申請(qǐng)日2016.05.06
公開(公告)日2016.10.12
IPC分類號(hào)C02F9/14
摘要
本實(shí)用新型涉及一種高自適應(yīng)性的污水深度凈化裝置，該裝置包括調(diào)節(jié)池、厭氧池、一級(jí)沉淀池、曝氣生物濾池、缺氧反硝化池、懸浮填料曝氣池、快速曝氣池、二級(jí)沉淀池、澄清池以及PLC。本實(shí)用新型裝置基于雙污泥反硝化脫氮除磷原理，建立了厭氧‑缺氧‑好氧‑好氧的活性污泥反硝化系統(tǒng)和曝氣生物濾池的好氧生物膜硝化系統(tǒng)。本實(shí)用新型具有自動(dòng)調(diào)節(jié)功能的進(jìn)水調(diào)節(jié)系統(tǒng)，大大降低了的水質(zhì)和水量變化;自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制使缺氧反硝化池的反硝化反應(yīng)的達(dá)到幾乎穩(wěn)定的狀態(tài);實(shí)現(xiàn)連續(xù)流懸浮填料曝氣池的硝化終點(diǎn)的動(dòng)態(tài)控制;本實(shí)用新型能在污水水質(zhì)變化、水量和濃度發(fā)生變化的情況下，實(shí)現(xiàn)對(duì)生活污水的深度的脫氮除磷和降解有機(jī)物的作用。
權(quán)利要求書
1.一種高自適應(yīng)性的污水深度凈化裝置，其特征在于：包括調(diào)節(jié)池、厭氧池、一級(jí)沉淀池、曝氣生物濾池、缺氧反硝化池、懸浮填料曝氣池、快速曝氣池、二級(jí)沉淀池、澄清池以及PLC，所述調(diào)節(jié)池的出水口通過(guò)管道和進(jìn)水泵與厭氧池的進(jìn)水口相連，厭氧池的出水口與一級(jí)沉淀池的進(jìn)水口相連，一級(jí)沉淀池的上清液出水口與曝氣生物濾池的進(jìn)水口相連，一級(jí)沉淀池的排泥口通過(guò)管道和污泥超越泵與缺氧反硝化池的進(jìn)水口相連，曝氣生物濾池的排水口與缺氧反硝化池的進(jìn)水口相連，缺氧反硝化池、懸浮填料曝氣池和快速曝氣池通過(guò)管道依次順序相連接，懸浮填料曝氣池的出水口通過(guò)管道和污泥混合液返回泵與缺氧反硝化池的進(jìn)水口相連接，快速曝氣池的出水口與二級(jí)沉淀池的進(jìn)水口相連，二級(jí)沉淀池的上清液出水口與澄清池的進(jìn)水口相連，二級(jí)沉淀池的排放口通過(guò)污泥返回泵與厭氧池的進(jìn)水口相連，二級(jí)沉淀池的排放口通過(guò)管道與排泥泵相連;澄清池的清液出口通過(guò)管道、反沖洗閥、反沖洗泵與曝氣生物濾池的排水口相連接，澄清池設(shè)排水管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高自適應(yīng)性的污水深度凈化裝置，其特征在于：所述一級(jí)沉淀池和二級(jí)沉淀池中均設(shè)有刮泥系統(tǒng)，刮泥系統(tǒng)包括與減速電機(jī)相連的中心軸，以及設(shè)置在中心軸上用于支撐刮泥板的支撐架，刮泥板貼附于沉淀池的錐形內(nèi)壁上做圓周運(yùn)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高自適應(yīng)性的污水深度凈化裝置，其特征在于：所述厭氧池上還設(shè)置氧化還原電位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該氧化還原電位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括設(shè)置在厭氧池出水口處的氧化還原電極，以及與PLC相連的在線氧化還原電位測(cè)定儀器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高自適應(yīng)性的污水深度凈化裝置，其特征在于：所述調(diào)節(jié)池通過(guò)設(shè)置在其內(nèi)部的液位傳感器探頭與液位傳感器連接，并通過(guò)進(jìn)水泵與厭氧池的進(jìn)水口相連，進(jìn)水泵與變頻器連接，PLC分別與液位傳感器、液體電磁流量計(jì)和變頻器連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高自適應(yīng)性的污水深度凈化裝置，其特征在于：所述曝氣生物濾池中設(shè)有填料層、布水器、溶解氧測(cè)定系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)和反沖洗排水閥;曝氣生物濾池上部為圓筒型，下部為同直徑的錐角為60度