CN115806345B - 用于径流污水原位处理的复合微生物***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水环境治理技术领域，具体涉及一种用于径流污水原位处理的复合微生物***及方法。本发明提供的用于径流污水原位处理的复合微生物***，包括调蓄池、微生物反应器以及控制器，调蓄池与微生物反应器之间的管道上设有分别与控制器对应连接的排水泵和流量计，而控制器能够基于最近次降雨数据、预测降雨数据以及调蓄池储水数据，利用预设的产汇流模型，确定调蓄池的排水流量，并控制排水泵和流量计以该排水流量将调蓄池中的径流污水输送至微生物反应器中，以使调蓄池的排水周期与预测降雨周期相适应。该复合微生物***能够实现微生物反应器在一个降雨周期内具有均匀进水，使得保持内部微生物活性，保证微生物反应器能够在降雨后即时恢复稳定运行。

Description

用于径流污水原位处理的复合微生物***及方法

技术领域

本发明涉及水环境治理技术领域，具体涉及一种用于径流污水原位处理的复合微生物***及方法。

背景技术

径流污染主要包括初期雨水污染和合流制溢流污染，其中携带有大量污染物，能够通过排水管网直接排入河道、湖泊等收纳水体，造成城市水环境污染，导致城市水体发生雨天“反黑反臭”、“反复污染”等现象，是当前和未来较长时间内亟需解决的工程技术问题。

当前对于径流污染控制的总体思路包括：源头减量、过程调蓄和末端控制。其中，末端控制普遍采用调蓄池暂存，再通过管网排入污水处理厂与生活污水合并处理，属于异位处理。这种异位处理方式容易对污水处理厂造成水量和水质方面的冲击，影响污水处理厂的稳定运行；同时，异位处理方式意味着需要重新建设输送管网，不仅大幅增加建设成本，而且对于缺乏污水处理厂的地区也不满足建设条件。

相较于异位处理，原位处理很好地克服了上述问题。径流污染的原位处理技术主要以物理法和化学法为主，例如悬浮填料吸附技术(CN101734804A)、高效混凝澄清技术(CN102139946A)与加载混凝净化技术(CN109336334A)等，可快速、高效地削减水体中的悬浮物(SS)、总磷(TP)和不溶性COD等污染物。然而，这些物理、化学方法不能有效去除如SCOD、NH₃-N等溶解性污染物。而采用植物、生态等进行处理的处理方法，如雨水花园(CN107288198B)、生态浮岛(CN215288414U)、生态氧化塘(CN206384982U)、生态植草沟(CN209161783U)、下沉式绿地(CN106759797B)等，与利用活性污泥或生物膜的微生物处理法相比，其处理效率极低、占地面积巨大，一般作为辅助处理手段，难以大规模应用。

采用活性污泥或生物膜的微生物处理法，能够高效、经济地去除径流污水中的溶解性污染物。但是，微生物处理法极大地依赖于微生物活性，而径流污染由降雨导致，在长时间没有降雨的情况下，微生物处理***容易因缺水而无法始终保持微生物活性，无法在降雨后即时响应径流污染而恢复稳定运行。部分现有技术公开了将传统污水处理技术应用于径流污染的原位处理，如CN109368910A、CN111392964A、CN107522360A、CN215288414U等，这些方法尽管为应对水量波动和冲击做出了一些改进，但并没有根本性解决在非下雨时期微生物处理***因缺水而无法始终保持活性、下雨产生径流时无法即时恢复运行稳定性的本质问题，故其并不能在长时间(>2周)无进水或少进水的情况下实现稳定达标运行，而只适合在一些特殊的场景应用。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的径流污染微生物处理法难以在长时间无降雨的情况下保持微生物活性、在降雨后无法即时响应径流污染而恢复稳定运行的缺陷，从而提供一种用于径流污水原位处理的复合微生物***及方法。

为此，本发明提供一种用于径流污水原位处理的复合微生物***，包括调蓄池、微生物反应器以及控制器，所述调蓄池的出水口与所述微生物反应器的进水口通过管道连通，所述管道上设有排水泵和流量计，所述控制器分别与所述排水泵和所述流量计对应连接；

其中，所述控制器，用于基于最近次降雨数据、预测降雨数据以及调蓄池储水数据，利用预设的产汇流模型，确定所述调蓄池的排水流量，并根据所述排水流量，控制所述排水泵和所述流量计，将所述调蓄池中的径流污水输送至所述微生物反应器中，以使所述调蓄池的排水周期与预测降雨周期相适应；

所述微生物反应器，用于对流入其中的径流污水进行微生物处理，并产生活性污泥。

可选地，所述复合微生物***还包括：污泥活化池，用于存储所述微生物反应器中产生的所述活性污泥；

所述污泥活化池的入口经过第一排泥泵与所述微生物反应器的污泥出口连通，所述污泥活化池的出口经过第二排泥泵与所述微生物反应器的污泥入口连通；

所述第二排泥泵与所述控制器对应连接，所述控制器还用于在所述微生物反应器于预设时长内进水量少于预设值时，控制所述第二排泥泵将所述污泥活化池中存储的活性污泥输送至所述微生物反应器中。

