公布日：2023.05.23
申請(qǐng)日：2023.03.13
分類號(hào)：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)I;C02F3/30(2023.01)I;C02F1/44(2023.01)I
摘要
本申請(qǐng)公開(kāi)一種應(yīng)用污泥致密技術(shù)的廢水處理系統(tǒng)，包括初級(jí)沉淀器、生化反應(yīng)器、生化污泥智能調(diào)控單元、以及沉淀器或膜器；初級(jí)沉淀器、生化反應(yīng)器、以及沉淀器或膜器依次設(shè)置；生化反應(yīng)器至少包括厭氧區(qū)和好氧區(qū)；在生化反應(yīng)器處進(jìn)行第一加藥步驟，在初級(jí)沉淀器下游至沉淀器或膜器之間進(jìn)行同步沉淀；生化污泥智能調(diào)控單元包括致密成套裝置和專用測(cè)試裝置，致密成套裝置包括機(jī)械過(guò)濾功能區(qū)和致密反應(yīng)功能區(qū)；專用測(cè)試裝置用于測(cè)試混合液的沉淀高度和達(dá)到預(yù)定高度所用時(shí)間，專用測(cè)試裝置還用于測(cè)試沉淀物料的骨架密度和生物體含量。本說(shuō)明書所提供的應(yīng)用污泥致密技術(shù)的廢水處理系統(tǒng)，能調(diào)控生物功能體使其發(fā)揮其本有的功能或增加其功能效率。
權(quán)利要求書
1.一種應(yīng)用污泥致密技術(shù)的廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，包括初級(jí)沉淀器、生化反應(yīng)器、生化污泥智能調(diào)控單元、以及沉淀器或膜器；其中，所述初級(jí)沉淀器、所述生化反應(yīng)器、以及所述沉淀器或膜器自上游至下游依次設(shè)置；所述生化反應(yīng)器至少包括厭氧區(qū)和好氧區(qū)；在所述生化反應(yīng)器處進(jìn)行第一加藥步驟，在所述初級(jí)沉淀器下游至所述沉淀器或膜器之間進(jìn)行同步沉淀；所述生化污泥智能調(diào)控單元的上游為所述生化反應(yīng)器或者所述沉淀器或膜器；所述生化污泥智能調(diào)控單元包括致密成套裝置和專用測(cè)試裝置，所述致密成套裝置包括用于去除非常規(guī)懸浮無(wú)機(jī)物的機(jī)械過(guò)濾功能區(qū)和用于擴(kuò)展功能體內(nèi)質(zhì)密度的致密反應(yīng)功能區(qū)，所述機(jī)械過(guò)濾功能區(qū)位于所述致密反應(yīng)功能區(qū)的上游；所述專用測(cè)試裝置與所述生化反應(yīng)器和所述致密成套裝置相連通，所述專用測(cè)試裝置用于測(cè)試混合液的沉淀高度以及達(dá)到預(yù)定高度所用時(shí)間，所述專用測(cè)試裝置還用于測(cè)試沉淀物料的骨架密度、生物體含量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用污泥致密技術(shù)的廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)械過(guò)濾功能區(qū)包括第一進(jìn)料口、過(guò)濾腔、出渣口和第一出料口；所述第一進(jìn)料口和所述過(guò)濾腔相連通；所述過(guò)濾腔內(nèi)設(shè)有過(guò)濾網(wǎng)板和用于輸送所述過(guò)濾網(wǎng)板所過(guò)濾的物質(zhì)的輸料螺桿，所述輸料螺桿位于所述第一進(jìn)料口和所述過(guò)濾網(wǎng)板之間，所述過(guò)濾網(wǎng)板位于所述輸料螺桿和所述第一出料口之間；所述出渣口位于所述輸料螺桿遠(yuǎn)離所述過(guò)濾網(wǎng)板的一端，用于輸出所述輸料螺桿輸送的物質(zhì)；所述輸料螺桿連接有用于驅(qū)動(dòng)所述輸料螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)的提渣電機(jī)；所述致密成套裝置還包括一端與所述第一出料口相連通的第一管道；所述致密反應(yīng)功能區(qū)包括致密反應(yīng)器、第二管道和第三管道；所述致密反應(yīng)器設(shè)有與所述第一管道遠(yuǎn)離所述第一出料口的一端相連通的第二進(jìn)料口、以及位于所述致密反應(yīng)器底部的致密排泥嘴，所述致密排泥嘴連通有用于排料的第一出口；所述第二管道的一端連接于所述致密反應(yīng)器的頂部且與所述致密反應(yīng)器內(nèi)部相連通，另一端連通有用于排料的第二出口；所述第三管道的一端連接于所述致密反應(yīng)器的側(cè)壁且與所述致密反應(yīng)器內(nèi)部相連通，另一端連通有用于排料的第三出口，所述第三管道上設(shè)有用于控制所述第三管道通斷的