申請(qǐng)日2016.05.06
公開(公告)日2016.10.19
IPC分類號(hào)C02F3/30
摘要
本實(shí)用新型涉及基于在線控制的連續(xù)流雙污泥反硝化深度脫氮除磷裝置，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、好氧缺氧選擇池、一級(jí)缺氧池、一級(jí)曝氣池、二級(jí)缺氧池、二級(jí)曝氣池、二級(jí)沉淀池、清水池、氧化還原電位測(cè)定控制系統(tǒng)、溶解氧測(cè)定控制系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)、硝化終點(diǎn)控制系統(tǒng)、出水正磷酸根測(cè)定控制系統(tǒng)和工控電腦;該裝置基于雙污泥反硝化脫氮除磷原理，利用了厭氧釋磷、污泥的二次沉降、污泥分段超越、反硝化脫氮吸磷、好氧吸磷、連續(xù)流曝氣池硝化終點(diǎn)的控制技術(shù)、低氧低氨氮硝化液的控制、以及氧化還原電位控制與出水正磷酸根控制相組合控制系統(tǒng)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了污水的深度脫氮除磷的效果。
權(quán)利要求書
1.基于在線控制的連續(xù)流雙污泥反硝化深度脫氮除磷裝置，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、好氧缺氧選擇池、一級(jí)缺氧池、一級(jí)曝氣池、二級(jí)缺氧池、二級(jí)曝氣池、二級(jí)沉淀池、清水池、氧化還原電位測(cè)定控制系統(tǒng)、溶解氧測(cè)定控制系統(tǒng)、硝化終點(diǎn)控制系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)、出水正磷酸根測(cè)定控制系統(tǒng)和工控電腦;
調(diào)節(jié)池的進(jìn)水端連接有進(jìn)水管，調(diào)節(jié)池的出水端通過帶有進(jìn)水泵的管道與厭氧池的進(jìn)水端相連;厭氧池的出水端與一級(jí)沉淀池的進(jìn)水端通過管道相連;
一級(jí)沉淀池上清液出水端通過管道與曝氣生物濾池上方的布水器相連接;
曝氣生物濾池底部的排水口通過帶有硝化液常開電磁閥的管道與好氧缺氧選擇池的進(jìn)水端連接;
好氧缺氧選擇池、一級(jí)缺氧池、一級(jí)曝氣池、二級(jí)缺氧池、二級(jí)曝氣池、二級(jí)沉淀池通過管道依次順序相連;
所述的二級(jí)沉淀池的上清液出水端通過管道與清水池的進(jìn)水端相連接;
清水池的出水端連接有排水管;清水池的下方排水口、反沖洗電磁閥、反沖洗泵和曝氣生物濾池底部排水口通過管道依次順序相連;曝氣生物濾池底部還連接有帶有排泥閥的管道;
二級(jí)沉淀池的底部排泥口通過帶有污泥返回泵的管道與厭氧池的進(jìn)水端相連;二級(jí)沉淀池的底部排泥口還與帶有排泥泵的管道相連;
一級(jí)沉淀池的底部排泥口通過帶有第一污泥超越泵的管道與好氧缺氧選擇池的進(jìn)水端相連;一級(jí)沉淀池的底部排泥口還通過帶有第二污泥超越泵的管道與二級(jí)缺氧池的進(jìn)水端相連;
第一污泥超越泵與好氧缺氧選擇池的進(jìn)水端相連的管道上設(shè)有污泥電磁流量計(jì)，第二污泥超越泵與二級(jí)缺氧池的進(jìn)水端相連的管道上也設(shè)有污泥電磁流量計(jì)，且兩個(gè)污泥電磁流量計(jì)的通信端均與工控電腦通信端相連;工控電腦還分別通過變頻器與第一污泥超越泵、第二污泥超越泵相連;
所述的調(diào)節(jié)池、厭氧池、好氧缺氧選擇池、一級(jí)缺氧池、一級(jí)曝氣池、二級(jí)缺氧池和二級(jí)曝氣池內(nèi)均設(shè)有潛水?dāng)嚢杵?
