公布日：2022.07.12
申請(qǐng)日：2022.06.13
分類號(hào)：C02F9/14(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本公開涉及一種污水總氮去除裝置及其運(yùn)行方法，包括：脫氮池、沉淀分離區(qū)和補(bǔ)充反應(yīng)區(qū)，其中：所述沉淀分離區(qū)和所述補(bǔ)充反應(yīng)區(qū)位于所述脫氮池內(nèi)部，所述沉淀分離區(qū)位于所述補(bǔ)充反應(yīng)區(qū)上方，并與所述補(bǔ)充反應(yīng)區(qū)通過三相分離器連通，所述脫氮池內(nèi)的污水能夠流入補(bǔ)充反應(yīng)區(qū)，所述沉淀區(qū)內(nèi)經(jīng)過除氮處理的污水能夠直接流至所述脫氮池外；所述沉淀分離區(qū)的頂面密封且所述頂面的直徑大于底面的直徑，所述補(bǔ)充反應(yīng)區(qū)的內(nèi)部填充好氧顆粒污泥；所述沉淀分離區(qū)和所述補(bǔ)充反應(yīng)區(qū)的外側(cè)壁與所述脫氮池內(nèi)腔形成的空間內(nèi)設(shè)置MABR膜組件，且所述脫氮池側(cè)壁設(shè)置在線COD檢測(cè)儀和在線硝態(tài)氮檢測(cè)儀。本公開提供的裝置運(yùn)行簡(jiǎn)單、節(jié)約能耗且出水水質(zhì)較好。
權(quán)利要求書
1.一種污水總氮去除裝置，其特征在于，所述污水總氮去除裝置包括：脫氮池（1）、沉淀分離區(qū)（3）和補(bǔ)充反應(yīng)區(qū)（2），其中：所述沉淀分離區(qū)（3）和所述補(bǔ)充反應(yīng)區(qū)（2）位于所述脫氮池（1）內(nèi)部，所述沉淀分離區(qū)（3）位于所述補(bǔ)充反應(yīng)區(qū)（2）上方，并與所述補(bǔ)充反應(yīng)區(qū)（2）通過三相分離器（4）連通，所述脫氮池（1）內(nèi)的污水能夠流入補(bǔ)充反應(yīng)區(qū)（2），所述沉淀分離區(qū)（3）內(nèi)腔的上部設(shè)置溢流堰（301），所述溢流堰（301）凸出所述沉淀分離區(qū)（3）側(cè)壁，經(jīng)過除氮處理的污水通過溢流堰（301）流至脫氮池（1）外；所述沉淀分離區(qū)（3）和所述補(bǔ)充反應(yīng)區(qū)（2）外壁設(shè)置導(dǎo)流管（6），所述導(dǎo)流管（6）的進(jìn)水口設(shè)置于所述沉淀分離區(qū)（3）外側(cè)壁與所述脫氮池（1）內(nèi)腔形成的空間內(nèi)，且所述進(jìn)水口的水平高度高于所述溢流堰（301）的排水口高度，所述導(dǎo)流管（6）的出水口連通所述補(bǔ)充反應(yīng)區(qū)（2）的底部；所述沉淀分離區(qū)（3）的頂面密封且所述頂面的直徑大于底面的直徑，所述補(bǔ)充反應(yīng)區(qū)（2）的內(nèi)部填充好氧顆粒污泥；所述沉淀分離區(qū)（3）和所述補(bǔ)充反應(yīng)區(qū)（2）的外側(cè)壁與所述脫氮池（1）內(nèi)腔形成的空間內(nèi)設(shè)置MABR膜組件（101），且所述脫氮池（1）側(cè)壁設(shè)置在線COD檢測(cè)儀（103）和在線硝態(tài)氮檢測(cè)儀（102）；所述MABR膜組件（101）包括頂板、多組MABR膜和底板，所述MABR膜兩端分別固定于所述頂板和底板上，所述底板固定于所述脫氮池（1）的底部，所述頂板固定于所述脫氮池（1）的頂部和/或所述補(bǔ)充反應(yīng)區(qū)（2）的外側(cè)壁；所述污水總氮去除裝置還包括一級(jí)曝氣器（701）、二級(jí)曝氣器（702）和三級(jí)曝氣器（703），所述一級(jí)曝氣器（701）連接所述MABR膜組件（101）的底板，所述二級(jí)曝氣器（702）的補(bǔ)氣管道設(shè)置于所述脫氮池（1）內(nèi)腔的底部，所述三級(jí)曝氣器（703）的補(bǔ)氣管道設(shè)置于所述補(bǔ)充反應(yīng)區(qū)（2）的底部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述污水總氮去除裝置還包括備用厭氧池（5），所述備用厭氧池（