電動(dòng)閥；所述致密成套裝置還包括分別與所述提渣電機(jī)和所述電動(dòng)閥電連接的控制機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用污泥致密技術(shù)的廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述致密成套裝置還包括用于進(jìn)料的第一腔室、用于出料的第二腔室和用于出料的第三腔室；所述第一腔室、所述第二腔室、所述第三腔室相互隔離；所述第一腔室與所述機(jī)械過(guò)濾功能區(qū)的所述第一進(jìn)料口相連通；所述第二腔室與所述致密反應(yīng)功能區(qū)的所述第一出口、所述第三出口相連通；所述第三腔室與所述致密反應(yīng)功能區(qū)的所述第二出口相連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用污泥致密技術(shù)的廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述專用測(cè)試裝置與所述控制機(jī)構(gòu)電連接；所述專用測(cè)試裝置包括集成外殼、沉降筒、分析腔和顯示及操作界面；所述沉降筒和所述分析腔設(shè)于所述集成外殼內(nèi)，所述分析腔與所述沉降筒相連通；所述顯示及操作界面設(shè)于所述集成外殼外。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用污泥致密技術(shù)的廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述沉降筒設(shè)有稀釋水進(jìn)口、抽吸進(jìn)口和第二出料口；所述第二出料口位于所述沉降筒的底部；所述抽吸進(jìn)口和所述稀釋水進(jìn)口與所述沉降筒的上部相連通；所述抽吸進(jìn)口與所述沉降筒之間設(shè)有吸泵和電磁閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用污泥致密技術(shù)的廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述抽吸進(jìn)口與所述生化反應(yīng)器、所述第一腔室、所述第二腔室和所述第三腔室相連通，所述專用測(cè)試裝置用于測(cè)定好氧過(guò)程、所述第一腔室、所述第二腔室和所述第三腔室的混合液的沉淀高度；所述專用測(cè)試裝置能測(cè)定30min所述沉淀高度和沉淀至20cm時(shí)所用的時(shí)間、以及所述沉淀物料的骨架密度和生物體含量并發(fā)送至所述控制機(jī)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用污泥致密技術(shù)的廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述生化污泥智能調(diào)控單元的上游為所述沉淀器或膜器，所述生化污泥智能調(diào)控單元的下游為所述生化反應(yīng)器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用污泥致密技術(shù)的廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述生化污泥智能調(diào)控單元的上游為所述生化反應(yīng)器，所述生化污泥智能調(diào)控單元的下游為所述沉淀器或膜器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用污泥致密技術(shù)的廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括硝酸鹽回流流道，所述硝酸鹽回流流道從所述生化反應(yīng)器和所述沉淀器或膜器之間流向所述生化污泥智能調(diào)控單元，再流向所述生化反應(yīng)器；或者，所述硝酸鹽回流流道從所述生化污泥智能調(diào)控單元流向所述生化反應(yīng)器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用污泥致密技術(shù)的廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述生化污泥智能調(diào)控單元與碳源、藥劑投加單元、鼓風(fēng)機(jī)、混合液回流泵電連接，所述生化污泥智能調(diào)控單元用于調(diào)控自身分配進(jìn)出流量和調(diào)控外圍。
發(fā)明內(nèi)容