可选地，所述污泥活化池包括相互连通的污泥浓缩区和污泥活化区，所述污泥活化池的入口位于所述污泥浓缩区的壁上，所述污泥活化池的出口位于所述污泥活化区的壁上；

可选地，所述污泥浓缩区内设有撇水装置，用于对所述污泥浓缩区内的活性污泥进行脱水浓缩；

可选地，所述污泥活化区内设有搅拌装置，用于对所述污泥活化区内的浓缩污泥进行活化处理。

可选地，所述微生物反应器包括依次连通的沉降区、兼氧吸附区和好氧反应区，所述兼氧吸附区的底部为第一污泥斗，所述好氧反应区的底部为第二污泥斗，所述第二污泥斗经过第三排泥泵与所述兼氧吸附区连通；

所述微生物反应器的进水口位于所述沉降区的壁上，所述微生物反应器的污泥出口位于所述第一污泥斗的壁上，所述微生物反应器的污泥入口位于所述第二污泥斗的壁上；

可选地，所述沉降区，用于沉降去除径流污水中的颗粒态污染物，内部设有供所述颗粒态污染物沉降附着的斜板，底部设有供所述颗粒态污染物排出的第四排泥泵；

可选地，所述兼氧吸附区，用于对径流污水进行兼氧吸附处理，内部悬浮有含有微生物的活性污泥，底部设有用于曝气和/或搅拌的穿孔管；可选地，所述兼氧吸附区内的混合液悬浮固体浓度为2000～4000mg/L；

可选地，所述好氧反应区，用于对径流污水进行好氧反应处理，内部填充有附着有微生物的载体材料，底部设有曝气装置；可选地，所述载体材料的填充体积占所述好氧反应区内部容积的60～80％。

可选地，所述最近次降雨数据包括最近次降雨量、最近次降雨强度和最近次降雨时长；所述预测降雨数据包括预测降雨量、预测降雨强度、预测降雨时长、预测降雨周期和预测降雨概率；所述调蓄池储水数据包括调蓄池液位和/或调蓄池汇流流量。

可选地，所述复合微生物***还包括：水文气象站，与所述控制器对应连接，用于获取所述最近次降雨数据、所述预测降雨数据和所述调蓄池储水数据并发送至所述控制器；

可选地，所述水文气象站包括：雨量计，用于获取所述最近次降雨数据；通讯器，用于获取所述预测降雨数据；调蓄池汇流流量计，用于获取所述调蓄池汇流流量；调蓄池水位计，用于获取所述调蓄池液位。

本发明还提供了一种用于径流污水原位处理的方法，包括如下步骤：

基于最近次降雨数据、预测降雨数据以及调蓄池储水数据，利用预设的产汇流模型，确定调蓄池的排水流量；

基于所述排水流量，将所述调蓄池中的径流污水输送至微生物反应器中，以进行微生物处理；

其中，基于所述排水流量，所述调蓄池的排水周期与预测降雨周期相适应。

可选地，所述方法还包括：将所述微生物处理产生的活性污泥送至污泥活化池中进行存储；以及

在所述微生物反应器于预设时长内进水量少于预设值时，将所述污泥活化池中存储的所述活性污泥的至少部分重新送入所述微生物反应器内。

可选地，所述微生物处理器包括沉降区、兼氧吸附区和好氧反应区，所述将所述调蓄池中的径流污水输送至微生物反应器中，以进行微生物处理，包括：

将所述调蓄池中的径流污水输送至所述沉降区中，在絮凝剂的作用下，使所述径流污水中的颗粒态污染物发生沉降；

使沉降区中沉降结束后的第一上部清液进入所述兼氧吸附区中，在所述兼氧吸附区内悬浮活性污泥中微生物的作用下进行兼氧吸附处理；

使所述兼氧吸附区中兼氧吸附处理后的第二上部清液进入所述好氧反应区中，在所述好氧反应区内微生物的作用下进行好氧反应处理。

可选地，所述方法还包括：将所述兼氧吸附处理产生的活性污泥送入污泥活化池中进行存储；和/或，将所述好氧反应处理后的第三上部清液排入收纳水体；和/或，将所述好氧反应处理产生的活性污泥送入所述兼氧吸附区中，以用于所述兼氧吸附处理。

