大大提高。

圖1為現有技術利用UCT工藝的汙水處理系統的結構示意圖；圖2為本實用新型實施例提供的汙水處理系統的結構示意圖；圖3為本實用新型實施例提供的汙水處理系統的在線控制裝置的結構框圖；圖4為本實用新型實施例提供的在線控制裝置的設定單元的結構框圖；圖5為本實用新型實施例提供的汙水處理系統的處理工藝流程圖；圖1中各標號為1-缺氧池；2-厭氧池；3-好氧池；4- 二沉池；5-缺氧池與厭氧 池之間的混合液回流管；6-好氧池與缺氧池之間的混合液回流管；7-二沉池與缺氧池之間 的汙泥回流管；圖2中各標號為21-缺氧池；22-厭氧池；23-好氧池；24-二沉池；25-在線控制 裝置；26-計算機；27-缺氧池的進水泵；28-厭氧池的進水泵；29-缺氧池的潛水攪拌器； 210-厭氧池的潛水攪拌器；211-曝氣裝置；212-曝氣控制閥；212-空氣壓縮機；214- 二沉 池的排水閥；215- 二沉池的排泥閥；216-混合液回流泵；217-汙泥回流泵；218-缺氧池的 傳感器；219-好氧池的傳感器；220-缺氧池傳感器的數據顯示裝置；221-好氧池傳感器的 數據顯示裝置。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本實用新型作進一步說明。本實施例提供一種強化脫氮除磷汙水處理系統，是一種利用多點進水改良A2O工 藝的汙水處理系統，如圖2所示，該系統包括缺氧池、厭氧池、好氧池和在線控制裝置；其中，缺氧池依次與厭氧池、好氧池和二沉池連接；缺氧池和厭氧池的進水口管上 均設有進水泵，進水泵與在線控制裝置電連接；缺氧池和厭氧池內均設有潛水攪拌器，潛水 攪拌器與在線控制裝置電連接；好氧池底部設有曝氣裝置，曝氣裝置經管路、曝氣控制閥與 外部的空氣壓縮機連接，空氣壓縮機與在線控制裝置電連接；缺氧池和好氧池內均設有傳 感器，傳感器與所述在線控制裝裝電連接；二沉池的出水口設有排水閥，二沉池的出泥口設 有排泥閥，可在排水閥和排泥閥上均設有時間繼電器，通過時間繼電器與所述在線控制裝 置電連接；上述好氧池底部經混合液回流管、混合液回流泵回連至缺氧池，混合液回流泵與 所述在線控制裝置電連接；二沉池的出池口經汙泥回流管路、汙泥回流泵回連至缺氧池，汙泥回流泵與所述在線控制裝置電連接；所述的在線控制裝置用於控制所連接的各部件的運行狀態，配合缺氧池、厭氧池、 好氧池和二沉池完成汙水處理。上述系統中，設置在缺氧池和好氧池內的傳感器均為三個，一個為DO值測量傳感 器、一個為ORP值測量傳感器和一個為pH值傳感器。如圖3所示，上述系統中的在線控制裝置包括接收單元、設定單元和控制單元；其中，所述的接收單元，用於接收缺氧池和好氧池內設置的傳感器傳回的監測汙 水狀態的參數值；所述的設定單元，用於設定各部件的運行參數；所述的控制單元，用於根據所述接收單元接收的汙水狀態的參數值與所述設定單 元設定的各部件的運行參數，控制各部件的運行狀態。如圖4所示，上述在線控制裝置的設定單元包括進水控制設定模塊、曝氣控制設 定模塊、回流控制設定模塊和排水控制設定模塊；其中，所述進水控制設定模塊，用於設定缺氧池的進水泵的進水量為所處理汙 水總進水量的30 50%，及設定厭氧池的進水泵的進水量所處理汙水總進水量的70 50% ；所述曝氣控制設定模塊，用於設定與好氧池內曝氣裝置連接的空氣壓縮機的供氣 量，來設定曝氣裝置的曝氣量；所述回流控制設定模塊，用於設定混合液回流泵的回流量為50 200% ；並設定 汙泥回流泵的回流量為50 100% ；所述排水控制設定模塊，用於設定二沉池的排水閥與排泥閥的開通時間。上述系統中，缺氧池和好氧池內設置的傳感器分別通過數據採集卡與在線控制裝 置電連接，通過數據採集卡採集傳感器的數據後傳送給在線控制裝置處理。可以知道，在線控制裝置也可以由相應的電控設備與計算機中運行的控制軟體配 合來實現，完成對各部件運行狀態的控制。上述汙水處理系統結合UCT工藝的優點和不足，對傳統的A2O工藝改進，將缺氧池 置於厭氧池前，回流汙泥中挾帶的硝酸鹽在缺氧池中得到反硝化，降低了回流汙泥中硝酸 鹽對厭氧釋磷的影響，有利於除磷。