CN111675335A - 一种强化脱氮除磷生活污水处理装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种强化脱氮除磷生活污水处理方法及装置，装置包括：反应池①、反应池②、沉淀池、自动运行控制***。装置为一体化设计，各池体之间由隔板进行分隔，污水通过自流方式流动。反应池①和反应池②内设置曝气管、搅拌器、溶解氧测定仪探头、氧化还原电位电极。处理方法为：通过反应池内溶解氧和氧化还原电位的变化，控制间歇曝气活性污泥法中曝气和搅拌的反应周期，在同一反应池内实现好氧、缺氧、厌氧环境的切换，强化脱氮除磷效果。
Description
技术领域
本发明属于污水处理领域，具体涉及一种强化脱氮除磷生活污水处理方法及装置。
背景技术
农村生活污水治理是当前农村人居环境整治的突出短板，存在运行维护资金保障困难、缺少专业技术人员、处理工艺选择不当等问题，尤其针对氮磷去除要求较高的水质敏感区域的污水处理技术还比较缺乏。总氮去除要采用硝化反硝化方法，农村污水处理设施规模小，硝化液回流比难以控制。总磷的稳定去除需要采用化学除磷法，对农村污水处理设施而言，存在投药费用大，管理水平要求过高等问题。本发明的强化脱氮除磷污水处理装置及方法，通过曝气与搅拌交替运行的方式，在同一反应池内形成好氧、缺氧、厌氧环境的切换，简化运行，强化氮、磷的处理效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种强化脱氮除磷污水处理方法及装置，强化氮、磷的处理效果。
装置主要包括：反应池①、反应池②、沉淀池。
装置为一体化设计，包括上端开口的污水处理池或污水处理容器，从左至右依次设有由隔板间隔开的互不连通的反应池①、反应池②、沉淀池。
反应池①内部左侧设有一导流管路，导流管路下开口端位于反应池①下部，导流管路上开口端位于反应池①上部污水液面上方，于导流管路上部设有与污泥回流管出口相连的污泥回流口和与待处理污水的进水管相连的待处理污水入口，使导流管路形成一四通管；污泥回流管入口与设置于沉淀池中下部的污泥回流泵出口相连，可使污泥回流至反应池①。
进水和回流污泥在管路中混合后一起进入反应池①，导流管路底部下开口端伸长至水面下、反应池①内污水深度的水深2/3-3/4处，导流管路上的污泥回流口位于待处理污水入口上方。
反应池①与反应池②相间隔的隔板上部设有连通反应池①和反应池②的溢流通孔、作为过水口,于溢流通孔的左右二侧分别设有横截面为靠近隔板一侧带有缺口的环形导流板，导流板横截面的缺口端面与隔板相贴接或固接，溢流通孔位于隔板二侧导流板之间，反应池①内的污水依靠水位差由它们间隔板左侧导流板导流后通过溢流通孔再经隔板右侧导流板导流后进入反应池②。
反应池①内的导流板横截面为半圆形，顶部高出过水口顶部所在水平面上方50-80mm，底部位于过水口底部所在水平面下方100-150mm。
反应池②内靠近反应池①一侧的导流板横截面为半圆形，顶部高出过水口顶部所在水平面上方50-80mm，底部位于反应池②内污水深度的水深2/3-3/4处。
反应池②与沉淀池相间隔的隔板上部设有连通反应池②和沉淀池的溢流通孔、作为过水口,于溢流通孔的左右二侧分别设有横截面为靠近隔板一侧带有缺口的环形导流板，导流板横截面的缺口端面与隔板相贴接或固接，溢流通孔位于隔板二侧导流板之间，反应池②内的污水依靠水位差由它们间隔板左侧导流板导流后通过溢流通孔再经隔板右侧导流板导流后进入沉淀池。
反应池②内靠近沉淀池一侧的导流板横截面为半圆形，顶部高出过水口顶部所在水平面上方50-80mm，底部位于过水口底部所在水平面下方100-150mm。
沉淀池内靠近反应池②一侧的导流板横截面为半圆形，顶部高出过水口顶部所在水平面上方50-80mm，，底部位于反应池②内污水深度的水深2/3-3/4处。