可选地，在所述沉降区内，径流污水进行沉降的沉降时间为0.3～0.5h。其中，所述沉降区内使用的絮凝剂种类及其浓度可以采用领域内的常规设置，此处不再赘述。

和/或，在所述兼氧吸附区内，所述兼氧吸附处理的条件包括如下a～c中的至少一项：

a、所述兼氧吸附区内的混合液悬浮固体浓度为2000～4000mg/L；

b、保持所述兼氧吸附区内的溶解氧浓度为0.5～1mg/L；

c、所述兼氧吸附处理的时间为0.5～1.0h。

和/或，在所述好氧反应区内，所述好氧反应处理的条件包括如下d～f中的至少一项：

d、所述好氧反应区内载体材料的填充体积占所述好氧反应区内部容积的60～80％；

e、保持所述好氧反应区内的溶解氧浓度为1.5～3.0mg/L；

f、所述好氧反应处理的时间为4～6h。

可选地，所述基于最近次降雨数据、预测降雨数据以及调蓄池储水数据，利用预设的产汇流模型，确定调蓄池的排水流量，包括：

基于所述最近次降雨数据，利用预设的产汇流模型，确定将要汇入所述调蓄池中的预测汇流量V₁以及预测汇流历时T_m；

基于所述预测汇流量V₁、预测汇流历时T_m、预测降雨周期T₁以及调蓄池有效容量V₀，确定预设时长T内所述调蓄池的排水流量Q₁；

可选地，所述预设时长T为当前时间点至预测降雨时间点的时长。

可选地，所述基于所述预测汇流量V₁、预测汇流历时T_m、预测降雨周期T₁以及调蓄池有效容量V₀，确定预设时长T内所述调蓄池的排水流量Q₁，包括：

在T≤T_m的情况下，Q₁＝(V₁-V₀)/T_m；

在T_m<T≤T₁的情况下，Q₁＝V₀/T₁。

在T≤T_m的情况下，表明是连续降雨产生径流，首要任务是确保调蓄池不发生溢流，也即在确保调蓄池能够充满的情况下向微生物反应器中输送径流污水，因此，Q₁＝(V₁-V₀)/T_m；在Tm<T≤T₁的情况下，表明是长时间不产生降雨径流，调蓄池已在上个降雨周期充满径流污水，因此，Q₁＝V₀/T₁。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的用于径流污水原位处理的复合微生物***，包括调蓄池、微生物反应器以及控制器，调蓄池与微生物反应器之间的管道上设有分别与控制器对应连接的排水泵和流量计，而控制器能够基于最近次降雨数据、预测降雨数据以及调蓄池储水数据，利用预设的产汇流模型，确定调蓄池的排水流量，并控制排水泵和流量计以该排水流量将调蓄池中的径流污水输送至微生物反应器中，以使调蓄池的排水周期与预测降雨周期相适应。

也即，控制器能够基于上述信息数据，实时调控调蓄池的排水时间以及排水量，进而实现微生物反应器在一个降雨周期内具有均匀进水，有效避免因长时间(例如2-4周)无降雨而导致微生物反应器内部缺水的情况，使得微生物反应器内的微生物能够在长时间无降雨的情况下保持微生物活性，进而保证微生物反应器能够在降雨后即时响应径流污染而恢复稳定运行。

2.本发明提供的用于径流污水原位处理的复合微生物***，还包括污泥活化池，其入口经过第一排泥泵与微生物反应器的污泥出口连通，出口经过第二排泥泵与微生物反应器的污泥入口连通，且第二排泥泵与控制器对应连接，而控制器能够在微生物反应器于预设时长内进水量少于预设值的情况下，微生物反应器内部因长时间不进水或少进水而导致营养物不足，控制第二排泥泵将污泥活化池中存储的活性污泥输送至所述微生物反应器中。

因此，本发明的复合微生物***能够实现在降雨时段将微生物反应器中产生的活性污泥送入污泥活化池中进行存储，并在微生物处理器内微生物因长时间不进水或少进水而缺乏营养物质发生活性衰减时，将污泥活化池中存储的活性污泥重新输送至微生物反应器中，运用活性污泥吸附的营养物质作为补充，以恢复或保持微生物的活性，这能够最大程度降低降雨不确定性以及降雨周期不确定性对微生物活性的影响。

3.本发明提供的用于径流污水原位处理的复合微生物***，污泥活化池包括相互连通的污泥浓缩区和污泥活化区，污泥浓缩区能够对进入其中的污泥进行脱水浓缩，便于存储，而污泥活化区能够对即将排出污泥活化池的污泥进行活化处理，以恢复或保持污泥活性。

因此，本发明的复合微生物***中，污泥活化池能够在微生物处理器不需要活性污泥的情况下，将活性污泥浓缩存储，在微生物反应器需要活性污泥时，恢复浓缩污泥的活性，这一方面能够确保重新排入微生物反应器内的污泥的活性，另一方面有利于提升污泥活化池的存储量，减少污泥活化池的占地面积。

