公布日：2024.06.14
申請日：2023.11.23
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F3/30(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F101/10(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種基于AOA工藝的低碳集約型污水處理裝置及系統(tǒng)，所述裝置包括厭氧池、好氧池、兼氧池、缺氧池、第一沉淀池和第二沉淀池和過濾池共七格反應池單元，每個反應池單元均為正六邊形，反應池單元的分布為所述缺氧池的六個邊上依次分布厭氧池、好氧池、兼氧池、第二沉淀池、過濾池和第一沉淀池；按照水流方向，厭氧池、好氧池、兼氧池和缺氧池依次連接，缺氧池與并列的第一沉淀池和第二沉淀池分別連接，并列的第一沉淀池和第二沉淀池分別與過濾池連接，且水流方向上相鄰反應池單元均設有上進下出的連接通道；第一沉淀池與厭氧池通過回流通道連通，第二沉淀池與兼氧池通過回流通道連通；解決了進水碳氮比偏低情況下污水處理效果差的問題。
權利要求書
1.一種基于AOA工藝的低碳集約型污水處理裝置，其特征在于，包括厭氧池(1)、好氧池(2)、兼氧池(3)、缺氧池(4)、第一沉淀池(5)和第二沉淀池(6)和過濾池(7)共七格反應池單元，每個反應池單元均為正六邊形，反應池單元的分布為所述缺氧池(4)的六個邊上依次分布厭氧池(1)、好氧池(2)、兼氧池(3)、第二沉淀池(6)、過濾池(7)和第一沉淀池(5)；按照水流方向，厭氧池(1)、好氧池(2)、兼氧池(3)和缺氧池(4)依次連接，缺氧池(4)與并列的第一沉淀池(5)和第二沉淀池(6)分別連接，并列的第一沉淀池(5)和第二沉淀池(6)分別與過濾池(7)連接，且水流方向上相鄰反應池單元均設有上進下出的連接通道；第一沉淀池(5)與厭氧池(1)通過回流通道連通，第二沉淀池(6)與兼氧池(3)通過回流通道連通。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于AOA工藝的低碳集約型污水處理裝置，其特征在于，每格反應池單元由同型預制的連接立柱和壁板通過裝配而成，池底為通過混凝土填充而成的整體。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于AOA工藝的低碳集約型污水處理裝置，其特征在于，厭氧池(1)和缺氧池(4)底部設有立軸攪拌裝置，好氧池(2)底部設有曝氣盤，兼氧池(3)同時設有曝氣盤和立軸攪拌裝置，第一沉淀池(5)和第二沉淀池(6)分別設有4個氣提浮渣撇除機構(10)。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種基于AOA工藝的低碳集約型污水處理裝置，其特征在于，所述厭氧池(1)前端連接有進水管路(171)，進水管路(171)上設有進水流量計(172)；所述過濾池(7)后端連接有出水管路(18)。
5.一種基于AOA工藝的低碳集約型污水處理系統(tǒng)，其特征在于，包括權利要求1-3任一項所述的裝置，還包括精準曝氣系統(tǒng)、排泥回流系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)與PLC控制系統(tǒng)；精準曝氣系統(tǒng)、排泥回流系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)與控制系統(tǒng)通信連接。
6.根據(jù)權利要求5所述的一種基于AOA工藝的低碳集約型污水處理系統(tǒng)，其特征在于，精準曝氣系統(tǒng)包括與所述PLC控制系統(tǒng)通信連接的、設在厭氧池(1)的MLSS分析儀(11)、設在好氧池(2)的DO監(jiān)測儀(12)、設在兼氧池(3)的氨氮儀(13)和與好氧池(2)、兼氧池(3)、過濾池(7)連通的互為熱備的第一風機(141)、第二風機(142)。