的倒圓錐形，圓錐與圓筒的接合處水平設(shè)置不銹鋼的篩孔板，篩孔徑為5mm，篩孔板上裝填填料形成填料層，填料粒徑為0.6～1.5cm;填料為火山巖、陶粒、石英砂或沸石;填料層上方設(shè)有布水管，布水管與曝氣生物濾池的進(jìn)水口相連通;其中，溶解氧測(cè)定系統(tǒng)包括設(shè)于曝氣生物濾池排水口與缺氧反硝化池相連管路中的溶解氧電極，以及與PLC相連的在線溶解氧測(cè)定儀器;曝氣系統(tǒng)包括設(shè)置在曝氣生物濾池填料層中的供氧曝氣頭和反沖洗曝氣頭，與供氧曝氣頭和反沖洗曝氣頭相連的氣體流量計(jì)，與氣體流量計(jì)相連的曝氣泵，以及與曝氣泵相連的變頻器，變頻器與PLC相連;反沖洗排水閥設(shè)于曝氣生物濾池的填料層上方，用于反沖洗時(shí)排放，供氧曝氣頭設(shè)置于填料層的1/3高度處，通過(guò)常開氣體電磁閥控制，用于正常的曝氣供氧硝化反應(yīng);反沖洗曝氣頭設(shè)于填料層的底部，通過(guò)常閉氣體電磁閥控制，用于反沖洗時(shí)使用。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高自適應(yīng)性的污水深度凈化裝置，其特征在于：所述缺氧反硝化池上還設(shè)有氧化還原電位控制系統(tǒng)、有機(jī)碳源計(jì)量系統(tǒng)以及曝氣系統(tǒng);其中，氧化還原電位控制系統(tǒng)包括設(shè)置在缺氧反硝化池中出水端處的氧化還原電極，以及與PLC相連的在線氧化還原電位測(cè)定儀器;有機(jī)碳源計(jì)量系統(tǒng)包括有機(jī)碳源儲(chǔ)存池，以及通過(guò)管道與缺氧反硝化池連接的有機(jī)碳源計(jì)量泵，有機(jī)碳源計(jì)量泵與PLC連接;曝氣系統(tǒng)包括設(shè)置在缺氧反硝化池底部的曝氣頭，與曝氣頭相連的氣體流量計(jì)，與氣體流量計(jì)相連的曝氣泵，以及與曝氣泵相連的變頻器，變頻器與PLC相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高自適應(yīng)性的污水深度凈化裝置，其特征在于：所述懸浮填料曝氣池中設(shè)有懸浮填料、pH測(cè)定系統(tǒng)和曝氣系統(tǒng);其中，懸浮填料多孔球狀聚氨酯海綿填料，其直徑為0.5～3cm，孔徑為0.5～4mm，或者懸浮填料是帶有空隙的柱狀、球狀或立方體填料，所用懸浮填料的總體積占懸浮填料曝氣池有效體積的10～30%;pH測(cè)定系統(tǒng)包括設(shè)置在懸浮填料曝氣池中出水端處的pH電極，以及與PLC相連的在線pH測(cè)定儀器;曝氣系統(tǒng)包括設(shè)置在懸浮填料曝氣池底部的曝氣頭，與曝氣頭相連的氣體流量計(jì)，與氣體流量計(jì)相連的曝氣泵，以及與曝氣泵相連的變頻器，變頻器與PLC相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高自適應(yīng)性的污水深度凈化裝置，其特征在于：所述快速曝氣池上還設(shè)有氧化還原電位控制系統(tǒng)和曝氣系統(tǒng);其中，氧化還原電位控制系統(tǒng)包括設(shè)置在快速曝氣池中出水口處的氧化還原電極，以及與PLC相連的在線氧化還原電位測(cè)定儀器;曝氣系統(tǒng)包括設(shè)置在快速曝氣池底部的曝氣頭，與曝氣頭相連的氣體流量計(jì)，與氣體流量計(jì)相連的曝氣泵，以及與曝氣泵相連的變頻器，變頻器與PLC相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高自適應(yīng)性的污水深度凈化裝置，其特征在于：所述PLC與上位機(jī)相連;PLC與在線氧化還原電位測(cè)定儀器之間、PLC與變頻器之間、PLC與在線溶解氧測(cè)定儀器之間、PLC與在線pH測(cè)定儀器之間、PLC與有機(jī)碳源計(jì)量泵之間、PLC與液位傳感器之間、PLC與液體電磁流量計(jì)之間的電連接均采用485通信方式連接。
說(shuō)明書
一種高自適應(yīng)性的污水深度凈化裝置
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高自適應(yīng)性的污水深度凈化裝置。
背景技術(shù)