所述的調(diào)節(jié)池、厭氧池、好氧缺氧選擇池、一級(jí)缺氧池和二級(jí)缺氧池均密封，且厭氧池的頂部、好氧缺氧選擇池的頂部、一級(jí)缺氧池的頂部和二級(jí)缺氧池的頂部均設(shè)有排氣管;
所述的氧化還原電位測(cè)定控制系統(tǒng)有四套，每套氧化還原電位測(cè)定控制系統(tǒng)包括相連接的氧化還原電極和在線氧化還原電位計(jì);4套氧化還原電位測(cè)定控制系統(tǒng)的氧化還原電極分別設(shè)于厭氧池的出水端、一級(jí)缺氧池的出水端、二級(jí)缺氧池的出水端和二級(jí)曝氣池的出水端;4套氧化還原電位測(cè)定控制系統(tǒng)中的在線氧化還原電位計(jì)一端與其對(duì)應(yīng)的氧化還原電極相連，另一端與工控電腦通信端相連;
所述的溶解氧測(cè)定控制系統(tǒng)包括相連接的溶解氧電極和在線溶解氧儀，所述的溶解氧電極設(shè)于曝氣生物濾池的出水端與好氧缺氧選擇池的進(jìn)水端之間管道中，溶解氧電極與在線溶解氧儀的輸出端相連，所述的在線溶解氧儀的輸入端與工控電腦通信端相連;
所述的硝化終點(diǎn)控制系統(tǒng)，包括相連接的pH電極和在線pH測(cè)定儀，pH電極設(shè)在一級(jí)曝氣池的出水端;pH電極和在線pH測(cè)定儀的測(cè)量信號(hào)端相連，所述的在線pH測(cè)定儀的通信端與工控電腦通信端相連;
所述的曝氣系統(tǒng)有4套，每套曝氣系統(tǒng)包括依次相連的曝氣頭、氣體流量計(jì)、曝氣泵和變頻器，曝氣泵和變頻器的輸出端相連接;4套曝氣系統(tǒng)中的曝氣頭分別設(shè)于曝氣生物濾池填料中、好氧缺氧選擇池內(nèi)底部、一級(jí)曝氣池內(nèi)底部和二級(jí)曝氣池內(nèi)底部;4套曝氣系統(tǒng)中的變頻器的通信端均與工控電腦通信端相連;
出水磷酸根測(cè)定控制系統(tǒng)包括采樣管和在線磷酸根監(jiān)測(cè)儀，采樣管的一端設(shè)置在清水池內(nèi)，采樣管的另一端與在線磷酸根監(jiān)測(cè)儀的進(jìn)水端相連，在線磷酸根監(jiān)測(cè)儀的通信端與工控電腦通信端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于在線控制的連續(xù)流雙污泥反硝化深度脫氮除磷裝置，其特征在于，所述的工控電腦與在線氧化還原電位計(jì)之間、工控電腦與變頻器之間、工控電腦與在線溶解氧儀之間、工控電腦與在線pH測(cè)定儀之間、以及工控電腦與電磁流量計(jì)之間的電連接均采用485通訊相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于在線控制的連續(xù)流雙污泥反硝化深度脫氮除磷裝置，其特征在于，曝氣生物濾池上部為圓筒型，下部為同直徑的錐角為60°的倒圓錐形，圓錐與圓筒的接合處水平設(shè)置不銹鋼篩孔板，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;填料層正上方設(shè)有布水管;其中，所述的填料為火山巖、陶粒、石英砂或沸石。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于在線控制的連續(xù)流雙污泥反硝化深度脫氮除磷裝置，其特征在于，所述的曝氣生物濾池填料中的曝氣頭設(shè)置在篩孔板上方，且與篩孔板的距離為填料層厚度的1/3。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于在線控制的連續(xù)流雙污泥反硝化深度脫氮除磷裝置，其特征在于，所述的曝氣生物濾池的上部設(shè)有排水閥，且排水閥位于填料層的上方;
與曝氣生物濾池填料中曝氣頭相連的曝氣泵還通過帶有常閉氣體電磁閥的管道與反沖洗用曝氣頭相連;所述的反沖洗用曝氣頭設(shè)置填料的底部，且在篩孔板的上方;所述的曝氣生物濾池填料中曝氣頭和與其相連的曝氣泵之間的管路上還設(shè)有常開氣體電磁閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于在線控制的連續(xù)流雙污泥反硝化深度脫氮除磷裝置，其特征在于，一級(jí)沉淀池和二級(jí)沉淀池內(nèi)均設(shè)有刮泥機(jī)。
說(shuō)明書
基于在線控制的連續(xù)流雙污泥反硝化深度脫氮除磷裝置
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種生活污水的深度脫氮除磷凈化裝置，適合于污水廠新建項(xiàng)目，具體涉及一種基于在線監(jiān)測(cè)和控制下的，依據(jù)反硝化脫氮除磷原理，進(jìn)行二次反硝化脫氮除磷的裝置。
背景技術(shù)
目前，我國(guó)實(shí)施的《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中，最高的一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)僅相當(dāng)于地表水的劣五類，國(guó)內(nèi)目前的污水廠主流工藝主要為二級(jí)處理如AB法、氧化溝法、A/O工藝、A/A/O工藝、SBR法等，這些工藝顯然無(wú)法實(shí)現(xiàn)深度的氮磷凈化。因此，即便各地都實(shí)施雨污分流，生活污水全處理的理想狀態(tài)，仍然難以達(dá)到改善和修復(fù)城市水體的目的。這些污水廠排出劣五類水對(duì)地表水的生態(tài)和景觀造成危害，影響水體使用功能，對(duì)地下水的水質(zhì)造成潛在威脅。隨著人民群眾對(duì)生產(chǎn)和生活的水環(huán)境質(zhì)量的要求越來(lái)越高，我國(guó)污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)將逐漸與地表水水質(zhì)等級(jí)接軌。由于污水的三級(jí)處理工藝高昂的投資和高昂的處理成本，很難進(jìn)行大規(guī)模的推廣。因此，將污水通過生化處理直接達(dá)到地表水5類以上水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的新工藝和新技術(shù)的研究是將是解決我國(guó)水環(huán)境污染問題的根本出路之一，也是現(xiàn)階段水污染控制研究熱點(diǎn)和重點(diǎn)。
