公布日：2022.08.02
申請(qǐng)日：2021.01.30
分類號(hào)：C02F3/30(2006.01)I
摘要
本提出了一種多宮格循環(huán)AAO活性污泥法污水處理方法。它的反應(yīng)池、調(diào)節(jié)池和二沉池都由兩兩相鄰的垂直宮格組成，各宮格上部是調(diào)節(jié)池，下部是反應(yīng)池和二沉池；污水以下向流和上向流交替自流多次循環(huán)方式依次經(jīng)過各垂直宮格，使反應(yīng)池內(nèi)污水整體處于推流狀態(tài)。曝氣風(fēng)機(jī)根據(jù)調(diào)節(jié)池水位按循環(huán)AAO方式間歇開啟和關(guān)停方式運(yùn)行。采用本，整體污水處理器不需要水泵，只需要一臺(tái)風(fēng)機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)脫氮除磷；并且風(fēng)機(jī)可根據(jù)來水量自動(dòng)開�？刂疲�可以采用氣水比可調(diào)方式，運(yùn)行功耗可降到0.3KWh/噸水以下。還可以方便集成格柵池和除油池。特別適合地埋式小型和分戶污水處理器。
權(quán)利要求書
1.一種多宮格循環(huán)AAO活性污泥法污水處理方法，包括調(diào)節(jié)池、反應(yīng)池和二沉池，其特征是：反應(yīng)池、調(diào)節(jié)池和二沉池由多個(gè)兩兩相鄰的垂直宮格組成，二沉池采用上部自流限速出水方式，各垂直宮格在二沉池出水口以上部分為調(diào)節(jié)池，以下部分為反應(yīng)池和二沉池；污水按照下向流和上向流交替自流多次循環(huán)方式依次經(jīng)過反應(yīng)池的各垂直宮格，使反應(yīng)池內(nèi)污水整體處于推流狀態(tài)；其曝氣根據(jù)水位按循環(huán)AAO方式間歇開啟和關(guān)停方式運(yùn)行。
2.如權(quán)利要求1所述的一種多宮格循環(huán)AAO活性污泥法污水處理方法，其特征是：反應(yīng)池前若干個(gè)宮格設(shè)置為格柵池。
3.如權(quán)利要求1和2所述的一種多宮格循環(huán)AAO活性污泥法污水處理方法，其特征是：反應(yīng)池前若干過宮格設(shè)置為除油池。
發(fā)明內(nèi)容：
本發(fā)明專利提出了一種多宮格循環(huán)AAO法，至少包括調(diào)節(jié)池、反應(yīng)池和二沉池，其特征是：反應(yīng)池、調(diào)節(jié)池和二沉池由多個(gè)兩兩相鄰的垂直宮格組成，二沉池采用上部自流限速出水方式，各垂直宮格在二沉池出水口以上部分為調(diào)節(jié)池，以下部分為反應(yīng)池和二沉池；污水按照下向流和上向流交替自流多次循環(huán)方式依次經(jīng)過反應(yīng)池的各垂直宮格，使反應(yīng)池內(nèi)污水整體處于推流狀態(tài)；其曝氣根據(jù)水位按循環(huán)AAO方式間歇開啟和關(guān)停方式運(yùn)行。
采用循環(huán)AAO方式時(shí)，一種是曝氣風(fēng)機(jī)按周期性間歇曝氣運(yùn)行，即曝氣風(fēng)機(jī)在每個(gè)運(yùn)行周期T內(nèi)只啟動(dòng)t時(shí)間(t≤T)，期間時(shí)間處于停止?fàn)顟B(tài)；另一種是曝氣風(fēng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行，但通過電磁閥控制風(fēng)機(jī)按循環(huán)AAO方式向曝氣裝置曝氣。對(duì)小型污水處理裝置，曝氣風(fēng)機(jī)的曝氣流量往往大大高于污水處理的流量，全時(shí)氣水比(風(fēng)機(jī)的曝氣流量與污水平均進(jìn)水流量之比)往往很高。在曝氣風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，反應(yīng)池內(nèi)的溶氧(DO)會(huì)明顯高于2mg/L，反應(yīng)池處于好氧狀態(tài)；曝氣停止后反應(yīng)池內(nèi)溶氧會(huì)持續(xù)下降，但會(huì)維護(hù)好氧狀態(tài)一段時(shí)間，直至反應(yīng)池內(nèi)DO逐步降低到2mg/L以下；然后反應(yīng)池內(nèi)的DO會(huì)持續(xù)下降，維持缺氧狀態(tài)一段時(shí)間(一般持續(xù)10分鐘左右時(shí)間)，直至DO降至0.2mg/L以下，進(jìn)入?yún)捬鯛顟B(tài)。如果按此狀態(tài)長時(shí)間循環(huán)運(yùn)行，那反應(yīng)池內(nèi)就呈循環(huán)AAO(或者循環(huán)AO)工作。