近年來(lái)，我國(guó)城鎮(zhèn)、居民區(qū)和生活小區(qū)周邊都配套建設(shè)和運(yùn)行了許多的中小污水處理廠，由于受到污水水質(zhì)和水量的波動(dòng)、管理水平低下以及工藝自動(dòng)化程度較低等因素，出水水質(zhì)一般較差，尤其是氮磷的去除率較低，很難達(dá)到我國(guó)污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)。大量中小型污水廠的凈化水作為景觀水或者灌溉水回用，由于富含較高的氮磷營(yíng)養(yǎng)元素，容易誘發(fā)藍(lán)藻水華現(xiàn)象，引起地下水環(huán)境污染。目前，針對(duì)水質(zhì)和水量變化的、能自動(dòng)適應(yīng)，自動(dòng)調(diào)節(jié)、能深度凈化污水的中小污水處理裝置和工藝技術(shù)研究還較少。
實(shí)用新型內(nèi)容
為解決上述問題，本實(shí)用新型提供一種高自適應(yīng)性的污水深度凈化裝置及方法，該裝置及其方法依據(jù)雙污泥反硝化脫氮除磷原理，基于PLC在線控制技術(shù)，在添加有機(jī)碳源的條件下，通過(guò)調(diào)節(jié)池控制系統(tǒng)的均速進(jìn)水控制、穩(wěn)定狀態(tài)的反硝化控制、低氧低氨氮濃度硝化液的精確控制，和動(dòng)態(tài)調(diào)整的連續(xù)流懸浮填料曝氣池硝化終點(diǎn)控制，污泥混合液回流反硝化等脫氮除磷技術(shù)的優(yōu)化組合，強(qiáng)化對(duì)污水的脫氮除磷的效果，同時(shí)使裝置能適應(yīng)進(jìn)水水量、水質(zhì)、污水濃度的變化沖擊。
本實(shí)用新型通過(guò)下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種高自適應(yīng)性的污水深度凈化裝置，包括調(diào)節(jié)池、厭氧池、一級(jí)沉淀池、曝氣生物濾池、缺氧反硝化池、懸浮填料曝氣池、快速曝氣池、二級(jí)沉淀池、澄清池以及PLC，所述調(diào)節(jié)池的出水口通過(guò)管道和進(jìn)水泵與厭氧池的進(jìn)水口相連，厭氧池的出水口與一級(jí)沉淀池的進(jìn)水口相連，一級(jí)沉淀池的上清液出水口與曝氣生物濾池的進(jìn)水口相連，一級(jí)沉淀池的排泥口通過(guò)管道和污泥超越泵與缺氧反硝化池的進(jìn)水口相連，曝氣生物濾池的排水口與缺氧反硝化池的進(jìn)水口相連，缺氧反硝化池、懸浮填料曝氣池和快速曝氣池通過(guò)管道依次順序相連接，懸浮填料曝氣池的出水口通過(guò)管道和污泥混合液返回泵與缺氧反硝化池的進(jìn)水口相連接，快速曝氣池的出水口與二級(jí)沉淀池的進(jìn)水口相連，二級(jí)沉淀池的上清液出水口與澄清池的進(jìn)水口相連，二級(jí)沉淀池的排放口通過(guò)污泥返回泵與厭氧池的進(jìn)水口相連，二級(jí)沉淀池的排放口通過(guò)管道與排泥泵相連，用于排放剩余污泥;澄清池的清液出口通過(guò)管道、反沖洗閥、反沖洗泵與曝氣生物濾池的排水口相連接，澄清池設(shè)排水管。
所述調(diào)節(jié)池、厭氧池、缺氧反硝化池和快速曝氣池內(nèi)均設(shè)有潛水?dāng)嚢杵�。起到混合攪拌物料的作用。所述厭氧池和缺氧反硝化池的頂部均設(shè)有排氣管。
所述一級(jí)沉淀池和二級(jí)沉淀池中均設(shè)有刮泥系統(tǒng)，刮泥系統(tǒng)包括與減速電機(jī)相連的中心軸，以及設(shè)置在中心軸上用于支撐刮泥板的支撐架，刮泥板貼附于沉淀池的錐形內(nèi)壁上做圓周運(yùn)動(dòng)。刮泥系統(tǒng)由減速電機(jī)帶動(dòng)低速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速以不攪動(dòng)污泥為宜，刮泥系統(tǒng)的主要作用是將沉淀池底部錐形邊緣的污泥刮到沉淀池的中央，可以減少污泥的停留時(shí)間，避免污泥在沉淀池過(guò)度積累產(chǎn)生局部厭氧，導(dǎo)致的磷的二次釋放，同時(shí)能提高厭氧池、缺氧反硝化池和的污泥濃度，加快反硝化速率。刮泥系統(tǒng)對(duì)沉降區(qū)域的污泥進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄_動(dòng)，填補(bǔ)污泥抽空上方的空腔，加速泵對(duì)污泥的抽吸。刮泥系統(tǒng)能顯著提高污泥的流動(dòng)性，最大限度的減少污泥在沉淀池的停留時(shí)間，提高厭氧池和缺氧反硝化池污泥的濃度。
所述厭氧池上還設(shè)置氧化還原電位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該氧化還原電位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括設(shè)置在厭氧池出水口處的氧化還原電極，以及與PLC相連的在線氧化還原電位測(cè)定儀器。