7.根據(jù)權利要求5所述的一種基于AOA工藝的低碳集約型污水處理系統(tǒng)，其特征在于，排泥回流系統(tǒng)包括與所述PLC控制系統(tǒng)通信連接的回流機構和排泥機構(8)；回流機構包括設在第一沉淀池(5)的第一回流機構(91)和設在第二沉淀池(6)的第二回流機構(92)，排泥機構(8)包括設在第一沉淀池(5)的第一排泥機構(93)和設在第二沉淀池(6)的第二排泥機構(94)。
8.根據(jù)權利要求5所述的一種基于AOA工藝的低碳集約型污水處理系統(tǒng)，其特征在于，第一回流機構(91)由PLC控制的第一回流泵(911)、第一流量計和第一污泥回流管、檢修閥門組成，第二回流機構(92)由PLC控制的第二回流泵(921)、第二流量計和第二污泥回流管、檢修閥門組成，第一回流機構(91)和第二回流機構(92)按照設定比例等量連續(xù)回流。
9.根據(jù)權利要求5所述的一種基于AOA工藝的低碳集約型污水處理系統(tǒng)，其特征在于，第一排泥機構(93)、第二排泥機構(94)分別由PLC控制的泥位計(15)、排泥泵、流量計和附屬管道、檢修閥門組成，第一排泥機構(93)和第二排泥機構(94)按照設定排泥時間間歇排泥。
10.根據(jù)權利要求5所述的一種基于AOA工藝的低碳集約型污水處理系統(tǒng)，其特征在于，加藥系統(tǒng)包括設在第一沉淀池(5)和第二沉淀池(6)的在線TP檢測儀和在線TN檢測儀、與第一沉淀池(5)和第二沉淀池(6)連通的PAC加藥機構(161)以及與兼氧池(3)連通的碳源加藥機構(162)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種基于AOA工藝的低碳集約型污水處理裝置及系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術存在的進水碳氮比普遍偏低的情況下污水處理效果差問題，其應用時利用原水中有機物和高效循環(huán)污泥內(nèi)碳源達到深度脫氮除磷的目的。
為了解決該技術問題，本發(fā)明提供了如下技術方案：
一種基于AOA工藝的低碳集約型污水處理裝置，包括厭氧池、好氧池、兼氧池、缺氧池、第一沉淀池和第二沉淀池和過濾池共七格反應池單元，每個反應池單元均為正六邊形，反應池單元的分布為所述缺氧池的六個邊上依次分布厭氧池、好氧池、兼氧池、第二沉淀池、過濾池和第一沉淀池；按照水流方向，厭氧池、好氧池、兼氧池和缺氧池依次連接，缺氧池與并列的第一沉淀池和第二沉淀池分別連接，并列的第一沉淀池和第二沉淀池分別與過濾池連接，且水流方向上相鄰反應池單元均設有上進下出的連接通道；
第一沉淀池與厭氧池通過回流通道連通，第二沉淀池與兼氧池通過回流通道連通。
本方案的污水處理裝置工作時，系統(tǒng)進水和第一回流污泥依次流過厭氧池、好氧池或MBBR池、兼氧池、缺氧池，缺氧池出水均量過水到并聯(lián)的第一沉淀池和第二沉淀池，第一沉淀池和第二沉淀池的出水均匯流至過濾池，最后由濾池進一步保證SS的去除，實現(xiàn)出水的達標排放。其中，第一沉淀池的部分污泥經(jīng)回流通道回流至厭氧池，第二沉淀池的部分污泥經(jīng)回流通道回流至兼氧池。
首先，城鎮(zhèn)生活污水和第一回流污泥分別進入AOA反應裝置的厭氧池進行均勻攪拌，在較長停留時間的厭氧區(qū)內(nèi)，聚糖菌攝取原水中有機物儲存為內(nèi)碳源(PHA)，聚磷菌儲存內(nèi)碳源的同時進行厭氧釋磷。
隨后，混合液推流進入填充有生物填料的好氧池，在好氧池中通過混合液和生物填料上的硝化菌完成好氧硝化，并促進同步硝化反硝化脫氮，活性污泥中的聚磷菌進行好氧吸磷，完成磷的吸收，設置較短停留時間的好氧池避免PHA過量消耗。