5）內(nèi)部填充活性污泥且設(shè)置攪拌器（501），所述備用厭氧池（5）側(cè)壁頂部設(shè)置二級(jí)進(jìn)水通道（503）且底部設(shè)置回流通道（504），所述備用厭氧池（5）分別通過二級(jí)進(jìn)水通道（503）和回流通道（504）與所述脫氮池（1）連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述污水總氮去除裝置還包括與所述脫氮池（1）底部連通的主進(jìn)水通道（104），以及所述污水總氮去除裝置還包括連通所述主進(jìn)水通道（104）和備用厭氧池（5）的一級(jí)進(jìn)水通道（502），所述二級(jí)進(jìn)水通道（503）與所述主進(jìn)水通道（104）相連通；在所述一級(jí)進(jìn)水通道（502）上設(shè)置一級(jí)進(jìn)水閥，在所述主進(jìn)水通道（104）上設(shè)置主進(jìn)水閥，在所述二級(jí)進(jìn)水通道（503）上設(shè)置二級(jí)進(jìn)水閥，在所述回流通道（504）上設(shè)置回流進(jìn)水閥；在主進(jìn)水通道（104）上設(shè)置進(jìn)水泵（1041），所述進(jìn)水泵（1041）設(shè)置于主進(jìn)水通道（104）和一級(jí)進(jìn)水通道（502）連接處前端，同時(shí)，在回流通道（504）上設(shè)置回流泵（5041）。
4.一種權(quán)利要求1-3中的任一項(xiàng)所述的污水總氮去除裝置的運(yùn)行方法，其特征在于，所述運(yùn)行方法包括如下步驟：（1）原水在脫氮池內(nèi)反應(yīng)；（2）反應(yīng)后的原水流入補(bǔ)充反應(yīng)區(qū)進(jìn)行補(bǔ)充反應(yīng)，并通過重力自流形成上升流；（3）上升流經(jīng)過三相分離器除去空氣氣泡和部分好氧顆粒污泥后進(jìn)入沉淀分離區(qū)，在沉淀分離區(qū)脫出剩余好氧顆粒污泥并流至脫氮池外，完成污水總氮去除。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的運(yùn)行方法，其特征在于，在所述運(yùn)行方法中，所述裝置包括的一級(jí)曝氣器和進(jìn)水泵持續(xù)運(yùn)行，所述在線COD檢測(cè)儀和在線硝態(tài)氮檢測(cè)儀以固定頻率記錄脫氮池原水的COD濃度和硝態(tài)氮濃度，并計(jì)算COD濃度與硝態(tài)氮濃度的比值；在裝置開始運(yùn)行時(shí)，二級(jí)曝氣器處于關(guān)閉狀態(tài)，三級(jí)曝氣器處于運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)COD濃度與硝態(tài)氮濃度的比值≥4時(shí)，二級(jí)曝氣器啟動(dòng)，三級(jí)曝氣器關(guān)停，當(dāng)COD濃度與硝態(tài)氮濃度的比值回落至≤3.5，二級(jí)曝氣器關(guān)停，三級(jí)曝氣器啟動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的運(yùn)行方法，其特征在于，當(dāng)所述二級(jí)曝氣器處于啟動(dòng)狀態(tài)，一級(jí)進(jìn)水閥、二級(jí)進(jìn)水閥、回流進(jìn)水閥開啟，主進(jìn)水閥關(guān)閉，同時(shí)回流泵開啟，備用厭氧池內(nèi)部的攪拌器開啟；當(dāng)所述二級(jí)曝氣器處于關(guān)停狀態(tài)，主進(jìn)水閥開啟，一級(jí)進(jìn)水閥、二級(jí)進(jìn)水閥、回流進(jìn)水閥關(guān)閉，同時(shí)，回流泵和攪拌器關(guān)閉。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的運(yùn)行方法，其特征在于，當(dāng)COD濃度與硝態(tài)氮濃度的比值≤2.0時(shí)，降低一級(jí)曝氣器的曝氣速率，當(dāng)COD濃度與硝態(tài)氮濃度的比值回升至≥2.5，一級(jí)曝氣器的曝氣速率回升至預(yù)設(shè)值。