所述調(diào)節(jié)池通過(guò)設(shè)置在其內(nèi)部的液位傳感器探頭與液位傳感器連接，并通過(guò)進(jìn)水泵與厭氧池的進(jìn)水口相連，進(jìn)水泵與變頻器連接，PLC分別與液位傳感器、液體電磁流量計(jì)和變頻器連接，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)和控制。即PLC通過(guò)液位傳感器探頭和液位傳感器監(jiān)測(cè)得當(dāng)天來(lái)水高峰期前的固定時(shí)刻的儲(chǔ)水量，與水位控制線對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)水量進(jìn)行比較，再根據(jù)近期每天進(jìn)水泵平均流量估算當(dāng)天進(jìn)水泵的流速，用液體電磁流量計(jì)測(cè)定進(jìn)水泵的流速，PLC通過(guò)改變變頻器的電源輸出頻率，使進(jìn)水泵按設(shè)定的流速工作。
所述曝氣生物濾池中設(shè)有填料層、布水器、溶解氧測(cè)定系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)和反沖洗排水閥;曝氣生物濾池上部為圓筒型，下部為同直徑的錐角為60度的倒圓錐形，圓錐與圓筒的接合處水平設(shè)置不銹鋼的篩孔板，篩孔徑為5mm，篩孔板上裝填填料形成填料層，填料粒徑為0.6～1.5cm;填料為火山巖、陶粒、石英砂或沸石;填料層上方設(shè)有布水管，布水管與曝氣生物濾池的進(jìn)水口相連通;其中，溶解氧測(cè)定系統(tǒng)包括設(shè)于曝氣生物濾池排水口與缺氧反硝化池相連管路中的溶解氧電極，以及與PLC相連的在線溶解氧測(cè)定儀器;曝氣系統(tǒng)包括設(shè)置在曝氣生物濾池填料層中的供氧曝氣頭和反沖洗曝氣頭，分別與供氧曝氣頭和反沖洗曝氣頭相連的氣體流量計(jì)，與氣體流量計(jì)相連的曝氣泵，以及與曝氣泵相連的變頻器，變頻器與PLC相連;反沖洗排水閥設(shè)于曝氣生物濾池的填料層上方，用于反沖洗時(shí)排放，供氧曝氣頭設(shè)置于填料層的1/3高度處，通過(guò)常開氣體電磁閥控制，用于正常的曝氣供氧硝化反應(yīng);反沖洗曝氣頭設(shè)于填料層的底部，通過(guò)常閉氣體電磁閥控制，用于反沖洗時(shí)使用。曝氣生物濾池長(zhǎng)期運(yùn)行，會(huì)有大量污泥和生物膜積累，會(huì)使曝氣生物濾池發(fā)生堵塞，大量微生物的積累會(huì)發(fā)生磷的釋放而影響除磷效果。因此，當(dāng)污水深度凈化裝置連續(xù)運(yùn)行15天至20天時(shí)應(yīng)對(duì)曝氣生物濾池進(jìn)行反沖洗，反沖洗時(shí)將設(shè)置于曝氣生物濾池與缺氧反硝化池之間管路中的常開硝化液電磁閥關(guān)閉，同時(shí)開啟反沖洗泵，將澄清池的澄清液從曝氣生物濾池下方排水口注入曝氣生物濾池中，同時(shí)關(guān)閉供氧曝氣頭的常開氣體電磁閥，打開反沖洗曝氣頭的常閉氣體電磁閥，通過(guò)反沖洗和加大曝氣量，利用氣泡向上運(yùn)動(dòng)的切割和擾動(dòng)使填料層上的生物膜脫落。反沖洗時(shí)間為5-10分鐘。
所述缺氧反硝化池上還設(shè)有氧化還原電位控制系統(tǒng)、有機(jī)碳源計(jì)量系統(tǒng)以及曝氣系統(tǒng);其中，氧化還原電位控制系統(tǒng)包括設(shè)置在缺氧反硝化池中出水端處的氧化還原電極，以及與PLC相連的在線氧化還原電位測(cè)定儀器;有機(jī)碳源計(jì)量系統(tǒng)包括有機(jī)碳源儲(chǔ)存池，以及通過(guò)管道與缺氧反硝化池連接的有機(jī)碳源計(jì)量泵，有機(jī)碳源計(jì)量泵與PLC連接;曝氣系統(tǒng)包括設(shè)置在缺氧反硝化池底部的曝氣頭，與曝氣頭相連的氣體流量計(jì)，與氣體流量計(jì)相連的曝氣泵，以及與曝氣泵相連的變頻器，變頻器與PLC相連。PLC通過(guò)調(diào)整缺氧反硝化池中的曝氣強(qiáng)度，調(diào)整有機(jī)碳源計(jì)量泵的流速來(lái)控制缺氧反硝化池的氧化還原電位，使反硝化反應(yīng)剛好達(dá)到設(shè)定的要求。當(dāng)有外加有機(jī)碳源添加時(shí)，本裝置適合于處理污水碳氮比為3～14，碳磷比大于50的生活污水;當(dāng)無(wú)外加有機(jī)碳源添加時(shí)，本裝置適合于處理污水碳氮比為6～14，碳磷比大于50的生活污水。
