CN105601030B - 一种循环序批运行的污水处理装置及工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种循环序批运行的污水处理装置及工艺。本发明的核心在于将多个SBR池布置成一个圆圈,中心池集水质水量调节、配水、污泥回流、混合液回流、生物选择等多功能于一体。单个SBR池在循环运行中执行不同的功能，本发明能以传统SBR运行,也能以多个SBR池组合运行。通过对进水、回流污泥、回流混合液、溶解氧等参数的控制,该工艺可实现A/O、A2/O、倒置A2/O、VIP、CASS和Bardenpho等多种工艺的运行,实现对各种水质、水量及难处理工业废水中碳、氮及磷污染良好的同时处理效果。本发明的装置结构紧凑、占地面积小，本发明的工艺具有投资省、运行费用低、运行维护简单等优点。

Description

一种循环序批运行的污水处理装置及工艺
技术领域
本发明涉及一种污水生物处理工艺领域，尤其涉及一种以SBR反应工艺为基础的循环序批运行的污水处理装置及工艺(CSBR)。
技术背景
SBR反应工艺是一种常用的活性污泥污水生物处理工艺。
传统的SBR(序批式活性法)反应工艺由进水、反应、沉淀、排水、闲置五个工序组成，整个工艺由一个反应池体构成，反应和沉淀工序均在这个池体内完成，对污水中碳源污染的处理效果较高，同时SBR工艺在沉淀阶段采用完全静沉的沉淀方法，沉淀过程中没有任何干扰，泥水分离效果良好。但是由于SBR工艺的运行方式中一个工序紧接另一个工序的序批式运行，因此，单个反应池进水不连续，工程中为了实现连续处理只能采用多个反应池并联运行，因此池体众多。同时单个反应池对污水中氮和磷的去除效果不高。工程中大多应用于处理规模小、对水中氮磷处理要求不高的场所，限制了SBR工艺的应用。
为了实现大规模污水处理的要求和同时脱氮除磷的要求，人们发明了多种改良的SBR反应工艺如MSBR工艺、CASS工艺、ICEAS工艺等。这些工艺虽具备了一定的同时脱氮除磷效果和能够连续运行及满足大规模污水处理的要求等特点，但其仍存在不足之处如：MSBR工艺主要采用的是活性污泥法，因而污水停留时间相对较长，加上处理步骤较多，导致***占地面积较大，建设投资大，运行维护复杂；ICEAS工艺和CASS工艺的静置沉淀效果受到进水的干扰，沉淀效果不佳，同时ICEAS工艺和CASS工艺的脱氮除磷效果也受到一定的限制，尤其是除磷效果不佳。同时这些改良工艺的占地面积大，运行费用高，基建投资大，运行维护复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种循环序批运行的污水处理装置及工艺，以克服现有SBR反应工艺的技术存在的缺陷和不足，实现同时高效去除污水中碳、氮、磷等污染物，本发明具有占地面积省、投资低、运行费用低、工艺维护管理简单等优点。
本发明的技术方案为：
一种循环序批运行的污水处理装置，包括中心池及围绕其一圈的两个以上的SBR池，所述的中心池与每个SBR池通过闸门连通，所述的中心池连接进水管、出水管和排泥阀，所述的SBR池均连接出水管和排泥阀，所述的SBR池相邻之间通过闸门连通，各SBR池通过闸门的开启或关闭实现并联或串联。
进一步地，所述的SBR池为两个或三个以上。
进一步地，还包括滗水器，所述滗水器连接在所述的中心池或SBR池的中上部。
一种循环序批运行的污水处理工艺，污水首先进入中心池，然后进入围绕中心池一圈的SBR池中继续进行反应或沉淀，所述的SBR池相邻之间通过闸门连通，各SBR池通过闸门的开启或关闭实现并联或串联，所述的中心池以厌氧方式运行，所述的SBR池为反应池或沉淀池，以好氧、缺氧或厌氧方式运行，污水或污泥在整个***中循环序批运行。
本发明的技术核心在于将多个能够独立运行的SBR池布置成一个圆圈形结构。整个工艺由两个以上的SBR池组成，多个SBR池围成一圈，圆圈的中心形成一个集水质水量调节、配水、污泥回流、混合液回流、生物选择器等功能为一体的中心池。单个SBR池在组合运行中循环执行不同的功能。