近年來(lái)，自動(dòng)控制技術(shù)得到了快速發(fā)展和廣泛使用，但是污水處理工藝控制技術(shù)，由于涉及到多參數(shù)多環(huán)境變化的復(fù)雜條件，還處在研究開發(fā)的初級(jí)階段，特別是同時(shí)脫氮除磷的控制工藝很少見報(bào)道。在污水處理工藝中運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行精確的終點(diǎn)和過程控制，維持脫氮除磷的最佳工況條件，對(duì)于污水處理的深度脫氮除磷具有重要的意義。
雙污泥反硝化脫氮除磷工藝是一種能同時(shí)兼顧脫氮和除磷的污水處理工藝，這種工藝將硝化和反硝化兩種微生物分開在合適的環(huán)境培養(yǎng)。充分地利用污水中的有機(jī)碳源，通過厭氧/缺氧交替條件下不斷富集DPAOs，在厭氧條件下利用原水中VFAs合成內(nèi)碳源PHA，而在缺氧條件下以硝酸鹽為電子受體氧化分解體內(nèi)的PHA完成過量吸磷反應(yīng)。這使得脫氮和除磷可以同步得到去除，解決了采用傳統(tǒng)方法對(duì)生活污水脫氮除磷碳源不足的問題，具有高效、低能耗、產(chǎn)泥量低等特點(diǎn)，是目前比較受關(guān)注的，很有前景的一種生物脫氮除磷新技術(shù)。雙污泥反硝化脫氮除磷主要代表工藝是A2N和Dephanox工藝。
現(xiàn)有的連續(xù)流雙污泥反硝化脫氮除磷工藝有以下兩種缺點(diǎn)：第一，由于超越污泥攜帶的大量氨氮，使得出水氨氮和硝酸根濃度較高，很難實(shí)現(xiàn)深度的脫氮除磷;第二，二沉池污泥容易發(fā)生反硝化產(chǎn)生氮?dú)庥绊懳勰嗟某两�，以及進(jìn)水水質(zhì)發(fā)生變化會(huì)影響到污水的處理效果，造成了出水水質(zhì)不穩(wěn)定。第三，現(xiàn)有的雙污泥反硝化脫氮除磷工藝由于自動(dòng)化控制程度不高，只適合于處理碳氮比在特定范圍內(nèi)的污水，當(dāng)碳氮比發(fā)生較大變化時(shí)，出水水質(zhì)難以保障。
因此，如何提高氮磷的凈化效果和如何解決出水水質(zhì)不穩(wěn)定的情況，是目前雙污泥反硝化脫氮除磷污水處理工藝亟需解決的問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有A2N和Dephanox 等反硝化脫氮除磷工藝無(wú)法實(shí)現(xiàn)深度脫氮除磷，出水水質(zhì)不穩(wěn)定的問題，提供一種ANSAOAO(Anaerobic-Nitrifying-Selective-Anoxic-Oxic-Anoxic-Oxic)連續(xù)流雙污泥反硝化深度脫氮除磷裝置，該裝置依據(jù)雙污泥反硝化脫氮除磷原理，基于在線控制技術(shù)，利用了厭氧釋磷、污泥的二次沉降、污泥分段超越反硝化吸磷脫氮技術(shù)、好氧吸磷技術(shù)、連續(xù)流曝氣池硝化終點(diǎn)的控制技術(shù)、低氧低氨氮硝化液的控制技術(shù)、以及氧化還原電位控制系統(tǒng)與出水正磷酸根控制系統(tǒng)相組合的脫氮除磷技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了生活污水的深度脫氮除磷的效果。
基于在線控制的連續(xù)流雙污泥反硝化深度脫氮除磷裝置，包括調(diào)節(jié)池、厭氧池、一級(jí)沉淀池、曝氣生物濾池、好氧缺氧選擇池、一級(jí)缺氧池、一級(jí)曝氣池、二級(jí)缺氧池、二級(jí)曝氣池、二級(jí)沉淀池、清水池、氧化還原電位測(cè)定控制系統(tǒng)、溶解氧測(cè)定控制系統(tǒng)、硝化終點(diǎn)控制系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)、出水正磷酸根測(cè)定控制系統(tǒng)和工控電腦;
調(diào)節(jié)池的進(jìn)水端連接有進(jìn)水管，調(diào)節(jié)池的出水端通過帶有進(jìn)水泵的管道與厭氧池的進(jìn)水端相連;厭氧池的出水端與一級(jí)沉淀池的進(jìn)水端通過管道相連;
一級(jí)沉淀池上清液出水端通過管道與曝氣生物濾池上方的布水器相連接;
曝氣生物濾池底部的排水口通過帶有硝化液常開電磁閥的管道與好氧缺氧選擇池的進(jìn)水端連接;
好氧缺氧選擇池、一級(jí)缺氧池、一級(jí)曝氣池、二級(jí)缺氧池、二級(jí)曝氣池、二級(jí)沉淀池通過管道依次順序相連;
所述的二級(jí)沉淀池的上清液出水端通過管道與清水池的進(jìn)水端相連接;
清水池的出水端連接有排水管;清水池的下方排水口、反沖洗電磁閥、反沖洗泵和曝氣生物濾池底部排水口通過管道依次順序相連;曝氣生物濾池底部還連接有帶有排泥閥的管道;
二級(jí)沉淀池的底部排泥口通過帶有污泥返回泵的管道與厭氧池的進(jìn)水端相連;二級(jí)沉淀池的底部排泥口還與帶有排泥泵的管道相連;
一級(jí)沉淀池的底部排泥口通過帶有第一污泥超越泵的管道與好氧缺氧選擇池的進(jìn)水端相連;一級(jí)沉淀池的底部排泥口還通過帶有第二污泥超越泵的管道與二級(jí)缺氧池的進(jìn)水端相連;
第一污泥超越泵與好氧缺氧選擇池的進(jìn)水端相連的管道上設(shè)有污泥電磁流量計(jì)，第二污泥超越泵與二級(jí)缺氧池的進(jìn)水端相連的管道上也設(shè)有污泥電磁流量計(jì)，且兩個(gè)污泥電磁流量計(jì)的通信端均與工控電腦通信端相連;工控電腦還分別通過變頻器與第一污泥超越泵、第二污泥超越泵相連;
所述的調(diào)節(jié)池、厭氧池、好氧缺氧選擇池、一級(jí)缺氧池、一級(jí)曝氣池、二級(jí)缺氧池和二級(jí)曝氣池內(nèi)均設(shè)有潛水?dāng)嚢杵?