所述懸浮填料曝氣池中設(shè)有懸浮填料、pH測(cè)定系統(tǒng)和曝氣系統(tǒng);其中，懸浮填料為多孔球狀聚氨酯海綿填料，其直徑為0.5～3cm，孔徑為0.5～4mm，或者懸浮填料是帶有空隙的柱狀、球狀或立方體填料，所用懸浮填料的總體積占懸浮填料曝氣池有效體積的10～30%;pH測(cè)定系統(tǒng)包括設(shè)置在懸浮填料曝氣池中出水端處的pH電極，以及與PLC相連的在線pH測(cè)定儀器;曝氣系統(tǒng)包括設(shè)置在懸浮填料曝氣池底部的曝氣頭，與曝氣頭相連的氣體流量計(jì)，與氣體流量計(jì)相連的曝氣泵，以及與曝氣泵相連的變頻器，變頻器與PLC相連。PLC通過(guò)定期增加和減少懸浮填料曝氣池的曝氣量，檢測(cè)pH變化規(guī)律來(lái)確定硝化反應(yīng)的終點(diǎn)，決定曝氣強(qiáng)度的。
所述快速曝氣池上還設(shè)有氧化還原電位控制系統(tǒng)和曝氣系統(tǒng);其中，氧化還原電位控制系統(tǒng)包括設(shè)置在快速曝氣池中出水口處的氧化還原電極，以及與PLC相連的在線氧化還原電位測(cè)定儀器;曝氣系統(tǒng)包括設(shè)置在快速曝氣池底部的曝氣頭，與曝氣頭相連的氣體流量計(jì)，與氣體流量計(jì)相連的曝氣泵，以及與曝氣泵相連的變頻器，變頻器與PLC相連。PLC通過(guò)調(diào)整快速曝氣池的曝氣強(qiáng)度，使快速曝氣池的氧化還原電位剛好達(dá)到設(shè)定的要求，通過(guò)好氧吸磷作用，在末端強(qiáng)化對(duì)磷的去除。
所述PLC與上位機(jī)相連;PLC與在線氧化還原電位測(cè)定儀器之間、PLC與變頻器之間、PLC與在線溶解氧測(cè)定儀器之間、PLC與在線pH測(cè)定儀器之間、PLC與有機(jī)碳源計(jì)量泵之間、PLC與液位傳感器之間、PLC與液體電磁流量計(jì)之間的電連接均采用485通信方式連接。
采用上述高自適應(yīng)性的污水深度凈化裝置，對(duì)污水進(jìn)行深度凈化是經(jīng)過(guò)下列各步驟：
(1)在上位機(jī)中預(yù)設(shè)PLC的控制要求，使PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)下列步驟的控制;
(2)待處理污水自進(jìn)水管送入調(diào)節(jié)池對(duì)水量和水質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)，PLC根據(jù)液位傳感器探頭和液位傳感器監(jiān)測(cè)得到結(jié)果，通過(guò)液體電磁流量計(jì)和變頻器每天調(diào)整一次進(jìn)水泵的流速，PLC將調(diào)節(jié)池當(dāng)天用水高峰期來(lái)臨前同一時(shí)刻的儲(chǔ)水量減去來(lái)水低峰時(shí)水位控制線儲(chǔ)水量，并加上近期每天的平均進(jìn)水量的結(jié)果來(lái)估算當(dāng)天的進(jìn)水泵流速，即：
進(jìn)水泵流速(m3/小時(shí))=(低峰水位控制線儲(chǔ)水量—當(dāng)天凌晨低峰同一時(shí)刻的儲(chǔ)水量+近幾日每天平均進(jìn)水泵總量)/24(小時(shí));
對(duì)于來(lái)水每周或者每隔幾天出現(xiàn)的周期性變化，可以通過(guò)設(shè)置來(lái)水周期內(nèi)不同日期的低峰時(shí)水位控制線來(lái)減少每天進(jìn)水泵流速差異，對(duì)于來(lái)水較多的日期提高低峰水位控制線，對(duì)于來(lái)水較少的日期調(diào)低低峰水位控制線來(lái)減少每天之間來(lái)水量的差異，保障裝置的正常運(yùn)行;經(jīng)過(guò)這樣的進(jìn)水流速控制，每天的進(jìn)水流速只改變一次，每天之間的流速變化也得到大大的削減，減少了流速劇烈變化對(duì)污水氮磷的凈化效率的干擾;
(3)調(diào)節(jié)池流出的污水經(jīng)過(guò)進(jìn)水泵輸送到厭氧池中，與二級(jí)沉淀池沉淀的經(jīng)過(guò)污泥返回泵返回的污泥進(jìn)行混合，在厭氧條件下釋放磷，厭氧池出水口處設(shè)置的氧化還原電極用以監(jiān)測(cè)厭氧池的釋放磷的情況，當(dāng)厭氧池的氧化還原電位小于-300mv，達(dá)到厭氧釋磷條件，得到污泥混合液;