沉淀池上部的侧壁面上设有出水管，于沉淀池内的出水管入口处设有横截面为靠近出水管入口一侧带有缺口的环形导流板，导流板横截面的缺口端面与出水管所在侧壁面相贴接或固接；沉淀池内的污水依靠水位差由导流板导流后通过出水管流出沉淀池。
沉淀池内远离反应池②一侧的导流板横截面为半圆形，导流板遮盖出水管的进口端，顶部高出出水管顶部所在水平面上方50-80mm，底部位于出水管底部所在水平面下方100-150mm。
沉淀池远离隔板一侧侧壁的中下部为斜板式设计，即侧壁面的中下部为一斜面，使沉淀池中下部的横截面从上至下逐渐缩小，斜面(相对于水平面)的倾角角度为50-60°。
反应池①和反应池②内分别设有曝气管、搅拌器、溶解氧测定仪探头、ORP电极。
反应池①和反应池②内下部的曝气管设置在反应池底部，为穿孔曝气管，即于曝气管侧壁上开设有孔径范围在2-4mm的出气孔(通孔)，开孔间距20～50mm，曝气管一端密闭，另一端通过管路与气泵出气口连接。
反应池①和反应池②内的搅拌器设置在反应池下部、曝气管的上方，搅拌器与减速机连接。
装置装配有自动运行控制***，由PLC和电源控制器组成，PLC和溶解氧测定仪探头、ORP电极连接，PLC与电源控制器连接，电源控制器与气泵、减速机连接，PLC通过电源控制器控制气泵和减速机的开关，并记录污水中的DO和ORP。
本发明还提供了一种强化脱氮除磷生活污水处理方法：
装置连续进水，进水管的进水为生活污水经过化粪池处理后、或生活污水处理厂调节池处理后、或格栅处理后的污水。
污水依次进入反应池①、反应池②、沉淀池处理后，由出水管流出。
反应池①和反应池②的水力停留时间分别3～6h，污泥浓度3000～4000mg/L。
自动运行控制***每1-2分钟记录一次反应池①和反应池②内的DO和ORP。
反应池①内，通过自动运行控制***开启气泵①，搅拌减速机①处于停止状态，调节曝气量，在30min内使DO达到2mg/L，当DO达到2mg/L后，通过自动运行控制***停止气泵①工作，开启搅拌减速机①，在ORP＜-50mv时开始计时，60min后通过自动运行控制***停止搅拌减速机①工作，开启气泵①，如此反复运行；如果气泵①停止工作后150min，ORP仍大于-50mv，则也停止搅拌减速机①工作，开启气泵①；
反应池②内，通过自动运行控制***开启搅拌减速机②，气泵②处于停止状态，当DO＜0.5mg/L且ORP＜-50mv时，开启气泵②，停止搅拌减速机②工作，同时开始计时，60min后开启搅拌减速机②，停止气泵②工作，如此反复运行；如果气泵②停止工作60min后，仍不能达到DO＜0.5mg/L且ORP＜-50mv时，则也开启气泵②，停止搅拌减速机②工作。
本发明提供的强化脱氮除磷污水处理装置为一体化设计，各池体之间由隔板进行分隔，污水通过自流方式流动。处理工艺采用间歇曝气活性污泥法，通过曝气与搅拌交替运行的方式，在同一反应池内形成好氧、缺氧、厌氧环境的切换，在去除污水中有机物的同时，完成硝化反硝化、释磷吸磷反应，实现污水脱氮除磷，简化运行管理。同时针对农村污水水质水量变化大的情况，装置配套自动运行控制***，连续记录两个反应池内DO和ORP的变化，及时调整曝气与搅拌的启动、运行时长。本发明提供的强化脱氮除磷污水处理装置及方法具有占地小、见效快、易于管理等特点，可满足水质敏感地区的污水处理需求，解决水域富营养化问题，适于在农村地区推广。
附图说明
图1是强化脱氮除磷污水处理装置及方法的侧面视图。
图2是强化脱氮除磷污水处理装置及方法的俯视图。
图中主要标记符号：1.进水管；2.反应池①；3.反应池②；4.沉淀池；5.出水管；6.曝气管；7.搅拌器；8.隔板；9.导流板；10.气泵；11.溶解氧测定仪探头,12.ORP电极；13.减速机(又称之为减速电机)；14.过水口①；15.过水口②；16.污泥回流管；17.污泥回流泵；18.导流管路；19.自动运行控制***。
具体实施方式