8.根據(jù)權(quán)利要求4-7中的任一項(xiàng)所述的運(yùn)行方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：步驟S1，開啟進(jìn)水泵和主進(jìn)水閥，原水進(jìn)入脫氮池進(jìn)行反應(yīng)，此時(shí)，一級(jí)曝氣器、三級(jí)曝氣器處于運(yùn)行狀態(tài)，二級(jí)曝氣器處于關(guān)閉狀態(tài)，在線COD檢測(cè)儀和在線硝態(tài)氮檢測(cè)儀以固定頻率記錄脫氮池原水的COD濃度和硝態(tài)氮濃度，并計(jì)算COD濃度與硝態(tài)氮濃度的比值；步驟S2，反應(yīng)后的原水通過導(dǎo)流管補(bǔ)充反應(yīng)區(qū)進(jìn)行補(bǔ)充反應(yīng)，并通過重力自流形成上升流；步驟S3，上升流經(jīng)過三相分離器除去空氣氣泡和部分好氧顆粒污泥后進(jìn)入沉淀分離區(qū)，在沉淀分離區(qū)脫出剩余好氧顆粒污泥并流至脫氮池外，完成污水總氮去除；當(dāng)COD濃度與硝態(tài)氮濃度的比值≥4時(shí)，二級(jí)曝氣器啟動(dòng)，三級(jí)曝氣器關(guān)停，同時(shí)，一級(jí)進(jìn)水閥、二級(jí)進(jìn)水閥、回流進(jìn)水閥開啟，主進(jìn)水閥關(guān)閉，回流泵開啟，備用厭氧池內(nèi)部的攪拌器開啟；當(dāng)COD濃度與硝態(tài)氮濃度的比值回落至≤3.5，二級(jí)曝氣器關(guān)停，三級(jí)曝氣器啟動(dòng)，同時(shí)，主進(jìn)水閥開啟，一級(jí)進(jìn)水閥、二級(jí)進(jìn)水閥、回流進(jìn)水閥關(guān)閉，回流泵和攪拌器關(guān)閉；當(dāng)COD濃度與硝態(tài)氮濃度的比值≤2.0時(shí)，降低一級(jí)曝氣器的曝氣速率，當(dāng)COD濃度與硝態(tài)氮濃度的比值回升至≥2.5，一級(jí)曝氣器的曝氣速率回升至預(yù)設(shè)值。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題，本公開提供了一種污水總氮去除裝置及其運(yùn)行方法。
第一方面，本公開提供了一種污水總氮去除裝置，所述污水總氮去除裝置包括：脫氮池、沉淀分離區(qū)和補(bǔ)充反應(yīng)區(qū)，其中：
所述沉淀分離區(qū)和所述補(bǔ)充反應(yīng)區(qū)位于所述脫氮池內(nèi)部，所述沉淀分離區(qū)位于所述補(bǔ)充反應(yīng)區(qū)上方，并與所述補(bǔ)充反應(yīng)區(qū)通過三相分離器連通，所述脫氮池內(nèi)的污水能夠流入補(bǔ)充反應(yīng)區(qū)，所述沉淀區(qū)內(nèi)經(jīng)過除氮處理的污水能夠直接流至所述脫氮池外；
所述沉淀分離區(qū)的頂面密封且所述頂面的直徑大于底面的直徑，所述補(bǔ)充反應(yīng)區(qū)的內(nèi)部填充好氧顆粒污泥；
所述沉淀分離區(qū)和所述補(bǔ)充反應(yīng)區(qū)的外側(cè)壁與所述脫氮池內(nèi)腔形成的空間內(nèi)設(shè)置MABR膜組件，且所述脫氮池側(cè)壁設(shè)置在線COD檢測(cè)儀和在線硝態(tài)氮檢測(cè)儀。
作為本公開的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述污水總氮去除裝置還包括備用厭氧池，所述備用厭氧池內(nèi)部填充活性污泥且設(shè)置攪拌器，所述備用厭氧池側(cè)壁頂部設(shè)置二級(jí)進(jìn)水通道且底部設(shè)置回流通道，所述備用厭氧池分別通過二級(jí)進(jìn)水通道和回流通道與所述脫氮池連接。
作為本公開的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述沉淀分離區(qū)內(nèi)腔的上部設(shè)置溢流堰，所述溢流堰凸出所述沉淀分離區(qū)側(cè)壁，經(jīng)過除氮處理的污水通過溢流堰流至脫氮池外。