污水首先进入由SBR池围成的中心池中，中心池相当于一个水质和水量的调节池，用以缓解由于进水水质和水量不均匀而对生化处理过程形成冲击。
中心池一般以厌氧方式运行，内回流混合液中所挟带的活性污泥也进入中心池中，中心池类似于一个生物选择器，生物选择器中创造微生物种群在高负荷下的竞争条件，选择出优势菌种，有效抑制丝状菌繁殖，并能快速利用原有活性污泥及污水中所挟带污泥的快速吸附能力去除水中溶解性污染物。池中的厌氧条件也能使回流污泥中的磷充分释放，为该工艺对污水中磷的高效去除提供必要条件。
单个SBR池的运行方式既可以传统SBR池的方式运行，也可以多个SBR池组合的方式运行。污水从中心池进入SBR池后，单个SBR池以进水、反应、沉淀、排水、闲置这五个工序序批式运行。相当于多个SBR池并联运行，每个SBR池相互独立，互不干扰。
多个SBR池组合运行时，污水从一个反应池进入后，在本池内反应一段时间后，从本池与相邻反应池连接的闸门进入下一个反应池，还可以继续从连接闸门再进入下一个SBR池，从而实现多池组合运行，单个SBR池在组合运行中循环执行不同的功能。
作为优选地，四个SBR池两两组合形成两级串联组合运行，两池可以交替地以反应池或沉淀池的方式运行，再加上中心池，此时整个反应类似于CASS工艺，中心池执行生物选择器的功能，反应池运行的不同阶段还可分别以好氧-缺氧或厌氧-好氧的方式运行，以实现同时氮或除磷的要求。
作为优选地，三个SBR池形成组合运行，两侧的两个SBR池交替作为沉淀池，以好氧或厌氧方式运行，中间的SBR池作为反应池一直以好氧池方式运行；或者三个SBR池均作为反应池，以厌氧-好氧工艺或缺氧-好氧工艺运行；以实现好氧-厌氧或好氧-缺氧的工艺运行条件，从而实现对水中氮或磷的强化去除。
作为优选地，四个SBR池形成四级串联组合运行，以A2/O工艺运行时，第一级SBR池作为反应池以厌氧方式运行，第二级SBR池作为反应池以缺氧方式运行，第三级SBR池作为反应池以好氧方式运行，第四级SBR池作为沉淀池进行沉淀；一部分污水直接进入第一级SBR池，第一级SBR池中的活性污泥来自上一个循环所沉淀下来的污泥，在此反应池中进行厌氧磷的释放；另一部分污水进入第二级SBR池，第二级SBR池以缺氧方式运行，利用污水中的碳源进行反硝化脱氮，此时从第三级SBR池回流到中心池的硝酸盐混合液与原污水混合后从进水闸门进入第二级SBR池以实现反硝化脱氮；第三级SBR池以好氧方式运行，以实现污水中碳氧化、硝化和磷的过量吸收。反应完成后第四级SBR池执行沉淀功能，进行泥水分离；排水后第四级SBR池由沉淀池转为反应池，第三级SBR池转为沉淀池，从而实现了所有池体的循环功能。
作为优选地，四个SBR池形成四级串联组合运行，四个反应池以改良倒置的A2/O工艺运行，此时第一级SBR池作为反应池以缺氧方式运行，第二级SBR池作为反应池以厌氧方式运行，第三级SBR池作为反应池以好氧方式运行，第四级SBR池作为沉淀池进行沉淀；从第三级反应池回流到中心池的硝酸盐混合液与原污水混合后从进水闸门直接进入第一级SBR池，第一级SBR池中的活性污泥来自上一个循环所沉淀下来的污泥，在此SBR池中进行反硝化脱氮；第二级SBR池以厌氧方式运行，厌氧条件下活性污泥进行磷的释放；第三级SBR池以好氧方式运行，以实现污水中碳氧化、硝化和磷的过量吸收；反应完成后第四级SBR池执行沉淀工序，进行泥水分离及后续的排水工序。
四个SBR池组合运行时，通过开启和关闭闸门，控制混合液的回流位置，同时三个反应池以厌氧-缺氧-好氧池方式运行，还可以实现VIP工艺的运行方式。
五个及以上SBR池组合运行时，可以形成Bardenpho工艺的运行效果，以强化污水中氮和磷的同时去除效果。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明能够有多种组合工艺的运行方式，从而可以适应各种生活污水的水质条件，也可以适应各种工业废水的水质条件，同时还可以适应各种废水的水质和水量冲击，对污水中碳、氮和磷的污染均能产生较高的去除效果。