4.本发明提供的用于径流污水原位处理的复合微生物***，微生物反应器包括依次连通的沉降区、兼氧吸附区和好氧反应区，沉降区能够沉降去除径流污水中的颗粒态污染物，兼氧吸附区内悬浮污泥中的微生物能够通过吸附作用吸附径流污水中的溶解性污染物并形成新的活性污泥，好氧反应区内载体材料中的微生物能够通过好氧生物反应去除径流污水中的溶解性污染物并形成活性污泥。

因此，本发明的复合微生物***中，针对径流污水的水质特征，微生物反应器能够依次对径流污水进行沉降、兼氧吸附和好氧生物反应，通过结合物化预处理(沉降)的分级复合处理方式，提升微生物对溶解性污染物的处理效率，充分发挥微生物的生物降解作用，强化物化预处理、缩短径流污水的反应器停留时间，在除去颗粒态污染物的同时实现了对溶解性污染物的高效去除，对COD、NH₃-N、TP等污染物的去除率可达到90％。而且，通过构建固定化载体和活性污泥的复合微生物***，采用分级复合处理的方式，反应程序较多，能够提升反应器对水量的容纳性以及对水质的适应性，使得本发明的复合微生物***能够适应和应对不同水量、水质的冲击。

5.本发明提供的用于径流污水原位处理的复合微生物***或方法，解决了在非降雨时期、长时间无径流(例如2周)条件下保持复合微生物处理***微生物活性的核心问题，能够适应大部分城市全年90％天数连续无降雨的情况，解决了现有径流污染生物处理技术中难以维持污泥活性的难题。本发明的复合微生物***或方法专门针对径流污染的特征而设计，对径流污水的总处理时长仅为5-7h，处理效率高，而且涉及设备占地面积小，与原位生态处理相比占地仅为1/10，与异位污水处理厂相比占地仅为1/3-1/2，可大幅节省场地及设备投资。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示意性示出了本发明的用于径流污水原位处理的复合微生物***的一种具体实施方式；

图2示意性示出了本发明的用于径流污水原位处理的复合微生物***的另一具体实施方式；

图3示意性示出了本发明中微生物反应器的一种可选实施方式；

图4示意性示出了本发明的复合微生物***的控制逻辑图。

附图标记：

1、调蓄池 2、微生物反应器 3、控制器3

4、污泥活化池 5、水文气象站 101、排水泵

102、流量计 201、第一排泥泵 202、第二排泥泵

203、第三排泥泵 204、沉降区 205、兼氧吸附区

206、好氧反应区 207、第一污泥斗 208、第二污泥斗

209、斜板 210、第四排泥泵 211、穿孔管

212、载体材料 213、曝气装置 401、污泥浓缩区

402、污泥活化区 403、撇水装置 404、搅拌装置

501、雨量计 502、通讯器 503、调蓄池汇流流量计

504、调蓄池水位计

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

图1示意性示出了本发明的用于径流污水原位处理的复合微生物***的一种具体实施方式，包括调蓄池1、微生物反应器2以及控制器3，所述调蓄池1的出水口与所述微生物反应器2的进水口通过管道连通，所述管道上设有排水泵101和流量计102，所述控制器3分别与所述排水泵101和所述流量计102对应连接；其中，所述控制器3，用于基于最近次降雨数据、预测降雨数据以及调蓄池储水数据，利用预设的产汇流模型，确定所述调蓄池1的排水流量，并根据所述排水流量，控制所述排水泵101和所述流量计102，将所述调蓄池1中的径流污水输送至所述微生物反应器2中，以使所述调蓄池1的排水周期与预测降雨周期相适应；所述微生物反应器2，用于对流入其中的径流污水进行微生物处理，并产生活性污泥。

上述复合微生物***中，调蓄池1用于储存污染的径流污水，微生物反应器2用于对由调蓄池1排入其中的径流污水进行微生物处理，控制器3用于基于最近次降雨数据、预测降雨数据以及调蓄池储水数据等数据，结合产汇流模型和算法，实时控制调节调蓄池1排入微生物反应器2的排水流量，使得调蓄池1的排水周期(例如排空周期)与一个预测降雨周期相吻合，有利于避免因长时间(例如2-4周)无降雨而导致微生物反应器2内部缺水的情况。在微生物反应器2内对径流污水中的污染物，如COD、氨氮(NH₃-N)、总磷(TP)、悬浮物(SS)等，通过复合微生物作用而去除。

具体地，调蓄池1可以是常规蓄水池，可以按照领域内的常用方法搭建而成；微生物反应器2可以是内部悬浮结合附着有微生物载体的中空容器，可以按照领域内的常规方法搭建而成；控制器3为模型算法和控制***，具体可以是具备通讯与运算功能的处理器。

所述产汇流模型能够根据输入的汇流流量、降雨历时、径流系数、汇水面积等信息，推断输出降雨后流域内的径流分配形式和运动状态，特别是预测地表、土壤中、地下产流量的多少和它们各自的汇流运动状况，从而分别预测汇流量和汇流历时。示例性地，在本发明中，所述产汇流模型可以通过如下公式表示：