因此，只要調(diào)整曝氣風(fēng)機(jī)的運(yùn)行時(shí)間t和運(yùn)行周期T，就可以得到合理循環(huán)AAO組合，使一個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)的好氧、缺氧、厭氧工藝的水力停留時(shí)間比保持在合理的范圍(如HJ576-2010中規(guī)定的好氧、缺氧、厭氧的水力停留時(shí)間之比)；只要整個(gè)反應(yīng)池容積足夠大，使總的水力停留時(shí)間大于好氧、缺氧和厭氧的水力停留時(shí)間之和，就可以使厭氧、缺氧和好氧各自的水力停留時(shí)間均保持在合理的范圍內(nèi)。
如果運(yùn)行周期T不大于垂直宮格的水力停留時(shí)間，則在每個(gè)垂直宮格內(nèi)均可以發(fā)生至少一輪AAO循環(huán)，既每個(gè)垂直宮格內(nèi)都類似一個(gè)SBR法反應(yīng)池，混合液和污泥形成內(nèi)部混合，不需要專門設(shè)置混合液和污泥回流，就可以同時(shí)脫氮除磷。循環(huán)AAO法就相當(dāng)于循環(huán)SBR法。
如果運(yùn)行周期T大于垂直宮格的水力停留時(shí)間，則污水會(huì)在一個(gè)垂直宮格內(nèi)完成循環(huán)AAO的上部分反應(yīng)，然后轉(zhuǎn)到下一下垂直宮格內(nèi)完成循環(huán)AAO的下部分反應(yīng)；同時(shí)，上一下宮格內(nèi)完成了上部分反應(yīng)的污水又轉(zhuǎn)到本垂直宮格內(nèi)完成下部分反應(yīng)。整個(gè)循環(huán)AAO仍在多個(gè)垂直宮格內(nèi)交替循環(huán)進(jìn)行。每個(gè)垂直宮格內(nèi)仍有混合液和污泥內(nèi)部混合，不需要設(shè)置專門的混合液和污泥回流就可以同時(shí)脫氮除磷。
采用循環(huán)AAO法，只要風(fēng)機(jī)的全時(shí)氣水比較大，就可以采用氣水比可調(diào)整的控制方式，從而使污水處理設(shè)施更靈活地適應(yīng)來水水質(zhì)和水量的變化。
氧化溝工藝中的污水整體處于推流狀態(tài)，其循環(huán)溝渠呈平面展開，溝渠非常長，長寬比非常大，這對(duì)于小型污水處理設(shè)施難以實(shí)現(xiàn)。本專利提出一種垂直多宮格形反應(yīng)池，污水按照上向流與下向流(或者下向流與上向流)交替自流多次循環(huán)方式依次經(jīng)過所有垂直宮格。污水流經(jīng)的溝渠長度相當(dāng)于反應(yīng)池各垂直宮格的高度之和，而一般多宮格都有一定的高寬比，因此，這種設(shè)計(jì)使反應(yīng)池具有很大的“長”寬比，可以使反應(yīng)池中的污水整體處于推流狀態(tài)。并且在水流轉(zhuǎn)向時(shí)會(huì)出現(xiàn)一定的紊流，對(duì)污水會(huì)起到一定的攪拌作用。
當(dāng)反應(yīng)池中的污水整體處于推流狀態(tài)時(shí)，新進(jìn)入反應(yīng)池的部分污水要到達(dá)出水位置一般需要相當(dāng)長的時(shí)間。連續(xù)理想狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，這個(gè)時(shí)間相當(dāng)于反應(yīng)池的總水力停留時(shí)間。只要反應(yīng)池設(shè)計(jì)的水力停留時(shí)間不低于AAO工藝要求的厭氧、缺氧、好氧水力停留時(shí)間之和，并且在這段時(shí)間內(nèi)，反應(yīng)池始終處于循環(huán)AAO運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)來污水會(huì)經(jīng)過足夠的AAO循環(huán)處理后再進(jìn)入二沉池。
一般情況下，可以在反應(yīng)池各垂直宮格底部都設(shè)置曝氣裝置，這樣不僅可以增加垂直宮格內(nèi)的污泥濃度，進(jìn)而增加處理效果，而且底部曝氣可以防止垂直宮格內(nèi)的污泥淤積。當(dāng)然，如果進(jìn)水污泥濃度非常高，也可以在反應(yīng)池各垂直宮格底部間歇設(shè)置曝氣裝置，采用中間沉池方式適當(dāng)降低后續(xù)垂直宮格內(nèi)的污泥濃度。但這樣要注意對(duì)底部沒有設(shè)置曝氣裝置的垂直宮格的污泥清掏。