本发明提供了一种强化脱氮除磷污水处理技术。
处理装置的具体结构参阅图1和图2，进水管1与导流管路18上部的待处理污水入口相连，污泥回流管16与导流管路上部的污泥回流口相连，污水由进水管进入导流管路，和回流污泥在管路中混合后一起进入反应池①2，污水经反应池①处理后，依靠水位差通过隔板上的过水口①14进入反应池②3，进一步处理后通过隔板上的过水口②15进入沉淀池4，污水经过沉淀后由出水管5排出。导流管路底部下开口端伸长至水面下、反应池①内污水深度的水深2/3-3/4处；反应池①与反应池②相间隔的隔板上部、反应池②与沉淀池相间隔的隔板上部均设有连通反应池①和反应池②的溢流通孔、作为过水口,于溢流通孔的左右二侧分别设有横截面为靠近隔板一侧带有缺口的环形导流板，导流板横截面为半圆形，顶部高出过水口顶部所在水平面上方50-80mm，反应池①内和反应池②内靠近沉淀池一侧的导流板，其底部位于过水口底部所在水平面下方100-150mm，反应池②内靠近反应池①一侧的和沉淀池内靠近反应池②一侧的导流板，其底部位于反应池②内污水深度的水深2/3-3/4处；反应池①和反应池②内分别设有曝气管6、搅拌器7、溶解氧测定仪探头11、ORP电极12；反应池①和反应池②内的曝气管设置在反应池底部，为穿孔曝气管，即于曝气管侧壁上开设有孔径范围在2-4mm的出气孔(通孔)，开孔间距20～50mm，曝气管一端密闭，另一端通过管路与气泵出气口连接；反应池①和反应池②内的搅拌器设置在反应池下部、曝气管的上方，搅拌器与减速机连接；沉淀池内远离反应池②一侧的导流板横截面为半圆形，导流板遮盖出水管的进口端，顶部高出出水管顶部所在水平面上方50-80mm，底部位于出水管底部所在水平面下方100-150mm；沉淀池远离隔板一侧侧壁的中下部为斜板式设计，即侧壁面的中下部为一斜面，使沉淀池中下部的横截面从上至下逐渐缩小，斜面(相对于水平面)的倾角角度为50-60°；污泥回流管入口与设置于沉淀池中下部的污泥回流泵17出口相连，可使污泥回流至反应池①；装置装配有自动运行控制***19，由PLC(控制***)和电源控制器(深圳市晶芯微半导体有限公司PWM调节电子开关控制板)组成，PLC和溶解氧测定仪探头(哈希
II溶解氧测定仪探头)、ORP电极(哈希数字化ORP电极)连接，PLC采集溶解氧测定仪探头和ORP电极的信号，PLC与电源控制器连接，电源控制器与气泵、减速机连接，PLC通过电源控制器控制气泵和减速机的开关。
处理装置的具体工作方式如下：
装置连续进水，进水管的进水为生活污水经过化粪池、或调节池、或格栅预处理后的污水。
反应池①和反应池②的水力停留时间分别3～6h，污泥浓度3000～4000mg/L。
自动运行控制***每1-2分钟记录一次反应池①和反应池②内的DO和ORP。
污水由进水管进入导流管路，和回流污泥在管路中混合后一起进入反应池①，反应池①内，通过自动运行控制***开启气泵①，搅拌减速机①处于停止状态，调节曝气量，在30min内使DO达到2mg/L，当DO达到2mg/L后，通过自动运行控制***停止气泵①工作，开启搅拌减速机①，在ORP＜-50mv时开始计时，60min后通过自动运行控制***停止搅拌减速机①工作，开启气泵①，如此反复运行；如果气泵①停止工作后150min，ORP仍大于-50mv，则也停止搅拌减速机①工作，开启气泵①。反应池①内通过曝气与搅拌交替运行的方式，在同一反应池内形成好氧、缺氧、厌氧环境的切换，完成对有机物降解的同时，实现硝化反硝化、释磷吸磷反应。
污水经反应池①处理后进入反应池②，反应池②内，通过自动运行控制***开启搅拌减速机②，气泵②处于停止状态，当DO＜0.5mg/L且ORP＜-50mv时，开启气泵②，停止搅拌减速机②工作，同时开始计时，60min后开启搅拌减速机②，停止气泵②工作，如此反复运行；如果气泵②停止工作60min后，仍不能达到DO＜0.5mg/L且ORP＜-50mv时，则也开启气泵②，停止搅拌减速机②工作。反应池②通过曝气与搅拌交替运行，形成好氧与缺氧环境的切换，进一步去除有机物，强化氮磷的去除效果。