上式中，V表示预测汇流量，m³；Q_t表示在t时的实测汇流流量，m³/s；T₁表示预测降雨历时；Ψ表示径流系数；A表示汇水面积，10⁴m²；r_t表示在t时的实测降雨强度，mm/s；T₂表示预测汇流历时；0.001为单位换算因子。

图2示意性示出了本发明的用于径流污水原位处理的复合微生物***的另一具体实施方式，所述复合微生物***还包括：污泥活化池4，用于存储所述微生物反应器2中产生的所述活性污泥；所述污泥活化池4的入口经过第一排泥泵201与所述微生物反应器2的污泥出口连通，所述污泥活化池4的出口经过第二排泥泵202与所述微生物反应器2的污泥入口连通；所述第二排泥泵202与所述控制器3对应连接，所述控制器3还用于在所述微生物反应器2于预设时长内进水量少于预设值时，控制所述第二排泥泵202将所述污泥活化池4中存储的活性污泥输送至所述微生物反应器2中。

上述复合微生物***中，在不同降雨强度下，当微生物反应器2的处理水量较大时，产生大量多余的活性污泥，通过第一排泥泵201排入污泥活化池4中存储，当微生物反应器2长期不进水或少进水时，内部微生物活性衰减导致无法实现高效处理时，此时通过污泥活化池4曝气活化内部污泥，然后再通过第二排泥泵202排入微生物反应器2中，运用活性污泥吸附的营养物质作为补充，保持微生物反应器2内的微生物活性。

一种示例方式，所述污泥活化池4包括相互连通的污泥浓缩区401和污泥活化区402，所述污泥活化池4的入口位于所述污泥浓缩区401的壁上，所述污泥活化池4的出口位于所述污泥活化区402的壁上。一种可选方式，所述污泥浓缩区401内设有撇水装置403，用于对所述污泥浓缩区401内的活性污泥进行脱水浓缩。另一可选方式，所述污泥活化区402内设有搅拌装置404，用于对所述污泥活化区402内的浓缩污泥进行活化处理。

上述复合微生物***中，污泥活化池4与微生物反应器2相连，由内部挡板分为污泥浓缩区401和污泥活化区402两个区域，两者通过挡板底部的孔洞连通。污泥浓缩区401内设有撇水装置403，用于对活化污泥快速脱水形成高浓度污泥，高浓度污泥通过挡板底部的孔洞静压排入污泥活化区402中。污泥活化区402内设搅拌装置404，用于维持或恢复污泥的微生物活性。当调蓄池1进水至微生物反应器2时，在微生物反应器2中形成吸附污泥，排入污泥活化池4中的污泥浓缩区401中；当微生物反应器2长时间不进水或少进水时，则污泥活化池4中的污泥活化区402内活化污泥，通过控制器3设定模式，通过第二排泥泵202间歇排入微生物反应器2中，利用活性污泥中吸附的营养物质保持微生物反应器2内的微生物基本生长需要，从而保证微生物反应器2内的微生物活性。

另一示例方式，所述微生物反应器2包括依次连通的沉降区204、兼氧吸附区205和好氧反应区206，所述兼氧吸附区205的底部为第一污泥斗207，所述好氧反应区206的底部为第二污泥斗208，所述第二污泥斗208经过第三排泥泵203与所述兼氧吸附区205连通；所述微生物反应器2的进水口位于所述沉降区204的壁上，所述微生物反应器2的污泥出口位于所述第一污泥斗207的壁上，所述微生物反应器2的污泥入口位于所述第二污泥斗208的壁上。

图3示意性示出了本发明中微生物反应器的一种可选实施方式，如图3所示，所述沉降区204，用于沉降去除径流污水中的颗粒态污染物，内部设有供所述颗粒态污染物沉降附着的斜板209，底部设有供所述颗粒态污染物排出的第四排泥泵210；所述兼氧吸附区205，用于对径流污水进行兼氧吸附处理，内部悬浮有含有微生物的活性污泥，底部设有用于曝气和/或搅拌的穿孔管211；所述好氧反应区206，用于对径流污水进行好氧反应处理，内部填充有附着有微生物的载体材料212，底部设有曝气装置213。可选地，所述兼氧吸附区205内的混合液悬浮固体浓度为2000～4000mg/L所述载体材料212的填充体积占所述好氧反应区206内部容积的60～80％。

在上述复合微生物***中，微生物反应器2的进水端为沉降区204，用于快速沉淀去除径流污水中的颗粒态污染物，沉降区204内设有斜板209，底部设有第四排泥泵210，用于排出沉降的不溶性污染物。