經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，絮體顆粒此沉降性征僅為處理效率的表象，具體是因絮體密度與內(nèi)質(zhì)相互作用、溶解基質(zhì)作用力相關(guān)，多無(wú)機(jī)懸浮物及絲狀細(xì)菌組成表征為低密度低沉降功能體，多無(wú)機(jī)大分子內(nèi)質(zhì)及多生物功能細(xì)菌的組合表征為高密度高沉降功能體，高密度高沉降功能體應(yīng)為工藝處理的核心生物功能體，此核心生物功能體的中心內(nèi)質(zhì)密度表征功能體的密度，尤其涉及到一種聚磷生物功能體(PAO)，其在生化反應(yīng)處理方法中起著除磷的主要作用以及脫氮的重要作用。
聚磷生物功能體(PAO)性征為一種聚合物，其內(nèi)質(zhì)多為高密度的無(wú)機(jī)大分子等組成，向外逐漸顯現(xiàn)低密度層體及其外層多結(jié)合硝化細(xì)菌及其它細(xì)菌、糖源及金屬離子等。
這樣的性征使得PAO功能體具有特殊的結(jié)構(gòu)，在一定的條件下可形成內(nèi)缺/厭氧外好氧的功能體，如其在生化反應(yīng)器混合液中的具有環(huán)境DO濃度、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等濃度時(shí)，環(huán)境溶解氧(DO)和溶解基質(zhì)可滲透進(jìn)入外好氧功能區(qū)發(fā)生硝化，氧很快消耗，使氧不能穿透高密度功能區(qū)，而硝化生產(chǎn)的硝酸鹽能等和其它會(huì)滲入高密度區(qū)發(fā)生反硝化，此特殊的結(jié)構(gòu)功能會(huì)加強(qiáng)環(huán)境營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)的脫氮除磷，大量核心功能體在生化處理環(huán)境基質(zhì)中循環(huán)勢(shì)必會(huì)大大提高處理效率。
聚磷生物功能體(PAO)另一重要性征為，在一定極端條件下，如其在環(huán)境DO濃度低、氮磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等低濃度時(shí)，其會(huì)發(fā)抵抗極端的、不利于其生存的環(huán)境壓力而發(fā)生應(yīng)急反應(yīng)變化而使其功能體內(nèi)質(zhì)密度擴(kuò)展。
聚磷生物功能體(PAO)內(nèi)質(zhì)密度擴(kuò)展變化(骨架密度)可使此給功能體形成更多面積的內(nèi)缺/厭氧外好氧功能區(qū)，和其功能體在混合液中數(shù)量含量的擴(kuò)展變化表征反應(yīng)器處理效率情況。
pH值和水溫是進(jìn)水水質(zhì)控制，溶解氧(DO)、碳源投加量及化學(xué)藥劑投加量時(shí)外源控制，活性污泥濃度(MLSS)、沉降比(SV30)、污泥容積指數(shù)(SVI)、污泥齡(SRT)、回流比(％)為表象控制，F/M＝Q*BOD5(每天進(jìn)入系統(tǒng)中的食料量)/(MLSS*Va)(曝氣過(guò)程中的微生物量)，從公式關(guān)系看到其仍為表象，涉及到微生物的量就涉及到微生物的多種類，多細(xì)菌性征，涉及到其中高效功能的生物體積極的變化情況和進(jìn)一步涉及到高效功能的生物體數(shù)量含量變化情況。
因此，本公開(kāi)的技術(shù)方向?yàn)檎{(diào)整工藝生化處理方法，認(rèn)識(shí)影響生化反應(yīng)及代謝功能的本質(zhì)，通過(guò)客觀認(rèn)識(shí)聚磷生物功能體并樹(shù)立其為核心生物功能體的主導(dǎo)指示作用，以通過(guò)創(chuàng)造新的生化環(huán)境使得其功能體的內(nèi)質(zhì)密度(骨架密度)得到擴(kuò)展，新建或創(chuàng)造聚磷生物功能體(PAO)內(nèi)質(zhì)密度(骨架密度)數(shù)據(jù)為工藝處理的指示參數(shù)，新建或創(chuàng)造聚磷生物功能體(PAO)在整個(gè)生化反應(yīng)器中的數(shù)量含量為工藝處理的指示參數(shù)，并此指示參數(shù)形成直觀的參數(shù)數(shù)據(jù)、變化趨勢(shì)曲線及生成客觀報(bào)告并以此為依據(jù)進(jìn)行調(diào)控常規(guī)過(guò)程控制參數(shù)。
綜上，鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本說(shuō)明書的一個(gè)目的是提供一種應(yīng)用污泥致密技術(shù)的廢水處理系統(tǒng)，其能調(diào)控生物功能體使其發(fā)揮其本有的功能或增加其功能效率。
為達(dá)到上述目的，本說(shuō)明書實(shí)施方式提供一種應(yīng)用污泥致密技術(shù)的廢水處理系統(tǒng)，包括初級(jí)沉淀器、生化反應(yīng)器、生化污泥智能調(diào)控單元、以及沉淀器或膜器；