污水经过两级生化反应池处理后，进入沉淀池沉淀后，由出水管排出。
经过实际监测，经过化粪池、或调节池、或格栅预处理后的生活污水通过装置处理后，出水COD小于50mg/L，总氮小于10mg/L，总磷小于1mg/L。
Claims (10)
1.一种强化脱氮除磷生活污水处理装置，其特征在于：
包括上端开口的污水处理池或污水处理容器，从左至右依次设有由隔板间隔开的互不连通的反应池①、反应池②、沉淀池；
于反应池①内部左侧设有一导流管路，导流管路下开口端位于反应池①下部，导流管路上开口端位于反应池①上部污水液面上方，于导流管路上部设有与污泥回流管出口相连的污泥回流口和与待处理污水的进水管相连的待处理污水入口，使导流管路形成一四通管；污泥回流管入口与设置于沉淀池中下部的污泥回流泵出口相连，可使污泥回流至反应池①；
于反应池①与反应池②相间隔的隔板上部设有连通反应池①和反应池②的溢流通孔、作为过水口,于溢流通孔的左右二侧分别设有横截面为靠近隔板一侧带有缺口的环形导流板，导流板横截面的缺口端面与隔板相贴接或固接，溢流通孔位于隔板二侧导流板之间，反应池①内的污水依靠水位差由它们间隔板左侧导流板导流后通过溢流通孔再经隔板右侧导流板导流后进入反应池②；
于反应池②与沉淀池相间隔的隔板上部设有连通反应池②和沉淀池的溢流通孔、作为过水口,于溢流通孔的左右二侧分别设有横截面为靠近隔板一侧带有缺口的环形导流板，导流板横截面的缺口端面与隔板相贴接或固接，溢流通孔位于隔板二侧导流板之间，反应池②内的污水依靠水位差由它们间隔板左侧导流板导流后通过溢流通孔再经隔板右侧导流板导流后进入沉淀池；
沉淀池上部的侧壁面上设有出水管，于沉淀池内的出水管入口处设有横截面为靠近出水管入口一侧带有缺口的环形导流板，导流板横截面的缺口端面与出水管所在侧壁面相贴接或固接；沉淀池内的污水依靠水位差由导流板导流后通过出水管流出沉淀池；
于反应池①和反应池②内分别设有曝气管、搅拌器、测量污水中溶解氧(DO)的溶解氧测定仪探头、测量污水中氧化还原电位(ORP)的ORP电极；
位于反应池①和反应池②内下部的曝气管分别通过导气管与气泵相连，搅拌器由减速机驱动。
2.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于：
所述装置装配有自动运行控制***，记录数据并控制装置的运行；
所述的自动运行控制***，由PLC和电源控制器组成，PLC和溶解氧测定仪探头、ORP电极连接，PLC与电源控制器连接，电源控制器与气泵、减速机连接，PLC通过电源控制器控制气泵和减速机的开关，并记录污水中的DO和ORP。
3.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于：
装置包括反应池①、反应池②、沉淀池；为一体化设计，设有进、出水管，各池体之间由隔板进行分隔，按照污水流动方向(从左至右)依次分隔成反应池①、反应池②、沉淀池，污水通过依靠水位差自流方式流动；
隔板前后二端端面及下端面分别与污水处理池或污水处理容器内壁面之间密闭连接；
沉淀池远离隔板一侧侧壁的中下部为斜板式设计，即侧壁面的中下部为一斜面，使沉淀池中下部的横截面从上至下逐渐缩小，斜面(相对于水平面)的倾角角度为50-60°。
4.根据权利要求1或2或3所述的污水处理装置，其特征在于：
所述位于反应池①内的导流板为横截面半圆形的导流板，导流板遮盖过水口位于反应池①内的开口端，所述过水口顶部与隔板顶部留有间隙，隔板上的过水口由横截面为半圆形导流板遮盖；所述的导流板顶部高出过水口顶部所在水平面上方50-80mm，所述的导流板底部位于过水口底部所在水平面下方100-150mm；