兼氧吸附区205与沉降区204相连，内部为由好氧反应区206回流的携带微生物的悬浮活性污泥，混合液悬浮固体浓度为2000-4000mg/L，内设穿孔管211，用于间歇曝气和搅拌，保持兼氧吸附区205内的溶解氧(DO)为0.5-1mg/L。悬浮活性污泥中的微生物通过吸附作用将径流污水中溶解性的COD、NH₃-N、TP等污染物进行吸附，在穿孔管211间歇曝气时沉淀在第一污泥斗207中，再通过第一排泥泵201排入污泥活化池4中。

好氧反应区206与兼氧吸附区205相连，好氧反应区206内填充附着有微生物的球状固定载体材料212，填充比60-80％，底部设有曝气装置213(例如盘式微孔曝气器)。附着在载体材料212上的微生物发生好氧生物反应，去除径流污水中溶解性COD、NH₃-N、TP等，形成活性污泥沉淀在第二污泥斗208中，再通过第三排泥泵203定期排入兼氧吸附区205，好氧反应区206中净化后的清水通过出水堰(图中右上角)排入收纳水体。

在本发明实施例中，所述最近次降雨数据可以包括最近次降雨量、最近次降雨强度和最近次降雨时长中的至少一种；所述预测降雨数据可以包括预测降雨量、预测降雨强度、预测降雨时长、预测降雨周期和预测降雨概率中的至少一种；所述调蓄池储水数据可以包括调蓄池液位和/或调蓄池汇流流量。其中，最近次降雨是指距离当前时间点最近的一次降雨，例如上次降雨，或者当前次降雨。

另一示例方式，所述复合微生物***还可以包括：水文气象站5，与所述控制器3对应连接，用于获取所述最近次降雨数据、所述预测降雨数据和所述调蓄池储水数据并发送至所述控制器3。一种可选方式，所述水文气象站5包括：雨量计501，用于获取所述最近次降雨数据；通讯器502，用于获取所述预测降雨数据；调蓄池汇流流量计503，用于获取所述调蓄池汇流流量；调蓄池水位计504，用于获取所述调蓄池液位。

在上述复合微生物***中，雨量计501、通讯器502、调蓄池汇流流量计503和调蓄池水位计504可以分别与控制器3对应连接，将采集到的相关数据实时上传至控制器3中。

在本发明中，控制器3用于控制微生物反应器2和污泥活化池4的运行方式，在调蓄池1进水时，控制微生物反应器2运行，使得产生的活性污泥排放至污泥活化池4中；当微生物反应器2长时间不进水或少进水导致营养物不足时，控制污泥活化池4活化污泥，并间歇排入微生物反应器2的好氧反应区206中，排入的活性污泥中的营养物质与好氧反应区206内的微生物发生生化反应，从而保持微生物的活性。示例性地，图4示意性示出了本发明的复合微生物***的控制逻辑图。

实施例2

在连续降雨产生汇流的情况下，利用实施例1所述复合微生物***，按照如下方法进行径流污水的原位处理：

(1)当连续降雨产生径流时，水文气象站内，利用雨量计实时监测降雨量、降雨强度、降雨时长等降雨数据，利用调蓄池汇流流量计实时监测流入调蓄池内部的产汇流流量，利用调蓄池水位计实时监测调蓄池内的液位，利用通讯器接收天气预报中的预测降雨量、预测降雨强度、预测降雨时长、预测降雨周期和预测降雨概率等数据，并将以上数据信息传送到控制器；

(2)控制器基于内置的产汇流模型，模拟计算降雨条件下，将要汇入调蓄池中的预测汇流量V₁以及预测汇流历时T_m；

(3)控制器基于预测汇流量V₁、预测汇流历时T_m、预测降雨周期T₁以及调蓄池有效容量V₀，确定预设时长T内所述调蓄池的排水流量Q₁：

由于是连续降雨产生径流，T≤T_m，首要任务是确保调蓄池在充满的情况下不发生溢流，因此，Q₁＝(V₁-V₀)/T_m；

(4)控制器按照排水流量Q₁，控制排水泵和流量计将调蓄池内的径流污水输送至微生物反应器沉淀区中，并在沉淀区中停留0.5h，在投加絮凝剂作用下，径流污水中的颗粒态污染物沉淀至斜板上，颗粒态的COD、NH₃-N、TP等得以去除；

(5)沉降结束后，斜板上部的第一上部清液流入兼氧吸附区(MLSS浓度2000-4000mg/L，保持溶解氧为0.5-1mg/L)，并在兼氧吸附区中停留0.5h，在兼氧吸附区内悬浮活性污泥中微生物的作用下进行兼氧吸附处理，将部分溶解性的COD、NH₃-N、TP等吸附形成新的活性污泥，在间歇曝气时沉淀在第一污泥斗中，污染物去除率可达40-60％；