然后，前序混合液和第二回流污泥推流依次進入兼氧池和缺氧池，普通反硝化菌、反硝化聚糖菌及反硝化聚磷菌分解體內(nèi)儲存的內(nèi)碳源和利用第二回流污泥內(nèi)碳源，在兼氧池和缺氧池內(nèi)進行反硝化脫氮和反硝化除磷反應，進一步節(jié)省碳源并降低出水氮磷濃度。
在缺氧池末端通過除磷加藥機構投加PAC進行化學除磷，缺氧池混合液均量跌流過水到并聯(lián)的第一沉淀池和第二沉淀池進行固液分離；通過零動力自然跌流充氧和PAC混合更均勻，改善了二沉池的污泥沉積性能，最大限度抑制了二沉池的反硝化可能和減少浮泥產(chǎn)生，此外二沉池的浮泥通過氣提浮渣撇除機構得以去除，降低了二沉池的懸浮物濃度；通過二沉池底部的排泥機構進行排泥，保證系統(tǒng)污泥動態(tài)平衡的同時實現(xiàn)磷的最終去除。
優(yōu)選的，每格反應池單元由同型預制的連接立柱和壁板通過裝配而成，池底為通過混凝土填充而成的整體。
通過統(tǒng)籌污水處理全生命周期所用工藝、構筑物或產(chǎn)品裝置的低碳集約設計，達到節(jié)約用地的目的。
優(yōu)選的，厭氧池和缺氧池底部設有立軸攪拌裝置，好氧池底部設有曝氣盤，兼氧池同時設有曝氣盤和立軸攪拌裝置，第一沉淀池和第二沉淀池分別設有4個氣提浮渣撇除機構。
缺氧池與第一沉淀池和第二沉淀池的液位設有0.3-0.5m的相同高差跌流進水，實現(xiàn)污水處理過程中的節(jié)能降耗與減污降碳。
優(yōu)選的，所述厭氧池前端連接有進水管路，進水管路上設有進水流量計；所述過濾池后端連接有出水管路。
本方案還提供了一種基于AOA工藝的低碳集約型污水處理系統(tǒng)，包括上述的裝置，還包括精準曝氣系統(tǒng)、排泥回流系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)與PLC控制系統(tǒng)；精準曝氣系統(tǒng)、排泥回流系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)與控制系統(tǒng)通信連接。
基于AOA生化工藝和精準曝氣系統(tǒng)、排泥回流系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)和雙沉淀控制系統(tǒng)組成的集成設計，通過污水處理自控系統(tǒng)，準確控制污水處理設備運行工況，通過反饋調(diào)節(jié)指導工藝優(yōu)化調(diào)控，保證系統(tǒng)在實際運行場景下能夠全指標達標。
優(yōu)選的，精準曝氣系統(tǒng)包括與所述PLC控制系統(tǒng)通信連接的、設在厭氧池1的MLSS分析儀、設在好氧池的DO監(jiān)測儀、設在兼氧池的氨氮儀和與好氧池、兼氧池、過濾池連通的互為熱備的第一風機、第二風機。
系統(tǒng)根據(jù)在線MLSS、在線DO、在線氨氮的結果反饋，調(diào)整兩臺風機為1用1備或2臺同時運行，保證溶氧充足且不過曝。
優(yōu)選的，排泥回流系統(tǒng)包括與所述PLC控制系統(tǒng)通信連接的回流機構和排泥機構；回流機構包括設在第一沉淀池的第一回流機構和設在第二沉淀池的第二回流機構，排泥機構包括設在第一沉淀池的第一排泥機構和設在第二沉淀池的第二排泥機構。
采用并聯(lián)雙沉淀設計，第一沉淀池和第二沉淀池的沉淀形式均為豎流沉淀；第一沉淀池的部分污泥經(jīng)第一回流機構連續(xù)泵至厭氧池，剩余污泥由第一排泥機構按設定時間間歇泵至外部污泥儲池。第二沉淀池的部分污泥經(jīng)第二回流機構連續(xù)泵至兼氧池，剩余污泥由第二排泥機構按設定時間間歇泵至外部污泥儲池。