(4)步驟(3)所得污泥混合液從厭氧池進(jìn)入一級(jí)沉淀池進(jìn)行沉降分離，所得上清液流入曝氣生物濾池，沉淀污泥經(jīng)污泥超越泵輸送至缺氧反硝化池中;上清液中的氨氮在曝氣生物濾池中全部氧化成硝酸鹽和亞硝酸鹽，曝氣生物濾池通過(guò)在線溶解氧測(cè)定儀器監(jiān)測(cè)的出水溶解氧變化進(jìn)而通過(guò)PLC控制曝氣系統(tǒng)提供的曝氣強(qiáng)度，使曝氣生物濾池中的出水溶解氧濃度為0.5～1mg/L，得到硝化液;
(5)硝化液進(jìn)入缺氧反硝化池，硝化液和經(jīng)污泥超越泵流入的沉淀污泥在缺氧反硝化池中發(fā)生反硝化吸磷和反硝化脫氮反應(yīng)，PLC將缺氧反硝化池的氧化還原電位值與設(shè)定的控制范圍進(jìn)行比較，確定缺氧反硝化池的曝氣系統(tǒng)停止和運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)曝氣量的大小，以及有機(jī)碳源計(jì)量泵的流量;
當(dāng)添加有機(jī)碳源時(shí)，PLC不會(huì)改變?nèi)毖醴聪趸睾涂焖倨貧獬氐难趸�原電位控制范圍，PLC通過(guò)調(diào)節(jié)缺氧反硝化池的曝氣強(qiáng)度，和控制外加有機(jī)碳源計(jì)量泵的流速來(lái)控制缺氧反硝化池的氧化還原電位，實(shí)現(xiàn)對(duì)缺氧反硝化池反硝化反應(yīng)的終點(diǎn)的控制;為合理利用有機(jī)碳源，外加有機(jī)碳源計(jì)量泵只能在缺氧反硝化池的曝氣泵停止運(yùn)行時(shí)才能向缺氧反硝化池提供有機(jī)碳源;當(dāng)添加有機(jī)碳源時(shí)，PLC控制缺氧反硝化池的氧化還原電位的控制方法見表1：
表1 外加有機(jī)碳源時(shí)缺氧反硝化池和快速曝氣池氧化還原電位控方法
當(dāng)不添加有機(jī)碳源時(shí)，PLC裝置首先是通過(guò)調(diào)節(jié)缺氧反硝化池的曝氣強(qiáng)度，來(lái)控制缺氧反硝化池的氧化還原電位，當(dāng)缺氧反硝化池的曝氣泵停止運(yùn)行時(shí)，則還通過(guò)調(diào)整快速曝氣池的氧化還原電位的控制范圍來(lái)實(shí)現(xiàn)缺氧反硝化池的控制要求;快速曝氣池氧化還原電位實(shí)際的控制范圍即移動(dòng)控制范圍可以在較大范圍內(nèi)移動(dòng)，這個(gè)較大的控制范圍即快速曝氣池的氧化還原電位控制區(qū)間，PLC根據(jù)缺氧反硝化池氧化還原電位的控制需要，在快速曝氣池的氧化還原電位控制區(qū)間內(nèi)對(duì)快速曝氣池的移動(dòng)控制范圍進(jìn)行上下移動(dòng)調(diào)整;在不添加有機(jī)碳源時(shí)，PLC控制缺氧反硝化池、快速曝氣池的氧化還原電位的具體控制方法見表2：
表2 無(wú)外加有機(jī)碳源添加時(shí)缺氧反硝化池和快速曝氣池氧化還原電位控制方法
(6)從缺氧反硝化池中流出的污泥混合液流入懸浮填料曝氣池進(jìn)行好氧硝化、好氧吸磷和有機(jī)物的降解;懸浮填料曝氣池中懸浮填料一方面強(qiáng)化懸浮填料曝氣池的硝化作用，另一方面懸浮填料較厚的生物膜使懸浮填料曝氣池具有一定的同時(shí)硝化反硝化脫氮能力;為確保懸浮填料曝氣池中污泥混合液的氨氮完全發(fā)生硝化反應(yīng)，曝氣系統(tǒng)通過(guò)定期增加和減少懸浮填料曝氣池的曝氣強(qiáng)度，同時(shí)通過(guò)pH測(cè)定系統(tǒng)檢測(cè)pH變化規(guī)律來(lái)確定硝化反應(yīng)的終點(diǎn)和保持相應(yīng)的曝氣強(qiáng)度;
一段較短時(shí)間范圍內(nèi)，進(jìn)水水質(zhì)一般相對(duì)穩(wěn)定，在懸浮填料曝氣池這種連續(xù)流曝氣池中，剛好實(shí)現(xiàn)氨氮的全部硝化所需的曝氣強(qiáng)度和對(duì)應(yīng)的pH值是相對(duì)穩(wěn)定不變的，曝氣強(qiáng)度不足和較大會(huì)對(duì)pH產(chǎn)生顯著的影響，可以通過(guò)短時(shí)間內(nèi)增加或者減少曝氣強(qiáng)度來(lái)改變硝化反應(yīng)強(qiáng)度，來(lái)?yè)渥较趸磻?yīng)的終點(diǎn)。因此，懸浮填料曝氣系統(tǒng)通過(guò)定期增加和減少懸浮填料曝氣池的曝氣強(qiáng)度，同時(shí)通過(guò)pH測(cè)定系統(tǒng)檢測(cè)pH變化規(guī)律來(lái)確定硝化反應(yīng)的終點(diǎn)和保持相應(yīng)的曝氣強(qiáng)度;