所述的調(diào)節(jié)池、厭氧池、好氧缺氧選擇池、一級(jí)缺氧池和二級(jí)缺氧池均密封，且厭氧池的頂部、好氧缺氧選擇池的頂部、一級(jí)缺氧池的頂部和二級(jí)缺氧池的頂部均設(shè)有排氣管;用于排放厭氧池、一級(jí)缺氧池和二級(jí)缺氧池產(chǎn)生的氣體。
所述的氧化還原電位測(cè)定控制系統(tǒng)有四套，每套氧化還原電位測(cè)定控制系統(tǒng)包括相連接的氧化還原電極和在線氧化還原電位計(jì);4套氧化還原電位測(cè)定控制系統(tǒng)的氧化還原電極分別設(shè)于厭氧池的出水端、一級(jí)缺氧池的出水端、二級(jí)缺氧池的出水端和二級(jí)曝氣池的出水端;4套氧化還原電位測(cè)定控制系統(tǒng)中的在線氧化還原電位計(jì)一端與其對(duì)應(yīng)的氧化還原電極相連，另一端與工控電腦通信端相連;
所述的溶解氧測(cè)定控制系統(tǒng)包括相連接的溶解氧電極和在線溶解氧儀，所述的溶解氧電極設(shè)于曝氣生物濾池的出水端與好氧缺氧選擇池的進(jìn)水端之間管道中，溶解氧電極與在線溶解氧儀的輸出端相連，所述的在線溶解氧儀的輸入端與工控電腦通信端相連;
所述的硝化終點(diǎn)控制系統(tǒng)，包括相連接的pH電極和在線pH測(cè)定儀，pH電極設(shè)在一級(jí)曝氣池的出水端;pH電極和在線pH測(cè)定儀的測(cè)量信號(hào)端相連，所述的在線pH測(cè)定儀的通信端與工控電腦通信端相連;
所述的曝氣系統(tǒng)有4套，每套曝氣系統(tǒng)包括依次相連的曝氣頭、氣體流量計(jì)、曝氣泵和變頻器，曝氣泵和變頻器的輸出端相連接;4套曝氣系統(tǒng)中的曝氣頭分別設(shè)于曝氣生物濾池填料中、好氧缺氧選擇池內(nèi)底部、一級(jí)曝氣池內(nèi)底部和二級(jí)曝氣池內(nèi)底部;4套曝氣系統(tǒng)中的變頻器的通信端均與工控電腦通信端相連;
出水磷酸根測(cè)定控制系統(tǒng)包括采樣管和在線磷酸根監(jiān)測(cè)儀，采樣管的一端設(shè)置在清水池內(nèi)，采樣管的另一端與在線磷酸根監(jiān)測(cè)儀的進(jìn)水端相連，在線磷酸根監(jiān)測(cè)儀的通信端與工控電腦通信端相連。
進(jìn)一步，優(yōu)選的是，所述的工控電腦與在線氧化還原電位計(jì)之間、工控電腦與變頻器之間、工控電腦與在線溶解氧儀之間、工控電腦與在線pH測(cè)定儀之間、以及工控電腦與電磁流量計(jì)之間的電連接均采用485通訊相連。
進(jìn)一步，優(yōu)選的是，曝氣生物濾池上部為圓筒型，下部為同直徑的錐角為60°的倒圓錐形，圓錐與圓筒的接合處水平設(shè)置不銹鋼篩孔板，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;填料層正上方設(shè)有布水管;其中，所述的填料為火山巖、陶粒、石英砂或沸石。
進(jìn)一步，優(yōu)選的是，所述的曝氣生物濾池填料中的曝氣頭(該曝氣頭用于正常曝氣)設(shè)置在篩孔板上方，且與篩孔板的距離為填料層厚度的1/3。正常曝氣的曝氣頭上方的填料處于好氧曝氣狀態(tài)，主要是發(fā)生硝化反應(yīng)，為好氧硝化區(qū)，而處于正常曝氣頭下方的填料層沒有曝氣，只能通過的硝化水中殘留的氨氮和亞硝酸根，消耗水中的溶解氧，為脫氧區(qū)。
進(jìn)一步，優(yōu)選的是所述的曝氣生物濾池的上部設(shè)有排水閥，且排水閥位于填料層的上方;
與曝氣生物濾池填料中曝氣頭相連的曝氣泵，還通過帶有常閉氣體電磁閥的管道與反沖洗用曝氣頭相連;所述的反沖洗用曝氣頭(該曝氣頭用于反沖洗時(shí)曝氣)設(shè)置填料的底部，且在篩孔板的上方;所述的曝氣生物濾池填料中曝氣頭和與其相連的曝氣泵之間的管路上還設(shè)有常開氣體電磁閥。
進(jìn)一步，優(yōu)選的是，一級(jí)沉淀池和二級(jí)沉淀池內(nèi)均設(shè)有刮泥機(jī)。刮泥機(jī)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。刮泥機(jī)包括減速電機(jī)、中心軸、刮泥板和支撐刮泥板的支撐架，刮泥板是沿沉淀池的錐形區(qū)邊緣做繞沉淀池中心旋轉(zhuǎn)的刮板。刮泥機(jī)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，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，加速污泥泵對(duì)污泥的抽吸。刮泥機(jī)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。