所述位于反应池②内靠近反应池①一侧的导流板为横截面半圆形的导流板，导流板遮盖过水口位于反应池②内的开口端，所述过水口顶部与隔板顶部留有间隙，隔板上的过水口由横截面为半圆形导流板遮盖；所述的导流板顶部高出过水口顶部所在水平面上方50-80mm，所述的导流板底部位于反应池②内污水深度的水深2/3-3/4处(反应池②内污水深度1-3m)；
所述位于反应池②内靠近沉淀池一侧的导流板为横截面半圆形的导流板，导流板遮盖过水口位于反应池②内的开口端，所述过水口顶部与隔板顶部留有间隙，隔板上的过水口由横截面为半圆形导流板遮盖；所述的导流板顶部高出过水口顶部所在水平面上方50-80mm，所述的导流板底部位于过水口底部所在水平面下方100-150mm；
所述位于沉淀池内靠近反应池②一侧的导流板为横截面半圆形的导流板，导流板遮盖过水口位于沉淀池内的开口端，所述过水口顶部与隔板顶部留有间隙，隔板上的过水口由横截面为半圆形导流板遮盖；所述的导流板顶部高出过水口顶部所在水平面上方50-80mm，，所述的导流板底部位于反应池②内污水深度的水深2/3-3/4处(反应池②内污水深度1-3m)；
所述位于沉淀池内远离反应池②一侧的导流板为横截面半圆形的导流板，导流板遮盖出水管的进口端；所述的导流板顶部高出出水管顶部所在水平面上方50-80mm，所述的导流板底部位于出水管底部所在水平面下方100-150mm。
5.根据权利要求1或2或3所述的污水处理装置，其特征在于：
所述的反应池①和反应池②内的曝气管，设置在反应池底部，为穿孔曝气管，即于曝气管侧壁上开设有孔径范围在2-4mm的出气孔(通孔)，开孔间距20～50mm，曝气管一端密闭，另一端通过管路与气泵出气口连接；
所述的反应池①和反应池②内的搅拌器设置在反应池下部、曝气管的上方，搅拌器与减速机连接。
6.根据权利要求1或2或3所述的污水处理装置，其特征在于：
所述的待处理污水的进水管和污泥回流管与导流管路相连接，进水和回流污泥在管路中混合后一起进入反应池①，导流管路底部下开口端伸长至水面下、反应池①内污水深度的水深2/3-3/4处(反应池②内污水深度1-3m)，导流管路上的污泥回流口位于待处理污水入口上方。
7.一种强化脱氮除磷生活污水处理方法，包括以下步骤：
采用权利要求1-6任一所述的强化脱氮除磷生活污水处理装置；
装置连续进水，进水管的进水为生活污水经过化粪池处理后、或生活污水处理厂调节池处理后、或格栅处理后的污水；
污水依次进入反应池①、反应池②、沉淀池处理后，由出水管流出。
8.根据权利要求7所述的污水处理方法，其特征在于：反应池①和反应池②的水力停留时间均分别为3～6h，污泥浓度3000～4000mg/L。
9.根据权利要求7所述的污水处理方法，其特征在于：自动运行控制***每1-2分钟记录一次反应池①和反应池②内的DO和ORP。
10.根据权利要求7或9所述的污水处理方法，其特征在于：
反应池①内，通过自动运行控制***开启气泵①，搅拌减速机①处于停止状态，调节曝气量，在30min内使DO达到2mg/L，当DO达到2mg/L后，通过自动运行控制***停止气泵①工作，开启搅拌减速机①，在ORP＜-50mv时开始计时，60min后通过自动运行控制***停止搅拌减速机①工作，开启气泵①，如此反复运行；如果气泵①停止工作后150min，ORP仍大于-50mv，则也停止搅拌减速机①工作，开启气泵①；
反应池②内，通过自动运行控制***开启搅拌减速机②，气泵②处于停止状态，当DO＜0.5mg/L且ORP＜-50mv时，开启气泵②，停止搅拌减速机②工作，同时开始计时，60min后开启搅拌减速机②，停止气泵②工作，如此反复运行；如果气泵②停止工作60min后，仍不能达到DO＜0.5mg/L且ORP＜-50mv时，则也开启气泵②，停止搅拌减速机②工作。
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