並把進水分為兩部分，分別進入缺氧池和厭氧池，解決 了缺氧池反硝化碳源不足的問題，使脫氮效果進一步提高。這種改良Yo工藝多點進水強化 脫氮除磷汙水處理系統，可充分利用原汙水中的有機碳源，同時可科學合理地控制每一階 段的硝化和反硝化，通過在線控制裝置，可根據原水水質或水量變化自動調節回流量和曝 氣量，不僅能夠提高處理效率、降低了運行成本，而且在進水汙染物濃度發生較大變化時， 通過在線控制裝置的作用，可大大提高整個系統的抗衝擊負荷能力。下面結合圖5，對上述汙水處理系統處理汙水的工作過程進行說明首先，通過在線控制裝置打開進水泵，按總進水量30 50%的進水量向缺氧池內 進水，進水的同時開啟汙泥回流泵和混合液回流泵，在預先設定的50 200%的混合液回 流量和50 100%的汙泥回流量下，混合液由好氧池回流至缺氧池、汙泥由二沉池回流至 缺氧池；同時邊進水邊開啟缺氧池內的潛水攪拌器，進行缺氧反硝化脫氮過程；反硝化進 程由DO值、CffR值、pH值傳感器監控，並通過數據採集卡實時將所獲得的數據傳輸至在線控制裝置，當PH值曲線上出現極大值，同時ORP曲線上出現拐點，表明反硝化過程結束；該步 驟中，由於回流汙泥中通常含有較多的硝酸鹽氮，為降低厭氧池的硝酸鹽氮負荷，減少硝酸 鹽氮對厭氧釋磷的不利影響，將回流汙泥回流到缺氧池首端，而在缺氧池首端反硝化菌利 用水中碳源將回流汙泥及混合液中的硝酸鹽及亞硝酸鹽進行反硝化；並且，該步驟中，由於 汙泥回流至缺氧池，缺氧池的汙泥濃度比好氧池高出50%，反硝化速率明顯提高；同時根 據不同進水水質，不同季節生物脫氮除磷所需碳源的變化，可調節分至缺氧池和厭氧池的 進水比例，從而使反硝化作用及除磷效果得到有效保證；缺氧池處理後的出水與按總進水量70 50%的進水一同進入厭氧池，同時邊 進水邊開啟厭氧池內的潛水攪拌器，在厭氧池內進行厭氧釋磷的過程；該步驟中，70% 50%的進水為厭氧釋磷提供充足的有機基質，聚磷菌將有機底物以PHA的形式儲存在體 內，保證了厭氧池的厭氧狀態，強化了除磷效果，聚磷菌在厭氧條件下吸收進水中充足的碳 源後可完成磷的釋放；汙水從厭氧池排出後進入好氧池，由在線控制裝置開啟空氣壓縮機，空氣壓縮機 提供的壓縮空氣進入好氧池底部的曝氣裝置，向好氧池內混合液中供氧，進行有機物的降 解和含氮化合物的硝化作用，在好氧池中聚磷菌在富氧條件下可過量吸收水中的磷，從而 實現除磷，同時大量微生物(包括硝化菌)利用氧進行硝化反應和降解水中汙染物；另外， 聚磷菌還可以利用體內殘餘的PHA繼續吸磷；硝化後的汙水回流後進入缺氧池進行反硝 化反應，對於低C/N汙水，缺氧池通常無法實現完全反硝化，因此通常不會出現磷的二次釋 放，整個過程由好氧池內的DO值傳感器、ORP值傳感器和pH值傳感器監測，各傳感器數據 通過數據採集卡實時將所獲得數據傳輸到計算機實施曝氣時間的在線控制，當PH值曲線 上出現極小值，同時ORP曲線上出現平臺，表明硝化過程結束；好氧池排出的汙水進入二沉池，在二沉池內進行沉澱，沉澱結束後，通過在線控制 裝置調節，將處理後的水經排水閥排出，剩餘汙泥經排泥閥排出。為保證該汙水處理系統連續運行，進水泵、汙泥回流泵、混合液回流泵、潛水攪拌 器、空氣壓縮機、傳感器、排水閥和排泥閥部是常開，通過在線控制裝置，可根據原水水質或 水量變化自動調節回流量和曝氣量。綜上所述，本實用新型實施例提供的汙水處理系統可廣泛應用於中小城鎮、城市 的汙水處理，可有效解決汙水處理廠脫氮和除磷之間矛盾，避免額外採用化學除磷方法，能 夠同時取得脫氮和除磷的理想效果；且採用多點進水不但靈活性高，且可適應多種水質變 化，節能降耗，最大限度節約汙水處理成本，避免採用MBR等投資大能耗高的缺點，電應用 於對現有汙水處理廠改擴建及升級改造。以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護範圍並不 局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術範圍內，可輕易想到 的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。因此，本實用新型的保護範圍應該 以權利要求書的保護範圍為準。