(2)本发明工艺的沉淀过程为完全静沉的沉淀方法，沉淀过程中没有受到任何干扰，因此效果与传统的SBR工艺相同，泥水分离效果良好。
(3)本发明的装置和工艺能够实现循环序批式处理，处理的效率高，且效果好，由于不需要另外设置沉淀池，也不需要设置污泥回流***和专用的内回流***，也不需要额外设置调节池，因此，占地面积小，工艺***单，运行费用低，运行维护简单。
附图说明
图1为本发明装置(SBR池为4个时)的平面示意图。
图2为图1所示装置的A-A剖视图。
图3为图1所示装置的B-B剖视图。
图4为单池以传统SBR工艺运行的流程图。
图5为四池两两组合运行的工艺流程图。
图6为三池组合运行的工艺流程图。
图7为四池组合以A2/O工艺运行的流程图。
图8为四池组合以改良倒置A2/O工艺运行的流程图。
图9为五池组合运行的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明并不限于此。
SBR池为4个时，本发明装置的平面示意图如图1所示。一种循环序批运行的污水处理装置，包括中心池1及围绕其一圈的第一SBR池2、第二SBR池3、第三SBR池4及第四SBR池5，中心池1与第一SBR池2通过闸门6或6’连通，中心池1与第二SBR池3通过闸门7或7’连通，中心池1与第三SBR池4通过闸门8或8’连通，中心池1与第四SBR池5通过闸门9或9’连通，第一SBR池2与第四SBR池5通过闸门10或10’连通，第一SBR池2与第二SBR池3通过闸门11或11’连通，第二SBR池3与第三SBR池4通过闸门12或12’连通，第三SBR池4与第四SBR池5通过闸门13或13’连通，第一SBR池2连接第一排泥管14，第二SBR池3连接第二排泥管15，第三SBR池4连接第三排泥管15，第四SBR池5连接第四排泥管16，同时，第一SBR池2与第四SBR池5均连接第一出水管18，第二SBR池3与第三SBR池4均连接第二出水管19，各SBR池通过闸门的开启或关闭实现并联或串联。
实施例1
单池以传统SBR工艺运行，其流程图如图4所示。污水从中心池1分别进入第一SBR池2、第二SBR池3、第三SBR池4及第四SBR池5，单个SBR池以进水、反应、沉淀、排水、闲置这五个工序序批式运行。多个SBR池并联运行，每个SBR池相互独立，互不干扰。
实施例2
四个SBR池两池组合以CASS工艺的方式运行，其流程图如图5所示。第一SBR池2和第三SBR池4在反应后期作为沉淀池，第二SBR池3和第四SBR池5作为反应池。污水首先进入中心池1，沉淀期结束后，第一SBR池2和第三SBR池4的沉淀污泥也回流到中心池1，此时中心池1作为生物选择器，而后污水进入第二SBR池3和第四SBR池5，第二SBR池3和第四SBR池5以兼氧的方式运行，进行反硝化脱氮活动。而后第二SBR池3中的混合液通过闸门进入第三SBR池4，第四SBR池5混合液通过闸门进入第一SBR池2。第一SBR池2和第三SBR池4以好氧的方式进行反应，反应过程中第一SBR池2和第三SBR池4中的混合液通过闸门回流进入中心池1，此时回流的主要目的是回流第一SBR池2和第三SBR池4中的硝酸盐。反应结束后，第一SBR池2和第三SBR池4进入沉淀工序，进行静止沉淀，沉淀结束后进入排水期，采用滗水器滗水后进入下一个循环。下一个循环还可以将第一SBR池2、第三SBR池4的功能和第二SBR池3、第四SBR池5的功能互换，或各池之间循环形成新的组合。
实施例3