作為本公開的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述沉淀分離區(qū)和所述補(bǔ)充反應(yīng)區(qū)外壁設(shè)置導(dǎo)流管，所述導(dǎo)流管的進(jìn)水口設(shè)置于所述沉淀分離區(qū)外側(cè)壁與所述脫氮池內(nèi)腔形成的空間內(nèi)，且所述進(jìn)水口的水平高度高于所述溢流堰的排水口高度，所述導(dǎo)流管的出水口連通所述補(bǔ)充反應(yīng)區(qū)的底部。
作為本公開的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述MABR膜組件包括頂板、多組MABR膜和底板，所述MABR膜兩端分別固定于所述頂板和底板上，所述底板固定于所述脫氮池的底部，所述頂板固定于所述脫氮池的頂部和/或所述補(bǔ)充反應(yīng)區(qū)的外側(cè)壁。
作為本公開的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述污水總氮去除裝置還包括一級(jí)曝氣器、二級(jí)曝氣器和三級(jí)曝氣器，所述一級(jí)曝氣器連接所述MABR膜組件的底板，所述二級(jí)曝氣器的補(bǔ)氣管道設(shè)置于所述脫氮池內(nèi)腔的底部，所述三級(jí)曝氣器的補(bǔ)氣管道設(shè)置于所述補(bǔ)充反應(yīng)區(qū)的底部。
作為本公開的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述污水總氮去除裝置還包括與所述脫氮池底部連通的主進(jìn)水通道，以及所述污水總氮去除裝置還包括連通所述主進(jìn)水通道和備用厭氧池的一級(jí)進(jìn)水通道，所述二級(jí)進(jìn)水通道與所述主進(jìn)水通道相連通。
作為本公開的一種優(yōu)選技術(shù)方案，在所述一級(jí)進(jìn)水通道上設(shè)置一級(jí)進(jìn)水閥，在所述主進(jìn)水通道上設(shè)置主進(jìn)水閥，在所述二級(jí)進(jìn)水通道上設(shè)置二級(jí)進(jìn)水閥，在所述回流通道上設(shè)置回流進(jìn)水閥。
作為本公開的一種優(yōu)選技術(shù)方案，在主進(jìn)水通道上設(shè)置進(jìn)水泵，所述進(jìn)水泵設(shè)置于主進(jìn)水通道和一級(jí)進(jìn)水通道連接處前端，同時(shí)，在回流通道上設(shè)置回流泵。
第二方面，本公開提供了一種第一方面所述的污水總氮去除裝置的運(yùn)行方法，所述運(yùn)行方法包括如下步驟：
（1）原水在脫氮池內(nèi)反應(yīng)；
（2）反應(yīng)后的原水流入補(bǔ)充反應(yīng)區(qū)進(jìn)行補(bǔ)充反應(yīng)，并通過重力自流形成上升流；
（3）上升流經(jīng)過三相分離器除去空氣氣泡和部分好氧顆粒污泥后進(jìn)入沉淀分離區(qū)，在沉淀分離區(qū)脫出剩余好氧顆粒污泥并流至脫氮池外，完成污水總氮去除。
作為本公開的一種優(yōu)選技術(shù)方案，在所述方法中，所述污水總氮去除裝置包括的一級(jí)曝氣器和進(jìn)水泵持續(xù)運(yùn)行，所述在線COD檢測(cè)儀和在線硝態(tài)氮檢測(cè)儀以固定頻率記錄脫氮池原水的COD濃度和硝態(tài)氮濃度，并計(jì)算COD濃度與硝態(tài)氮濃度的比值。
在裝置開始運(yùn)行時(shí)，二級(jí)曝氣器處于關(guān)閉狀態(tài)，三級(jí)曝氣器處于運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)COD濃度與硝態(tài)氮濃度的比值≥4時(shí)，二級(jí)曝氣器啟動(dòng)，三級(jí)曝氣器關(guān)停，當(dāng)COD濃度與硝態(tài)氮濃度的比值回落至≤3.5，二級(jí)曝氣器關(guān)停，三級(jí)曝氣器啟動(dòng)。
作為本公開的一種優(yōu)選技術(shù)方案，當(dāng)所述二級(jí)曝氣器處于啟動(dòng)狀態(tài)，一級(jí)進(jìn)水閥、二級(jí)進(jìn)水閥、回流進(jìn)水閥開啟，主進(jìn)水閥關(guān)閉，同時(shí)回流泵開啟，備用厭氧池內(nèi)部的攪拌器開啟。