一般二沉池采用高位出水方式。二沉池的自流出水方式一般分為自由自流出水和限量自流出水兩種，前者出水口徑不小于污水處理器的進(jìn)水口徑，污水處理器一般進(jìn)水流量與出水流量相同。后者將二沉池的出水設(shè)定為一定流量，如污水處理器的平均流量。當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)進(jìn)入反應(yīng)池的污水流量高于該設(shè)定流量時(shí)，就會(huì)使各垂直宮格內(nèi)的污水水位抬高，污水會(huì)自動(dòng)進(jìn)入各垂直宮格的調(diào)節(jié)池區(qū)域。因整體處于推流狀態(tài)，也只會(huì)是前面幾個(gè)垂直宮格內(nèi)調(diào)節(jié)區(qū)和反應(yīng)區(qū)內(nèi)全部為新進(jìn)污水，而后面幾個(gè)垂直宮格內(nèi)的調(diào)節(jié)區(qū)和反應(yīng)區(qū)內(nèi)全部為原來經(jīng)過處理過的污水。因此，完全可以根據(jù)調(diào)節(jié)池內(nèi)的水位來控制曝氣風(fēng)機(jī)的開啟和關(guān)停。
當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)進(jìn)入反應(yīng)池的污水流量低于設(shè)定流量甚至停止進(jìn)水時(shí)，反應(yīng)池內(nèi)水位會(huì)保持穩(wěn)定，污水不會(huì)進(jìn)入調(diào)節(jié)區(qū)內(nèi)。雖然反應(yīng)池整體處于推流狀態(tài)，新進(jìn)入的污水不會(huì)馬上到達(dá)反應(yīng)池的出水口，但當(dāng)持續(xù)時(shí)間達(dá)到反應(yīng)池的總水力停留時(shí)間時(shí)，就有可能新進(jìn)污水到達(dá)出水口。為此，需要設(shè)定一個(gè)曝氣風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行的最長期限，當(dāng)這個(gè)時(shí)間到達(dá)時(shí)，即使水位開關(guān)沒有開啟，也要啟動(dòng)曝氣風(fēng)機(jī)的運(yùn)行。顯然，這個(gè)時(shí)間與設(shè)定的出水流量有關(guān)，一般當(dāng)出水流量設(shè)定為污水處理器的平均流量情況下，這個(gè)時(shí)間不宜高于反應(yīng)池的總水力停留時(shí)間的50％。實(shí)際上，設(shè)定這種最長停機(jī)時(shí)限也有利于反應(yīng)池內(nèi)菌種的保持，也相當(dāng)于一種保種運(yùn)行。
由于二沉池所需要的水力停留時(shí)間較長，一般大于一個(gè)垂直宮格的水力停留時(shí)間，因此，二沉池可以采用多個(gè)垂直宮格，或者相當(dāng)于多個(gè)垂直宮格的空間。為了便于二沉池內(nèi)底部污泥抽取，一般以采用一個(gè)相當(dāng)于多個(gè)垂直宮格的空間為宜。
由于多宮格的特點(diǎn)，也可以方便地將反應(yīng)池前的若干個(gè)垂直宮格設(shè)置成格柵池或除油池，也可以既設(shè)置格柵池也設(shè)置除油池。為了增加格柵池和除油池的處理效果，還可以在格柵池和除油池的垂直宮格底部也適當(dāng)設(shè)置曝氣裝置，這種格柵池和除油池效果會(huì)更好。
如果格柵池、除油池、反應(yīng)池和二沉池都是采用自流方式，因此，各池在二沉池出水口以都可以成為調(diào)節(jié)池。原則上，水位開關(guān)可以安裝在調(diào)節(jié)池內(nèi)任何位置，但考慮各池內(nèi)污泥濃度及可能對(duì)水位開關(guān)可靠性的影響，以及自流的水壓差等原因，水位開關(guān)宜安裝在二沉池內(nèi)。
綜合來看，采用本發(fā)明專利的多宮格活性污泥法污水處理方法，具有如下優(yōu)點(diǎn)：
(1)整個(gè)污水處理設(shè)施不需要配置水泵，只需要用一臺(tái)曝氣風(fēng)機(jī)，使結(jié)構(gòu)和控制更簡(jiǎn)單；
(2)曝氣風(fēng)機(jī)可以根據(jù)進(jìn)水流量自動(dòng)開啟和關(guān)停，因此可以大大降低實(shí)際的噸水功耗，更適合分散污水處理；
(3)可采用循環(huán)AAO工藝，進(jìn)一步降低功耗，還可以采用用氣水比可調(diào)的控制方式，可以大大提高污水處理設(shè)施對(duì)進(jìn)水流量和進(jìn)水水質(zhì)變化的適應(yīng)性；
(4)可以方便集成格柵池和除油池；
(5)減少占地。
顯然，這種污水處理方法要求進(jìn)水高度或者壓力不低于調(diào)節(jié)池，因此更適合地埋或半地埋安裝，特別適合小型污水處理設(shè)施。
（發(fā)明人：孫長貴;姚中貴）