四池组合以A2/O工艺的方式运行，其流程图如图7所示。中心池1为进水池，同时中心池1还兼有调节池的功能。中心池1处理后的污水首先进入第一SBR池2，第一SBR池2为以厌氧方式运行，第一SBR池2在上一个同期的功能为沉淀池，因此，保留在第一SBR池2中的回流污泥在第一SBR池2中进行厌氧磷释放，同时进水中的有机物进行厌氧氨化。第一SBR池2中的水流继续通过闸门进入第二SBR池3，第二SBR池3以兼氧的方式运行，同时从第三SBR池4通过闸门回流到中心池1中，与中心池1中的原污水组成混合液通过闸门进入第二SBR池3，在第二SBR池3中进行反硝化脱氮，同时第二SBR池3中继续进行磷释放。混合液继续从第二SBR池3中通过闸门流入第三SBR池4，第三SBR池4以好氧的方式运行，在第三SBR池4中主要进行BOD去除、硝化和磷的好氧吸收。之后第三SBR池4中的混合液通过闸门进入第四SBR池5，第四SBR池5以沉淀池的方式运行，在第四SBR池5中经过沉淀，泥水分离后上清液通过滗水器排放，沉淀下来的污泥一部分排放为剩余污泥，另一部分保留在第四SBR池5中作为回流污泥，从而避免了另外设置污泥回流设施。下一个同期的进水从第四SBR池5开始，以第三SBR池4作为沉淀池，从而实现了所有池体的循环功能。

Claims (3)

1.一种循环序批运行的污水处理工艺，其特征在于，污水首先进入中心池，然后进入围绕中心池一圈的SBR池中继续进行反应或沉淀，所述的SBR池相邻之间通过闸门连通，各SBR池通过闸门的开启或关闭实现并联或串联，所述的中心池以厌氧方式运行，所述的SBR池为反应池或沉淀池，以好氧、缺氧或厌氧方式运行，污水或污泥在整个***中循环序批运行；
所述的SBR池为四个，所述的SBR池两两组合形成两级串联组合运行，两池交替地以反应池或沉淀池的方式运行，再加上中心池，此时整个反应类似于CASS工艺，中心池执行生物选择器的功能，反应池运行的不同阶段分别以好氧-缺氧或厌氧-好氧的方式运行，以实现同时氮或除磷的要求。
2.一种循环序批运行的污水处理工艺，其特征在于，污水首先进入中心池，然后进入围绕中心池一圈的SBR池中继续进行反应或沉淀，所述的SBR池相邻之间通过闸门连通，各SBR池通过闸门的开启或关闭实现并联或串联，所述的中心池以厌氧方式运行，所述的SBR池为反应池或沉淀池，以好氧、缺氧或厌氧方式运行，污水或污泥在整个***中循环序批运行；
所述的SBR池为四个，所述的SBR池形成四级串联组合运行，以A2/O工艺运行时，第一级SBR池作为反应池以厌氧方式运行，第二级SBR池作为反应池以缺氧方式运行，第三级SBR池作为反应池以好氧方式运行，第四级SBR池作为沉淀池进行沉淀；一部分污水直接进入第一级SBR池，第一级SBR池中的活性污泥来自上一个循环所沉淀下来的污泥，在此反应池中进行厌氧磷的释放；另一部分污水进入第二级SBR池，第二级SBR池以缺氧方式运行，利用污水中的碳源进行反硝化脱氮，此时从第三级SBR池回流到中心池的硝酸盐混合液与原污水混合后从进水闸门进入第二级SBR池以实现反硝化脱氮；第三级SBR池以好氧方式运行，以实现污水中碳氧化、硝化和磷的过量吸收；反应完成后第四级SBR池执行沉淀功能，进行泥水分离；排水后第四级SBR池由沉淀池转为反应池，第三级SBR池转为沉淀池，从而实现了所有池体的循环功能。
3.一种循环序批运行的污水处理工艺，其特征在于，污水首先进入中心池，然后进入围绕中心池一圈的SBR池中继续进行反应或沉淀，所述的SBR池相邻之间通过闸门连通，各SBR池通过闸门的开启或关闭实现并联或串联，所述的中心池以厌氧方式运行，所述的SBR池为反应池或沉淀池，以好氧、缺氧或厌氧方式运行，污水或污泥在整个***中循环序批运行；
所述的SBR池为四个，所述的SBR池形成四级串联组合运行，四个反应池以改良倒置的A2/O工艺运行，此时第一级SBR池作为反应池以缺氧方式运行，第二级SBR池作为反应池以厌氧方式运行，第三级SBR池作为反应池以好氧方式运行，第四级SBR池作为沉淀池进行沉淀；从第三级反应池回流到中心池的硝酸盐混合液与原污水混合后从进水闸门直接进入第一级SBR池，第一级SBR池中的活性污泥来自上一个循环所沉淀下来的污泥，在此SBR池中进行反硝化脱氮；第二级SBR池以厌氧方式运行，厌氧条件下活性污泥进行磷的释放；第三级SBR池以好氧方式运行，以实现污水中碳氧化、硝化和磷的过量吸收；反应完成后第四级SBR池执行沉淀工序，进行泥水分离及后续的排水工序。
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