一種連續(xù)流雙污泥反硝化深度脫氮除磷工藝，采用上述基于在線控制的ANSAOAO連續(xù)流雙污泥反硝化深度脫氮除磷裝置，其特征在于，包括如下步驟：
污水經(jīng)調(diào)節(jié)池的進(jìn)水端進(jìn)入調(diào)節(jié)池，再由進(jìn)水泵輸送入?yún)捬醭夭⑴c由污泥返回泵返回的污泥進(jìn)行混合，在厭氧條件下釋放磷，厭氧池末端設(shè)置的氧化還原電極用以監(jiān)測(cè)厭氧池磷的釋放;
厭氧反應(yīng)結(jié)束后，污泥混合液流入一級(jí)沉淀池，一級(jí)沉淀池沉淀分離出來(lái)的上清液流入曝氣生物濾池，在曝氣生物濾池中依次經(jīng)過好氧曝氣區(qū)和脫氧區(qū)進(jìn)行硝化反應(yīng)，得到的硝化液從曝氣生物濾池底部的排水口通過管道進(jìn)入好氧缺氧選擇池;工控電腦通過控制曝氣生物濾池中曝氣頭的曝氣強(qiáng)度來(lái)控制從曝氣生物濾池中流出的硝化液的溶解氧濃度在0.5-1.0mg/L之間，并實(shí)現(xiàn)氨氮的全部硝化;
一級(jí)沉淀池沉降的污泥經(jīng)第一污泥超越泵輸送至好氧缺氧選擇池中，與曝氣生物濾池流入的硝化液進(jìn)行混合，得到污泥混合液;工控電腦根據(jù)一級(jí)缺氧池的氧化還原電位控制需要，通過控制好氧缺氧選擇池的曝氣泵的電源頻率來(lái)控制好氧缺氧選擇池的曝氣泵的啟動(dòng)和停止、以及運(yùn)行時(shí)的曝氣強(qiáng)度的大小，使一級(jí)缺氧池的氧化還原電位控制在設(shè)定的范圍內(nèi);
污泥混合液從好氧缺氧選擇池流出后，流入一級(jí)缺氧池，在一級(jí)缺氧池發(fā)生反硝化吸磷反應(yīng)和反硝化脫氮反應(yīng)，工控電腦通過控制好氧缺氧選擇池中曝氣頭的曝氣強(qiáng)度、第一污泥超越泵的污泥流速以及調(diào)整二級(jí)曝氣池的氧化還原電位來(lái)控制一級(jí)缺氧池的氧化還原電位，使反硝化脫氮吸磷反應(yīng)能按設(shè)定的控制條件進(jìn)行;
從一級(jí)缺氧池流出的污泥混合液流入一級(jí)曝氣池中，將污泥混合液中的氨氮進(jìn)行完全的氧化硝化反應(yīng)，同時(shí)發(fā)生好氧吸磷反應(yīng)和有機(jī)物的降解反應(yīng);一級(jí)曝氣池的曝氣系統(tǒng)通過定期增加和減少曝氣強(qiáng)度，增加和減少曝氣泵的電源頻率，等效于增加或者減少曝氣強(qiáng)度，同時(shí)通過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，則曝氣強(qiáng)度已經(jīng)超過了硝化反應(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)附近，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)附近，將曝氣強(qiáng)度調(diào)整回原有曝氣強(qiáng)度不變。
好氧硝化反應(yīng)結(jié)束后，污泥混合液從一級(jí)曝氣池流入二級(jí)缺氧池，與第二污泥超越泵從一級(jí)沉淀池輸送來(lái)的超越污泥進(jìn)行混合，并進(jìn)行第二次反硝化吸磷反應(yīng)和脫氮反應(yīng);工控電腦通過控制第二污泥超越泵的流速來(lái)控制二級(jí)缺氧池的氧化還原電位;第一污泥超越泵和第二污泥超越泵的控制原理是超越污泥優(yōu)先滿足一級(jí)缺氧池的控制要求的條件下，才考慮通過調(diào)整第二污泥超越泵流速使二級(jí)缺氧池的氧化還原電位達(dá)到控制要求。
工控電腦通過電磁流量計(jì)讀取第一污泥超越泵、第二污泥超越泵的流速，在不改變超越污泥的總流速的條件下，調(diào)整污泥超越泵的變頻器的工作頻率來(lái)改變兩臺(tái)超越污泥泵的流速，從而改變對(duì)一級(jí)曝氣池和二級(jí)缺氧池的污泥供給。
之后，污泥混合液流入二級(jí)曝氣池，在出水前通過曝氣強(qiáng)化好氧吸磷作用，其次是對(duì)剩余有機(jī)物的氧化分解反應(yīng)和剩余氨氮的硝化反應(yīng)。工控電腦通過控制二級(jí)曝氣池的曝氣泵電源頻率，即控制曝氣強(qiáng)度使二級(jí)曝氣池的氧化還原電位控制在設(shè)定的范圍內(nèi);工控電腦還可根據(jù)一級(jí)缺氧池的氧還原電位控制要求對(duì)二級(jí)曝氣池氧化還原電位可進(jìn)行調(diào)整以滿足一級(jí)缺氧池氧化還原電位的控制要求。