權利要求1.一種強化脫氮除磷汙水處理系統，其特徵在於，包括 缺氧池、厭氧池、好氧池和在線控制裝置；缺氧池依次與厭氧池、好氧池和二沉池連接；好氧池經混合液回流管、混合液回流泵回 連至缺氧池，混合液回流泵與所述在線控制裝置電連接；二沉池的出池口經汙泥回流管路、 汙泥回流泵回連至缺氧池，汙泥回流泵與所述在線控制裝置電連接；缺氧池和厭氧池的進水口處均設有進水泵，進水泵與所述在線控制裝置電連接；缺氧 池和厭氧池內均設有潛水攪拌器，潛水攪拌器與所述在線控制裝置電連接；好氧池底部設 有曝氣裝置，曝氣裝置與外部的空氣壓縮機連接，空氣壓縮機與所述在線控制裝置電連接； 缺氧池和好氧池內均設有傳感器，傳感器與所述在線控制裝置電連接；二沉池的出水口設 有排水閥，二沉池的出泥口設有排泥閥，排水閥和排泥閥均與所述在線控制裝置電連接；所述在線控制裝置用於控制所連接的各部件的運行狀態，配合缺氧池、厭氧池、好氧池 和二沉池完成汙水處理。
2.根據權利要求1所述的強化脫氮除磷汙水處理系統，其特徵在於，所述缺氧池和好 氧池內設置的傳感器均為三個，一個為DO值測量傳感器、一個為ORP值測量傳感器和個為 PH值傳感器。
3.根據權利要求1所述的強化脫氮除磷汙水處理系統，其特徵在於，所述在線控制裝 置包括接收單元、設定單元和控制單元；所述接收單元，用於接收缺氧池和好氧池內設置的傳感器傳回的監測汙水狀態的參數值；所述設定單元，用於設定各部件的運行參數；所述控制單元，用於根據所述接收單元接收的汙水狀態的參數值與所述設定單元設定 的各部件的運行參數，控制各部件的運行狀態。
4.根據權利要求3所述的強化脫氮除磷汙水處理系統，其特徵在於，所述設定單元包括進水控制設定模塊、曝氣控制設定模塊、回流控制設定模塊和排水控制設定模塊； 所述進水控制設定模塊，用於設定缺氧池的進水泵的進水量為所處理汙水總進水量 的30 50%，及設定厭氧池的進水泵的進水量所處理汙水總進水量的70 50% ；所述曝氣控制設定模塊，用於設定與好氧池內曝氣裝置連接的空氣壓縮機的供氣量， 來設定曝氣裝置的曝氣量；所述回流控制設定模塊，用於設定混合液回流泵的回流量為50 200% ；並設定汙泥 回流泵的回流量為50 100%;所述排水控制設定模塊，用於設定二沉池的排水閥與排泥閥的開通時間。
5.根據權利要求1所述的強化脫氮除磷汙水處理系統，其特徵在於，曝氣裝置與外部 的空氣壓縮機連接包括曝氣裝置經管路和曝氣控制閥與外部的空氣壓縮機連接。
6.根據權利要求1所述的強化脫氮除磷汙水處理系統，其特徵在於，所述系統還包括 缺氧池和好氧池內設置的傳感器分別通過數據採集卡與所述在線控制裝置電連接。
7.根據權利要求1所述的強化脫氮除磷汙水處理系統，其特徵在於，所述排水閥和排泥閥均與所述在線控制裝置電連接包括排水閥和排泥閥上均設有時間繼電器，通過時間繼電器與所述在線控制裝置電連接。
專利摘要本實用新型公開一種強化脫氮除磷汙水處理系統，屬汙水處理領域。該系統包括缺氧池依次與厭氧池、好氧池和二沉池連接；好氧池經混合液回流管、混合液回流泵回連至缺氧池；二沉池的出池口經汙泥回流管路、汙泥回流泵回連至缺氧池；缺氧池和厭氧池的進水口處均設有進水泵；缺氧池和厭氧池內均設有潛水攪拌器；好氧池底部設有曝氣裝置，曝氣裝置與外部的空氣壓縮機連接；二沉池的出水口設有排水閥，二沉池的出泥口設有排泥閥；缺氧池和好氧池內均設有傳感器；混合液回流泵、汙泥回流泵、進水泵、潛水攪拌器、空氣壓縮機、排水閥、排泥閥、傳感器均與在線控制裝置電連接。該處理系統可自動控制各部件運行處理汙水，成本低、效率高。
文檔編號C02F9/14GK201842731SQ20102057090
公開日2011年5月25日 申請日期2010年10月14日 優先權日2010年10月14日
發明者劉洋, 牛奕娜, 陳曦 申請人:北京華利嘉環境工程技術有限公司