當(dāng)增加曝氣強(qiáng)度：如果pH上升這時(shí)曝氣強(qiáng)度已經(jīng)超過(guò)了硝化反應(yīng)的終點(diǎn)，應(yīng)該減少曝氣強(qiáng)度;如果pH下降則硝化反應(yīng)不完全，需加大曝氣強(qiáng)度;如果pH先下降后上升，這時(shí)曝氣強(qiáng)度剛好處在硝化終點(diǎn)，采用調(diào)整后的曝氣強(qiáng)度;當(dāng)減少曝氣強(qiáng)度時(shí)：如果pH下降，則曝氣強(qiáng)度已經(jīng)超過(guò)了硝化反應(yīng)的終點(diǎn)，需進(jìn)一步減少曝氣強(qiáng)度;如果pH上升，則硝化反應(yīng)不完全，需加大曝氣強(qiáng)度;如果pH呈現(xiàn)先下降后上升的規(guī)律，這時(shí)曝氣強(qiáng)度剛好處在硝化終點(diǎn)，將曝氣強(qiáng)度調(diào)整回原有曝氣強(qiáng)度不變;
(7)污泥混合液從懸浮填料曝氣池流出的一部分通過(guò)污泥混合液返回泵輸送入缺氧反硝化池做循環(huán)處理，另一部分則流入快速曝氣池;
當(dāng)無(wú)外加有機(jī)碳源時(shí)，PLC根據(jù)需要控制曝氣系統(tǒng)提供的曝氣強(qiáng)度來(lái)調(diào)整快速曝氣池的氧化還原電位，強(qiáng)化對(duì)磷的好氧吸收作用，和對(duì)剩余有機(jī)物的降解，見表1;當(dāng)無(wú)外加有機(jī)碳源時(shí)，快速曝氣池的氧化還原電位的控制范圍(即移動(dòng)控制范圍)會(huì)隨著缺氧反硝化池的控制需要在控制區(qū)間范圍內(nèi)移動(dòng)調(diào)節(jié)，并通過(guò)控制曝氣系統(tǒng)提供的曝氣強(qiáng)度來(lái)使快速曝氣池的氧化還原電位在移動(dòng)控制范圍內(nèi)，以適應(yīng)污水水質(zhì)和濃度發(fā)生的變化，見表2;
(8)污泥混合液流入二級(jí)沉淀池進(jìn)行固液分離，二級(jí)沉淀池所得上清液排到澄清池做進(jìn)一步沉降，所得污泥中的一部分通過(guò)污泥返回泵返回到厭氧池做循環(huán)處理，另一部分污泥作為剩余污泥用排泥泵定量排出;澄清池所得凈化水通過(guò)排水管排出即為處理后出水;澄清池收集的污泥定時(shí)通過(guò)排泥閥排放;
當(dāng)本裝置連續(xù)運(yùn)行15天至20天時(shí)應(yīng)對(duì)曝氣生物濾池進(jìn)行反沖洗，反沖洗時(shí)將設(shè)置于曝氣生物濾池與缺氧反硝化池之間的管路中的常開硝化液電磁閥關(guān)閉，同時(shí)開啟反沖洗泵，將澄清池的清液從曝氣生物濾池下方排水口注入曝氣生物濾池中，同時(shí)關(guān)閉供氧曝氣頭的常開氣體電磁閥，打開反沖洗曝氣頭的常閉氣體電磁閥，通過(guò)反沖洗和加大曝氣量，利用氣泡向上運(yùn)動(dòng)的切割和擾動(dòng)使填料層上的生物膜脫落;
其中，污泥混合液在各池停留時(shí)間預(yù)設(shè)：厭氧池1～3h、曝氣生物濾池2～8h、缺氧反硝化池1.5～4h、懸浮填料曝氣池0.5～2h、快速曝氣池0.2～1h;
曝氣生物濾池的氣水比為10～40;
厭氧池、缺氧反硝化池和懸浮填料曝氣池的污泥濃度控制在2000～5000mg/L的范圍內(nèi);
以污泥返回泵的流速為參照，各泵流速比例范圍預(yù)設(shè)：污泥返回泵流速比例100%;進(jìn)水泵比例50～200%;污泥超越泵流速比例30～80%;污泥混合液回流泵流速比例100～200%;
厭氧池、一級(jí)沉降池、缺氧反硝化池、懸浮填料曝氣池、快速曝氣池和二級(jí)沉降池中的活性污泥停留時(shí)間為10～17天;
厭氧池氧化還原電位控制范圍<-300mv，缺氧反硝化池氧化還原電位控制區(qū)間-170～-100mv，快速曝氣池氧化還原電位控制區(qū)間0～+120mv。
使用本實(shí)用新型提供的裝置時(shí)，根據(jù)需要處理的污水濃度情況，污水的碳氮比、碳磷比和每天需要處理的污水量情況設(shè)計(jì)出各反應(yīng)池的大小。管理人員在運(yùn)行初期通過(guò)上位機(jī)人工對(duì)裝置進(jìn)行調(diào)試，根據(jù)污水的水質(zhì)和需要達(dá)到的凈化目標(biāo)的情況確定各控制參數(shù)的具體控制范圍，檢測(cè)進(jìn)出水和各反應(yīng)池可溶性磷、氨氮、硝酸根和亞硝酸根的變化情況，確定最佳的進(jìn)水泵的流速比、污泥超越泵的流速比、污泥返回泵的流速比，污泥混合液返回泵流速比，缺氧反硝化池氧化還原電位控制區(qū)間和初始的移動(dòng)控制范圍，快速曝氣池氧化還原電位控制區(qū)間和初始的移動(dòng)控制范圍、調(diào)節(jié)池水位控制線，曝氣生物濾池溶解氧控制范圍，懸浮填料曝氣池曝氣泵的初步電源頻率，初步確定進(jìn)水泵流速比，PLC就可以完全自行控制。