最后污泥混合液流入二級(jí)沉淀池進(jìn)行固液分離，沉降后的上清液排到清水池中進(jìn)一步沉降;清水池澄清的凈化水通過排水管排出到裝置外;在二級(jí)沉淀池沉降的部分污泥通過污泥返回泵返回到厭氧池開始新的循環(huán)，另外一部分污泥作為剩余污泥用排泥泵排出到本裝置外;
工控電腦通過測(cè)定清水池正磷酸根的濃度來(lái)調(diào)整一級(jí)缺氧池和二級(jí)缺氧池的氧化還原電位;通過這種氧化還原電位控制系統(tǒng)與出水正磷酸根控制系統(tǒng)相組合的控制技術(shù)，達(dá)到對(duì)出水正磷酸根的控制要求;
其中，污泥混合液在各池停留時(shí)間：厭氧池1-2.5h，好氧缺氧選擇池0.2-1h，一級(jí)缺氧池1-3h，一級(jí)曝氣池0.5-1.5h，二級(jí)缺氧池0.5-2h，二級(jí)曝氣池0.25-0.5h;
一級(jí)沉淀池上清液在曝氣生物濾池停留時(shí)間為2-8h;
曝氣生物濾池的氣水比為：10-40;
厭氧池、一級(jí)缺氧池和二級(jí)缺氧池的污泥濃度控制在2000mg/L~5000mg/L的范圍內(nèi);
以進(jìn)水泵流速為參照，本裝置各泵流速比例范圍：進(jìn)水泵100%，第一污泥超越泵流速40%~70%，第二污泥超越泵流速0%~15%，污泥返回泵流速100%~150%;
厭氧池氧化還原電位控制范圍<-300mv，一級(jí)缺氧池氧化還原電位控制范圍-170~-100mv，二級(jí)缺氧池氧化還原電位控制范圍-170~-100mv。二級(jí)曝氣池氧化還原電位控制范圍：+0~+120mv。
出水正磷酸根控制范圍0.1 ~0.3mg/L。
進(jìn)一步，優(yōu)選的是本裝置中的污泥停留時(shí)間為10-17天。
曝氣生物濾池長(zhǎng)期運(yùn)行大量污泥和生物膜在曝氣生物濾池積累，會(huì)使生物濾池發(fā)生堵塞和大量微生物的積累會(huì)發(fā)生磷的釋放影響除磷效果。因此，當(dāng)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一級(jí)曝氣池之間管路中的硝化液常開氣體電磁閥關(guān)閉，將反沖洗電磁閥和常閉氣體電磁閥打開，同時(shí)開啟反沖洗泵，將清水池中的清水從曝氣生物濾池下方注入曝氣生物濾池，同時(shí)將曝氣生物濾池的曝氣泵工作頻率調(diào)到最大，采用反沖洗用曝氣頭對(duì)整個(gè)填料區(qū)進(jìn)行曝氣，通過泡的切割擾動(dòng)促使填料上生物膜脫落。沖洗水從曝氣生物濾池的上部的排水閥排出。反沖洗結(jié)束后，關(guān)閉常閉氣體電磁閥、反沖洗電磁閥和反沖洗泵，在開啟常開氣體電磁閥，進(jìn)行正常的水處理工作。
本實(shí)用新型整個(gè)裝置以工控電腦自動(dòng)控制為主，當(dāng)污水水質(zhì)較為穩(wěn)定的情況下，管理人員根據(jù)污水的水質(zhì)、碳氮比和碳磷比的情況、一級(jí)沉淀池污泥的沉降情況，以及要達(dá)到的凈化效果，確定進(jìn)水流速比、污泥超越泵總的流速比、污泥返回泵的流速比，進(jìn)一步通過人工調(diào)控運(yùn)行，檢測(cè)各反應(yīng)池正磷酸根、氨氮、硝酸根和亞硝酸根的變化情況，確定曝氣生物濾池的溶解氧控制范圍，確定一級(jí)缺氧池和二級(jí)缺氧池和二級(jí)曝氣池的氧化還原電位的控制范圍，初步確定和調(diào)整一級(jí)缺氧池和二級(jí)缺氧池和二級(jí)曝氣池的氧化還原電位，初步調(diào)整兩臺(tái)污泥超越泵的流速，初步確定二級(jí)曝氣池使污泥混合液中的氨氮發(fā)生徹底硝化所需的曝氣強(qiáng)度，即曝氣泵的電源頻率;
