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(yīng)池單元，每個反應(yīng)池單元均為正六邊形，反應(yīng)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(yīng)池單元均設(shè)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(quán)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(yīng)池單元，每個反應(yīng)池單元均為正六邊形，反應(yīng)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(yīng)池單元均設(shè)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(quán)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(yīng)池單元由同型預(yù)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(quán)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(shè)有立軸攪拌裝置，好氧池(2)底部設(shè)有曝氣盤，兼氧池(3)同時設(shè)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(shè)有4個氣提浮渣撇除機構(gòu)(10)。
4.根據(jù)權(quán)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(shè)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(quán)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(quán)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(shè)在厭氧池(1)的MLSS分析儀(11)、設(shè)在好氧池(2)的DO監(jiān)測儀(12)、設(shè)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(quán)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(gòu)和排泥機構(gòu)(8)；回流機構(gòu)包括設(shè)在第一沉淀池(5)的第一回流機構(gòu)(91)和設(shè)在第二沉淀池(6)的第二回流機構(gòu)(92)，排泥機構(gòu)(8)包括設(shè)在第一沉淀池(5)的第一排泥機構(gòu)(93)和設(shè)在第二沉淀池(6)的第二排泥機構(gòu)(94)。
8.根據(jù)權(quán)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(gòu)(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(gòu)(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(gòu)(91)和第二回流機構(gòu)(92)按照設(shè)定比例等量連續(xù)回流。
9.根據(jù)權(quán)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(gòu)(93)、第二排泥機構(gòu)(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(gòu)(93)和第二排泥機構(gòu)(94)按照設(shè)定排泥時間間歇排泥。
10.根據(jù)權(quán)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(shè)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(gòu)(161)以及與兼氧池(3)連通的碳源加藥機構(gòu)(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(shù)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(yīng)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(shù)問題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)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(yīng)池單元，每個反應(yīng)池單元均為正六邊形，反應(yīng)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(yīng)池單元均設(shè)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(yīng)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(shè)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(yīng)，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(gòu)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(gòu)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(gòu)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(yīng)池單元由同型預(yù)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(gòu)筑物或產(chǎn)品裝置的低碳集約設(shè)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(shè)有立軸攪拌裝置，好氧池底部設(shè)有曝氣盤，兼氧池同時設(shè)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(shè)有4個氣提浮渣撇除機構(gòu)。
缺氧池與第一沉淀池和第二沉淀池的液位設(shè)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(shè)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(shè)計，通過污水處理自控系統(tǒng)，準確控制污水處理設(shè)備運行工況，通過反饋調(diào)節(jié)指導(dǎo)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(shè)在厭氧池1的MLSS分析儀、設(shè)在好氧池的DO監(jiān)測儀、設(shè)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(jié)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(gòu)和排泥機構(gòu)；回流機構(gòu)包括設(shè)在第一沉淀池的第一回流機構(gòu)和設(shè)在第二沉淀池的第二回流機構(gòu)，排泥機構(gòu)包括設(shè)在第一沉淀池的第一排泥機構(gòu)和設(shè)在第二沉淀池的第二排泥機構(gòu)。
采用并聯(lián)雙沉淀設(shè)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(gòu)連續(xù)泵至厭氧池，剩余污泥由第一排泥機構(gòu)按設(shè)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(gòu)連續(xù)泵至兼氧池，剩余污泥由第二排泥機構(gòu)按設(shè)定時間間歇泵至外部污泥儲池。
優(yōu)選的，第一回流機構(gòu)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(gòu)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(gòu)和第二回流機構(gòu)按照設(shè)定比例等量連續(xù)回流。
優(yōu)選的，第一排泥機構(gòu)、第二排泥機構(gòu)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(gòu)和第二排泥機構(gòu)按照設(shè)定排泥時間間歇排泥。
優(yōu)選的，加藥系統(tǒng)包括設(shè)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(gòu)以及與兼氧池連通的碳源加藥機構(gòu)。
自動加藥和調(diào)整加藥量，根據(jù)在線檢修結(jié)果反饋，預(yù)設(shè)警戒值，自動判斷是否加藥，以及按照預(yù)設(shè)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(chǔ)上，尤其考慮到實際應(yīng)用場景下可能存在的碳氮比嚴重失衡情形，增設(shè)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(shè)計和控制方法。
本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)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(shè)計，通過污水處理自控系統(tǒng)，準確控制污水處理設(shè)備運行工況，通過反饋調(diào)節(jié)指導(dǎo)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(shè)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(gòu)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(shè)備和能耗。通過二沉池泥位計和自動排泥機構(gòu)，按照預(yù)設(shè)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(jié)果反饋，按照預(yù)設(shè)加藥梯度，自動加藥和調(diào)整加藥量的控制機構(gòu)。
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(jié)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(jié)果反饋，與預(yù)設(shè)警戒值比較大小，自動判斷是否加藥，以及按照預(yù)設(shè)加藥梯度，自動調(diào)整加藥量。
該技術(shù)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(shù)提升方向。BEAOA新技術(shù)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(shù)的應(yīng)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）