由于PLC對(duì)調(diào)節(jié)池的控制，使進(jìn)水流速和水質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定;PLC可以根據(jù)曝氣生物濾池出水溶解氧的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)曝氣生物濾池的曝氣強(qiáng)度，來(lái)達(dá)到曝氣生物濾池低氧低氨氮濃度的硝化液的動(dòng)態(tài)控制;PLC通過(guò)調(diào)整曝氣強(qiáng)度和有機(jī)碳源計(jì)量泵的流速，能快速控制水質(zhì)變化對(duì)缺氧反硝化池和快速曝氣池的氧化還原電位的造成的波動(dòng);硝化終點(diǎn)控制系統(tǒng)定期進(jìn)行硝化終點(diǎn)的檢測(cè)并保持曝氣強(qiáng)度略高于硝化終點(diǎn)所需的曝氣強(qiáng)度，確保水質(zhì)變動(dòng)時(shí)懸浮填料曝氣池氨氮完全發(fā)生硝化。PLC實(shí)時(shí)將缺氧反硝化池、懸浮填料曝氣池和快速曝氣池的氧化還原電位的值，曝氣生物濾池的溶解氧值，以及各變頻器的電源輸出頻率反饋回電腦端程序界。因此，本裝置對(duì)于污水濃度變化和水量變化、碳氮比、以及碳磷比的變化具有高度的自適應(yīng)能力。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果為：本實(shí)用新型裝置基于雙污泥反硝化脫氮除磷原理，建立了厭氧-缺氧-好氧-好氧的反硝化活性污泥系統(tǒng)和具有好氧硝化功能的生物膜系統(tǒng)(即曝氣生物濾池)相結(jié)合的雙污泥系統(tǒng)。
本實(shí)用新型在厭氧池前端設(shè)置了調(diào)節(jié)池并配置了的具有自動(dòng)調(diào)節(jié)功能的進(jìn)水調(diào)節(jié)系統(tǒng)，大大降低了的水質(zhì)和水量變化;通過(guò)外加有機(jī)碳源和曝氣強(qiáng)度的自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制使缺氧反硝化池的反硝化反應(yīng)的達(dá)到幾乎穩(wěn)定的狀態(tài);通過(guò)主動(dòng)改變曝氣強(qiáng)度確定硝化終點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)連續(xù)流懸浮填料曝氣池的硝化終點(diǎn)的動(dòng)態(tài)控制;采用低氨氮和低溶解氧濃度的硝化液出水控制技術(shù);采用污泥混合液回流反硝化技術(shù);采用厭氧釋磷、反硝化吸磷和好氧吸磷的生物除磷技術(shù);本實(shí)用新型能在污水水質(zhì)變化、水量和濃度發(fā)生變化的情況下，實(shí)現(xiàn)對(duì)生活污水的深度的脫氮除磷和降解有機(jī)物的作用。
本實(shí)用新型解決了中小污水處理工藝自動(dòng)控制能力差，無(wú)法實(shí)現(xiàn)深度脫氮除磷，出水水質(zhì)不穩(wěn)定的問題，適合于中小污水廠新建項(xiàng)目，通過(guò)多參數(shù)全自動(dòng)控制下，對(duì)污水水質(zhì)變化和污水水量變化具有一定自動(dòng)調(diào)節(jié)和適應(yīng)能力，能自動(dòng)補(bǔ)充有機(jī)碳源的保持動(dòng)態(tài)平衡，保證各種污水水質(zhì)條件下穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)深度脫氮除磷。該裝置及其方法依據(jù)雙污泥反硝化脫氮除磷原理，基于PLC在線控制技術(shù)，在添加有機(jī)碳源的條件下，通過(guò)調(diào)節(jié)池控制系統(tǒng)的均速進(jìn)水控制、穩(wěn)定狀態(tài)的反硝化控制、低氧低氨氮濃度硝化液的精確控制，和動(dòng)態(tài)調(diào)整的連續(xù)流懸浮填料曝氣池硝化終點(diǎn)控制，污泥混合液回流反硝化等脫氮除磷技術(shù)的優(yōu)化組合，強(qiáng)化對(duì)污水的脫氮除磷的效果，同時(shí)使裝置能適應(yīng)進(jìn)水水量、水質(zhì)、污水濃度的變化沖擊。