(6)兼氧吸附处理结束后，剩下的第二上部清液进入好氧反应区(载体材料填充比60-80％，MLSS浓度2000-4000mg/L，溶解氧浓度为1.5～3.0mg/L)中，并停留4-6h，在好氧反应区内微生物的作用下进行好氧反应处理微生物与径流污水中溶解性COD、NH₃-N、TP等发生生化反应，进一步去除污染物，产生活性污泥沉淀在底部第二污泥斗中，净化后的第三上部清液通过出水堰排入收纳水体；

(7)第二污泥斗中沉积的活性污泥通过第三排泥泵定期将排入兼氧吸附区中，第一污泥斗中沉积的活性污泥通过第一排泥泵排入污泥活化池的污泥浓缩区，由撇水装置快速撇除上清液，所得高浓度污泥通过底部通孔静压排入污泥活化区，在搅拌器的作用下维持微生物活性。

实施例3

在长时间不产生降雨径流的情况下，利用实施例1所述复合微生物***，按照如下方法进行径流污水的原位处理：

(1)当长时间不产生降雨径流时，通讯器接收天气预报中的预测降雨量、预测降雨强度、预测降雨时长、预测降雨周期和预测降雨概率等数据，传送到控制器中，由控制器计算出下一个预测降雨周期T₁，假如T₁＝14d；

(2)水文气象站内，利用雨量计实时监测降雨量、降雨强度、降雨时长等降雨数据，利用调蓄池汇流流量计实时监测流入调蓄池内部的产汇流流量，利用调蓄池水位计实时监测调蓄池内的液位，并将以上数据信息传送到控制器；

(3)在上一个降雨周期中，控制器基于上次降雨数据计算出汇流量V₁以及汇流历时T_m，并在T_m时刻控制排水泵和流量计在汇流结束时停止运行，使得径流污水刚好充满调蓄池的有效容积V₀；

(4)上一个降雨周期结束后一定时间，监测到微生物反应器内的微生物活性较低时，此时控制器基于预测降雨周期T₁，判定T_m<T≤T₁，控制排水泵和流量计间歇运行，每日向微生物反应器中输送V₀/14的径流污水，可以每日间歇进水3-5次，尽可能实现均匀进水，也可以每日持续均匀进水；

(5)关闭微生物反应器的所有排泥泵，确保调蓄池内的径流污水能够到达好氧反应区，从而最大限度为好氧反应区的微生物提供生长条件，维持生物活性；

(6)在好氧反应区，好氧微生物附着于固定载体材料，相对于悬浮活性污泥中的微生物具有更强的耐冲击能力，由于径流污水排入量较小，微生物与径流污水中的营养物质(COD、NH₃-N、TP)发生生化反应，主要污染物得以去除，大部分微生物得以维持生长而保持活性，少部分微生物由于缺乏营养物发生内源消化而活性逐步衰减；

(7)由于微生物反应器长时间少进水导致营养物不足，控制器控制第二排泥泵将污泥活化区中的浓缩活性污泥间歇排入微生物反应器的好氧反应区中，由于排入的浓缩活性污泥为浓缩的污染物吸附污泥，营养物浓度高，浓缩活性污泥中的营养物质与好氧反应区内的微生物发生生化反应，从而提高微生物的活性，进而实现了微生物反应器长时间(T₁＝14d)保持微生物活性。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种用于径流污水原位处理的复合微生物***，其特征在于，包括调蓄池、微生物反应器以及控制器，所述调蓄池的出水口与所述微生物反应器的进水口通过管道连通，所述管道上设有排水泵和流量计，所述控制器分别与所述排水泵和所述流量计对应连接；

其中，所述控制器，用于基于最近次降雨数据、预测降雨数据以及调蓄池储水数据，利用预设的产汇流模型，确定所述调蓄池的排水流量，并根据所述排水流量，控制所述排水泵和所述流量计，将所述调蓄池中的径流污水输送至所述微生物反应器中，以使所述调蓄池的排水周期与预测降雨周期相适应；

所述微生物反应器，用于对流入其中的径流污水进行微生物处理，并产生活性污泥；

所述微生物反应器包括依次连通的沉降区、兼氧吸附区和好氧反应区，所述兼氧吸附区的底部为第一污泥斗，所述微生物反应器的污泥出口位于所述第一污泥斗的壁上；所述兼氧吸附区，用于对径流污水进行兼氧吸附处理，内部悬浮有含有微生物的活性污泥，底部设有用于曝气和/或搅拌的穿孔管；

所述复合微生物***还包括：

污泥活化池，用于存储所述微生物反应器中产生的所述活性污泥，包括相互连通的污泥浓缩区和污泥活化区，所述污泥活化池的入口位于所述污泥浓缩区的壁上，所述污泥活化池的出口位于所述污泥活化区的壁上；所述污泥浓缩区内设有撇水装置，用于对所述污泥浓缩区内的活性污泥进行脱水浓缩；所述污泥活化区内设有搅拌装置，用于对所述污泥活化区内的浓缩污泥进行活化处理；