工控電腦根據(jù)實(shí)際情況自動(dòng)調(diào)節(jié)好氧缺氧選擇池、二級(jí)曝氣池的曝氣泵的曝氣強(qiáng)度(即電源頻率)和調(diào)整兩臺(tái)污泥超越泵的流速，使一級(jí)缺氧池和二級(jí)缺氧池的氧化還原電位處于設(shè)定的控制范圍，并通過調(diào)整一級(jí)缺氧池和二級(jí)缺氧池的氧化還原電位來(lái)使出水正磷酸根達(dá)到控制要求，通過調(diào)整二級(jí)曝氣池的氧化還原電位，和控制好氧缺氧選擇池的曝氣強(qiáng)度(即曝氣泵的電源頻率)，控制好氧缺氧選擇池的好氧和缺氧狀態(tài)，使一級(jí)缺氧池的氧化還原電位處于設(shè)定的控制狀態(tài)來(lái)強(qiáng)化反硝化吸磷、好氧吸磷和反硝化脫氮，使裝置能自動(dòng)迅速適應(yīng)污水水質(zhì)和濃度的變化。當(dāng)污水水質(zhì)變化較大時(shí)，則需要管理人員根據(jù)具體運(yùn)行情況及時(shí)對(duì)控制條件的范圍進(jìn)行大幅度的調(diào)整。工控電腦控制一級(jí)缺氧池、二級(jí)缺氧池和二級(jí)曝氣池氧化還原電位和出水正磷酸根的控制方法如表1。
表1一級(jí)缺氧池、二級(jí)缺氧池、二級(jí)曝氣池氧化還原電位和出水正磷酸根的控制方法表
一級(jí)缺氧池、二級(jí)的缺氧池和二級(jí)曝氣池的氧化還原電位可根據(jù)需要進(jìn)行上下調(diào)整，控制范圍是氧化還原電位的最大控制范圍，在該控制范圍進(jìn)行調(diào)整。管理者需要預(yù)先對(duì)一級(jí)缺氧池、二級(jí)缺氧池和二級(jí)曝氣池的氧化還原電位控制范圍進(jìn)行設(shè)定，以滿足污水水質(zhì)和濃度變化的控制要求。
本裝置的氧化還原電位控制系統(tǒng)將二級(jí)曝氣池氧化還原電位控制范圍進(jìn)行優(yōu)化，分為上限控制范圍，中間控制范圍和下限控制范圍。
下限控制：當(dāng)二級(jí)曝氣池的氧化還原電位處于二級(jí)曝氣池的氧化還原電位控制范圍的下限時(shí)，污水碳氮比較低，好氧缺氧選擇池的曝氣泵的電源頻率小于等于啟動(dòng)所需的電源頻率，好氧缺氧選擇池處于缺氧狀態(tài)，整個(gè)裝置處于有機(jī)碳源極度缺乏的狀態(tài)，裝置只能通過減少污泥混合液曝氣減少的有機(jī)碳源的消耗，來(lái)增加一級(jí)缺氧池有機(jī)碳源的供給，這時(shí)裝置不能達(dá)到的一級(jí)缺氧池或二級(jí)缺氧池的氧化還原電位的控制要求，這時(shí)裝置優(yōu)先滿足一級(jí)缺氧池的控制要求，其次才考慮二級(jí)缺氧池的控制要求。
中間控制范圍：當(dāng)二級(jí)曝氣池的氧化還原電位處于二級(jí)曝氣池氧化還原電位控制范圍的上限和下限之間時(shí)，污水碳氮比略低，好氧缺氧選擇池的曝氣泵的電源頻率小于啟動(dòng)所需的電源頻率，好氧缺氧選擇池處于缺氧狀態(tài)，整個(gè)裝置處于二級(jí)曝氣池氧化還原電位的動(dòng)態(tài)調(diào)整中，通過對(duì)二級(jí)曝氣池氧化還原電位的調(diào)整，此時(shí)污水中的有機(jī)碳源只能剛好滿足一級(jí)缺氧池和二級(jí)缺氧池的氧化還原電位控制要求。由于二級(jí)曝氣池氧化還原電位處于不斷的適應(yīng)變化中，裝置的控制處于動(dòng)態(tài)穩(wěn)定。這時(shí)裝置對(duì)污水的脫氮除磷效果基本能達(dá)到或者略低于設(shè)計(jì)要求。
上限控制：當(dāng)二級(jí)缺氧池的氧化還原電位處于上限時(shí)，污水碳氮比較高，好氧缺氧選擇池的曝氣泵的電源頻率大于啟動(dòng)所需的電源頻率，好氧缺氧選擇池處于好氧曝氣狀態(tài)。只需通過控制好氧缺氧選擇池和二級(jí)曝氣池的曝氣強(qiáng)度，以及略微調(diào)整二號(hào)污泥泵的流速，就可以使裝置處于平衡穩(wěn)定狀態(tài)。這時(shí)裝置對(duì)污水的脫氮除磷效果最佳。
當(dāng)二級(jí)缺氧池氧化還原電位小于控制范圍時(shí)，下調(diào)第二污泥泵超越泵的流速。
當(dāng)二級(jí)曝氣池的氧化還原電位不在控制范圍時(shí)，通過調(diào)整二級(jí)曝氣池的曝氣泵電源頻率來(lái)控制。
當(dāng)一級(jí)缺氧池、二級(jí)缺氧池、二級(jí)曝氣池的氧化還原電位處于控制范圍，工控電腦將根據(jù)出水正磷酸根的濃度調(diào)整一級(jí)缺氧池和二級(jí)缺氧池的氧化還原電位;
本裝置通過定期檢測(cè)清水池正磷酸根濃度，根據(jù)清水池正磷酸根的濃度來(lái)調(diào)整一級(jí)缺氧池和二級(jí)缺氧池氧化還原電位。當(dāng)出水正磷酸根的濃度高于控制范圍時(shí)通過上調(diào)一級(jí)缺氧池和二級(jí)缺氧池的氧化還原電位，降低反硝化脫氮的作用，在污泥混合液中殘留少量的硝酸根離子，來(lái)強(qiáng)化污泥的反硝化吸磷作用，提高磷的凈化效果。當(dāng)出水正磷酸根的濃度低于控制范圍時(shí)，通過下調(diào)一級(jí)缺氧池和二級(jí)缺氧池的氧化還原電位，減少污泥混合液中殘留的硝酸根離子，來(lái)強(qiáng)化污泥的反硝化脫氮作用，提高氮的凈化效果。