優(yōu)選的，第一回流機構由PLC控制的第一回流泵、第一流量計和第一污泥回流管、檢修閥門組成，第二回流機構由PLC控制的第二回流泵、第二流量計和第二污泥回流管、檢修閥門組成，第一回流機構和第二回流機構按照設定比例等量連續(xù)回流。
優(yōu)選的，第一排泥機構、第二排泥機構分別由PLC控制的泥位計、排泥泵、流量計和附屬管道、檢修閥門組成，第一排泥機構和第二排泥機構按照設定排泥時間間歇排泥。
優(yōu)選的，加藥系統(tǒng)包括設在第一沉淀池和第二沉淀池的在線TP檢測儀和在線TN檢測儀、與第一沉淀池和第二沉淀池連通的PAC加藥機構以及與兼氧池連通的碳源加藥機構。
自動加藥和調(diào)整加藥量，根據(jù)在線檢修結果反饋，預設警戒值，自動判斷是否加藥，以及按照預設加藥梯度，自動調(diào)整加藥量。
針對低碳源污水，雙回流AOA系統(tǒng)在充分利用原水中的有機物和高效循環(huán)利用污泥內(nèi)碳源，實現(xiàn)高效脫氮與節(jié)能降耗的基礎上，尤其考慮到實際應用場景下可能存在的碳氮比嚴重失衡情形，增設碳源加藥保障單元，即在最大限度利用內(nèi)碳源下總氮仍未達標的冗余設計和控制方法。
本發(fā)明和現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點：
基于AOA生化工藝和由雙沉淀系統(tǒng)、精準曝氣系統(tǒng)、污泥回流排泥系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)、控制系統(tǒng)組成的集成設計，通過污水處理自控系統(tǒng)，準確控制污水處理設備運行工況，通過反饋調(diào)節(jié)指導工藝優(yōu)化調(diào)控，保證系統(tǒng)在實際運行場景下能夠全指標達標。
一種集合并聯(lián)豎流雙沉淀、跌流進水、泥位計、自動排泥、浮渣的控制系統(tǒng)，不僅考慮到設計負荷和滿水量運行，也兼顧低負荷高水量情形下可以提高柔性處理水量，或低溫下提高MLSS的空間冗余。通過零動力自然跌流充氧和PAC混合更均勻，改善了二沉池的污泥沉降性能，最大限度抑制了二沉池的反硝化可能和減少浮泥產(chǎn)生。此外，二沉池的浮泥通過氣提浮渣撇除機構得以去除，降低了二沉池的懸浮物濃度。氣提浮渣的動力源用風機組旁路供氣，間歇運行，不額外增加設備和能耗。通過二沉池泥位計和自動排泥機構，按照預設程序進行自動排泥。
通過零重力跌流進水改善二沉池沉積性能，加上PAC助沉，最后經(jīng)過過濾池的進一步截留實現(xiàn)出水SS達標。生物除磷與化學除磷協(xié)同，通過在線TP檢測結果反饋，按照預設加藥梯度，自動加藥和調(diào)整加藥量的控制機構。
通過精準曝氣控制系統(tǒng)(在線MLSS、在線DO、在線氨氮、互為熱備的兩臺風機及PLC控制模塊組)，系統(tǒng)根據(jù)在線MLSS、在線DO、在線氨氮的結果反饋，調(diào)整兩臺風機的運行狀態(tài)，保證氨氮達標。通過在線TN檢測結果反饋，與預設警戒值比較大小，自動判斷是否加藥，以及按照預設加藥梯度，自動調(diào)整加藥量。
該技術能夠充分利用原水中的有機物，具有高效脫氮與節(jié)能降耗優(yōu)勢，實現(xiàn)減污降碳協(xié)同治理將是污水處理的主要技術提升方向。BEAOA新技術出水效果好，水質(zhì)穩(wěn)定，同時能夠高效循環(huán)利用污泥內(nèi)碳源，既節(jié)省藥劑成本，又降低了生化處理的曝氣量，達到脫氮除磷及節(jié)能減排的雙重效果。
此外，BEAOA新技術的應用還將有效降低污泥產(chǎn)量，從源頭解決“污泥之痛”，進一步降低污水處理全生命周期的碳排放量，提高水處理效能。
（發(fā)明人：王志帥;陽重陽;陳嘉祺;許文坤;溫有慶;梁輝政;何雄健;周俊芳）