所述污泥活化池的入口经过第一排泥泵与所述微生物反应器的污泥出口连通，所述污泥活化池的出口经过第二排泥泵与所述微生物反应器的污泥入口连通；所述第二排泥泵与所述控制器对应连接，所述控制器还用于在所述微生物反应器于预设时长内进水量少于预设值时，控制所述第二排泥泵将所述污泥活化池中存储的活性污泥输送至所述微生物反应器中。

2.根据权利要求1所述的复合微生物***，其特征在于，所述好氧反应区的底部为第二污泥斗，所述第二污泥斗经过第三排泥泵与所述兼氧吸附区连通；

所述微生物反应器的进水口位于所述沉降区的壁上，所述微生物反应器的污泥入口位于所述第二污泥斗的壁上；

所述沉降区，用于沉降去除径流污水中的颗粒态污染物，内部设有供所述颗粒态污染物沉降附着的斜板，底部设有供所述颗粒态污染物排出的第四排泥泵；

所述兼氧吸附区内的混合液悬浮固体浓度为2000～4000mg/L；

所述好氧反应区，用于对径流污水进行好氧反应处理，内部填充有附着有微生物的载体材料，底部设有曝气装置；所述载体材料的填充体积占所述好氧反应区内部容积的60～80%。

3.根据权利要求1或2所述的复合微生物***，其特征在于，所述最近次降雨数据包括最近次降雨量、最近次降雨强度和最近次降雨时长；所述预测降雨数据包括预测降雨量、预测降雨强度、预测降雨时长、预测降雨周期和预测降雨概率；所述调蓄池储水数据包括调蓄池液位和/或调蓄池汇流流量。

4.根据权利要求3所述的复合微生物***，其特征在于，所述复合微生物***还包括：

水文气象站，与所述控制器对应连接，用于获取所述最近次降雨数据、所述预测降雨数据和所述调蓄池储水数据并发送至所述控制器；

所述水文气象站包括：

雨量计，用于获取所述最近次降雨数据；

通讯器，用于获取所述预测降雨数据；

调蓄池汇流流量计，用于获取所述调蓄池汇流流量；

调蓄池水位计，用于获取所述调蓄池液位。

5.一种用于权利要求1所述的复合微生物***的径流污水原位处理的方法，其特征在于，包括如下步骤：

基于最近次降雨数据、预测降雨数据以及调蓄池储水数据，利用预设的产汇流模型，确定调蓄池的排水流量；

基于所述排水流量，将所述调蓄池中的径流污水输送至微生物反应器中，以进行微生物处理；

其中，基于所述排水流量，所述调蓄池的排水周期与预测降雨周期相适应；

所述微生物处理器包括沉降区、兼氧吸附区和好氧反应区，所述方法还包括：

将所述兼氧吸附区内兼氧吸附处理产生的活性污泥送入污泥活化池中进行存储；以及

在所述微生物反应器于预设时长内进水量少于预设值时，将所述污泥活化池中存储的所述活性污泥的至少部分重新送入所述微生物反应器内。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述将所述调蓄池中的径流污水输送至微生物反应器中，以进行微生物处理，包括：

将所述调蓄池中的径流污水输送至所述沉降区中，在絮凝剂的作用下，使所述径流污水中的颗粒态污染物发生沉降；

使沉降区中沉降结束后的第一上部清液进入所述兼氧吸附区中，在所述兼氧吸附区内悬浮活性污泥中微生物的作用下进行兼氧吸附处理；

使所述兼氧吸附区中兼氧吸附处理后的第二上部清液进入所述好氧反应区中，在所述好氧反应区内微生物的作用下进行好氧反应处理。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将所述好氧反应处理后的第三上部清液排入收纳水体；

和/或，将所述好氧反应处理产生的活性污泥送入所述兼氧吸附区中，以用于所述兼氧吸附处理。

8.根据权利要求5～7中任一项所述的方法，其特征在于，所述基于最近次降雨数据、预测降雨数据以及调蓄池储水数据，利用预设的产汇流模型，确定调蓄池的排水流量，包括：

基于所述最近次降雨数据，利用预设的产汇流模型，确定将要汇入所述调蓄池中的预测汇流量V₁以及预测汇流历时T_m；

基于所述预测汇流量V₁、预测汇流历时T_m、预测降雨周期T₁以及调蓄池有效容量V₀，确定预设时长T内所述调蓄池的排水流量Q₁；

所述预设时长T为当前时间点至预测降雨时间点的时长。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述基于所述预测汇流量V₁、预测汇流历时T_m、预测降雨周期T₁以及调蓄池有效容量V₀，确定预设时长T内所述调蓄池的排水流量Q₁，包括：

在T ≤ T_m的情况下，Q₁ =(V₁-V₀)/T_m；

在T_m <T ≤ T₁的情况下，Q₁ =V₀/T。