本裝置在正常運(yùn)行情況下，厭氧池末端氧化還原電位應(yīng)小于-300mv，以確保磷的釋放，當(dāng)厭氧池的氧化還原電位高于-300mv系統(tǒng)將報(bào)警。系統(tǒng)通過人工調(diào)控來(lái)大幅度的調(diào)整各控制參數(shù)。
本裝置處理污水碳氮比為6~14，碳磷比大于50的生活污水，能達(dá)到較理想的凈化效果。
當(dāng)處理污水的碳氮比為4-6時(shí)，要實(shí)現(xiàn)深度凈化效果，可以在一級(jí)和二級(jí)缺氧池外加有機(jī)碳源來(lái)實(shí)現(xiàn)深度脫氮除磷，其控制方法與碳氮比較高的污水的上限控制條件一致，就不詳細(xì)描述。
氣體流量計(jì)只是用于管理員人工記錄曝氣的情況，可以不作為本裝置的直接控制參數(shù)。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果為：
本裝置啟動(dòng)階段通過工藝調(diào)整使反硝化聚磷菌成為厭氧池-好氧缺氧選擇池、一級(jí)缺氧池-一級(jí)曝氣池-二級(jí)缺氧池-二級(jí)曝氣池中活性污泥的優(yōu)勢(shì)菌種，使硝化細(xì)菌成為曝氣生物濾池中填料上附著的生物膜的優(yōu)勢(shì)菌種。
本實(shí)用新型在通過厭氧污泥的分段超越為一級(jí)缺氧池和二級(jí)缺氧池實(shí)現(xiàn)逐級(jí)反硝化脫氮和逐級(jí)反硝化吸磷過程提供保障，特別是二級(jí)缺氧池的反硝化反應(yīng)只需少量的厭氧污泥，減少了氨氮進(jìn)入到二級(jí)缺氧池，減少了出水總氮濃度;一級(jí)曝氣池pH控制硝化終點(diǎn)，避免有機(jī)碳源被過度的氧化消耗掉，提高后面二級(jí)缺氧池反硝化的能力，一級(jí)、二級(jí)曝氣池實(shí)現(xiàn)了逐級(jí)好氧吸磷和好氧硝化作用，避免過度的厭氧環(huán)境造成磷的二次釋放;
本實(shí)用新型裝置利用在線控制技術(shù)在最佳控制范圍內(nèi)污水經(jīng)歷兩次反硝化脫氮，兩次對(duì)氨氮的稀釋，三次對(duì)氨氮進(jìn)行氧化硝化反應(yīng)等過程，最終逐步實(shí)現(xiàn)深度脫氮;通過厭氧釋磷，兩次反硝化除磷，兩次好氧吸磷，最終逐步實(shí)現(xiàn)深度除磷;解決了A2N和Dephanox 等反硝化脫氮除磷工藝無(wú)法實(shí)現(xiàn)深度脫氮除磷，出水水質(zhì)不穩(wěn)定的問題;
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Anaerobic選擇Selective 缺氧Anoxic 好氧Oxic缺氧Anoxic好氧Oxic的反硝化活性污泥系統(tǒng)和具有好氧硝化功能Nitrifying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)用新型在曝氣生物濾池下部設(shè)置無(wú)曝氣脫氧區(qū)，并在曝氣硝化池出水處設(shè)置溶解氧電極，在線監(jiān)測(cè)硝化液出水的溶解氧含量來(lái)控制曝氣強(qiáng)度，在保證氨氮完全硝化的同時(shí)減少溶解氧的進(jìn)入到一級(jí)和二級(jí)缺氧池;達(dá)到曝氣生物濾池低氨氮和低溶解氧濃度的硝化液出水;
一級(jí)沉淀池和二級(jí)沉淀池設(shè)置刮泥機(jī)，減少污泥在沉淀池的停留時(shí)間，避免污泥積累產(chǎn)生局部厭氧，導(dǎo)致的磷的二次釋放;
本實(shí)用新型裝置可根據(jù)不同的污水水質(zhì)和碳氮比情況，通過測(cè)定各反應(yīng)池可溶性正磷酸鹽、氨氮、硝酸根的濃度變化情況，確定出各反應(yīng)池氧化還原電位的最佳最穩(wěn)定的控制范圍;當(dāng)處理CODcr為150mg/L至1000mg/L，碳氮比為6-14，碳磷比>50的生活污水時(shí)，本裝置出水總氮、總磷和CODcr多項(xiàng)指標(biāo)基本可達(dá)到地表水四類以上標(biāo)準(zhǔn)。
當(dāng)污水濃度較低時(shí)，可以相應(yīng)地增加進(jìn)水泵流速比，相應(yīng)地減少污泥混合液回流泵流速比來(lái)提高本裝置的運(yùn)行效率。