當(dāng)所述二級(jí)曝氣器處于關(guān)停狀態(tài)，主進(jìn)水閥開啟，一級(jí)進(jìn)水閥、二級(jí)進(jìn)水閥、回流進(jìn)水閥關(guān)閉，同時(shí)，回流泵和攪拌器關(guān)閉。
作為本公開的一種優(yōu)選技術(shù)方案，當(dāng)COD濃度與硝態(tài)氮濃度的比值≤2.0時(shí)，降低一級(jí)曝氣器的曝氣速率，當(dāng)COD濃度與硝態(tài)氮濃度的比值回升至≥2.5，一級(jí)曝氣器的曝氣速率回升至預(yù)設(shè)值。
作為本公開的一種具體實(shí)施方式，所述方法包括如下步驟：
步驟S1，開啟進(jìn)水泵和主進(jìn)水閥，原水進(jìn)入脫氮池進(jìn)行反應(yīng)，此時(shí)，一級(jí)曝氣器、三級(jí)曝氣器處于運(yùn)行狀態(tài)，二級(jí)曝氣器處于關(guān)閉狀態(tài)，在線COD檢測(cè)儀和在線硝態(tài)氮檢測(cè)儀以固定頻率記錄脫氮池原水的COD濃度和硝態(tài)氮濃度，并計(jì)算COD濃度與硝態(tài)氮濃度的比值；
步驟S2，反應(yīng)后的原水通過導(dǎo)流管補(bǔ)充反應(yīng)區(qū)進(jìn)行補(bǔ)充反應(yīng)，并通過重力自流形成上升流；
步驟S3，上升流經(jīng)過三相分離器除去空氣氣泡和部分好氧顆粒污泥后進(jìn)入沉淀分離區(qū)，在沉淀分離區(qū)脫出剩余好氧顆粒污泥并流至脫氮池外，完成污水總氮去除；
當(dāng)COD濃度與硝態(tài)氮濃度的比值≥4時(shí)，二級(jí)曝氣器啟動(dòng)，三級(jí)曝氣器關(guān)停，同時(shí)，一級(jí)進(jìn)水閥、二級(jí)進(jìn)水閥、回流進(jìn)水閥開啟，主進(jìn)水閥關(guān)閉，回流泵開啟，備用厭氧池內(nèi)部的攪拌器開啟；
當(dāng)COD濃度與硝態(tài)氮濃度的比值回落至≤3.5，二級(jí)曝氣器關(guān)停，三級(jí)曝氣器啟動(dòng)，同時(shí)，主進(jìn)水閥開啟，一級(jí)進(jìn)水閥、二級(jí)進(jìn)水閥、回流進(jìn)水閥關(guān)閉，回流泵和攪拌器關(guān)閉；
當(dāng)COD濃度與硝態(tài)氮濃度的比值≤2.0時(shí)，降低一級(jí)曝氣器的曝氣速率，當(dāng)COD濃度與硝態(tài)氮濃度的比值回升至≥2.5，一級(jí)曝氣器的曝氣速率回升至預(yù)設(shè)值。
本公開實(shí)施例提供的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：
（1）節(jié)約能耗：相比于目前現(xiàn)有的A2O式短程反硝化-厭氧氨氧化裝置，利用本公開提供的裝置進(jìn)行原水（污水）除氮時(shí)，在本裝置內(nèi)，能夠保證硝化-短程反硝化-厭氧氨氧化反應(yīng)同步進(jìn)行，且本裝置無需持續(xù)性向厭氧單元進(jìn)行污泥回流，無需對(duì)污泥混合液持續(xù)進(jìn)行大功率攪拌，無需向污泥混合液持續(xù)曝氣，同時(shí)由于MABR表層的生物膜采用無泡曝氣的方式，因此，本公開提供的裝置具有優(yōu)異的節(jié)約能耗的特點(diǎn)；
（2）調(diào)節(jié)方便：在利用本公開提供的裝置進(jìn)行原水（污水）除氮時(shí)，僅僅通過曝氣系統(tǒng)的啟停和曝氣速率的調(diào)節(jié)，即可實(shí)現(xiàn)C/N比的有效控制，能夠使短程反硝化反應(yīng)順利進(jìn)行；
（3）連續(xù)進(jìn)水且出水水質(zhì)較好：在利用本公開提供的裝置進(jìn)行原水（污水）除氮時(shí)，由于末端好氧顆粒污泥的沉降作用，本公開能在實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)水對(duì)污水進(jìn)行處理的同時(shí)保證較低的出水濁度。
（發(fā)明人：劉牡;段夢(mèng)緣;黎澤華;孫凱;蘇英強(qiáng);朱希坤;韓慧銘;林曉峰;李晉）