其中，所述初級(jí)沉淀器、所述生化反應(yīng)器、以及所述沉淀器或膜器自上游至下游依次設(shè)置；所述生化反應(yīng)器至少包括厭氧區(qū)和好氧區(qū)；在所述生化反應(yīng)器處進(jìn)行第一加藥步驟，在所述初級(jí)沉淀器下游至所述沉淀器或膜器之間進(jìn)行同步沉淀；所述生化污泥智能調(diào)控單元的上游為所述生化反應(yīng)器或者所述沉淀器或膜器；所述生化污泥智能調(diào)控單元包括致密成套裝置和專用測(cè)試裝置，所述致密成套裝置包括用于去除非常規(guī)懸浮無(wú)機(jī)物的機(jī)械過(guò)濾功能區(qū)和用于擴(kuò)展功能體內(nèi)質(zhì)密度的致密反應(yīng)功能區(qū)，所述機(jī)械過(guò)濾功能區(qū)位于所述致密反應(yīng)功能區(qū)的上游；所述專用測(cè)試裝置與所述生化反應(yīng)器和所述致密成套裝置相連通，所述專用測(cè)試裝置用于測(cè)試混合液的沉淀高度以及達(dá)到預(yù)定高度所用時(shí)間，所述專用測(cè)試裝置還用于測(cè)試沉淀物料的骨架密度、生物體含量。
作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述機(jī)械過(guò)濾功能區(qū)包括第一進(jìn)料口、過(guò)濾腔、出渣口和第一出料口；所述第一進(jìn)料口和所述過(guò)濾腔相連通；所述過(guò)濾腔內(nèi)設(shè)有過(guò)濾網(wǎng)板和用于輸送所述過(guò)濾網(wǎng)板所過(guò)濾的物質(zhì)的輸料螺桿，所述輸料螺桿位于所述第一進(jìn)料口和所述過(guò)濾網(wǎng)板之間，所述過(guò)濾網(wǎng)板位于所述輸料螺桿和所述第一出料口之間；所述出渣口位于所述輸料螺桿遠(yuǎn)離所述過(guò)濾網(wǎng)板的一端，用于輸出所述輸料螺桿輸送的物質(zhì)；所述輸料螺桿連接有用于驅(qū)動(dòng)所述輸料螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)的提渣電機(jī)；
所述致密成套裝置還包括一端與所述第一出料口相連通的第一管道；
所述致密反應(yīng)功能區(qū)包括致密反應(yīng)器、第二管道和第三管道；所述致密反應(yīng)器設(shè)有與所述第一管道遠(yuǎn)離所述第一出料口的一端相連通的第二進(jìn)料口、以及位于所述致密反應(yīng)器底部的致密排泥嘴，所述致密排泥嘴連通有用于排料的第一出口；所述第二管道的一端連接于所述致密反應(yīng)器的頂部且與所述致密反應(yīng)器內(nèi)部相連通，另一端連通有用于排料的第二出口；所述第三管道的一端連接于所述致密反應(yīng)器的側(cè)壁且與所述致密反應(yīng)器內(nèi)部相連通，另一端連通有用于排料的第三出口，所述第三管道上設(shè)有用于控制所述第三管道通斷的電動(dòng)閥；
所述致密成套裝置還包括分別與所述提渣電機(jī)和所述電動(dòng)閥電連接的控制機(jī)構(gòu)。
作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述致密成套裝置還包括用于進(jìn)料的第一腔室、用于出料的第二腔室和用于出料的第三腔室；所述第一腔室、所述第二腔室、所述第三腔室相互隔離；所述第一腔室與所述機(jī)械過(guò)濾功能區(qū)的所述第一進(jìn)料口相連通；所述第二腔室與所述致密反應(yīng)功能區(qū)的所述第一出口、所述第三出口相連通；所述第三腔室與所述致密反應(yīng)功能區(qū)的所述第二出口相連通。
作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述專用測(cè)試裝置與所述控制機(jī)構(gòu)電連接；所述專用測(cè)試裝置包括集成外殼、沉降筒、分析腔和顯示及操作界面；所述沉降筒和所述分析腔設(shè)于所述集成外殼內(nèi)，所述分析腔與所述沉降筒相連通；所述顯示及操作界面設(shè)于所述集成外殼外。
作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述沉降筒設(shè)有稀釋水進(jìn)口、抽吸進(jìn)口和第二出料口；所述第二出料口位于所述沉降筒的底部；所述抽吸進(jìn)口和所述稀釋水進(jìn)口與所述沉降筒的上部相連通；所述抽吸進(jìn)口與所述沉降筒之間設(shè)有吸泵和電磁閥。
作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述抽吸進(jìn)口與所述生化反應(yīng)器、所述第一腔室、所述第二腔室和所述第三腔室相連通，所述專用測(cè)試裝置用于測(cè)定好氧過(guò)程、所述第一腔室、所述第二腔室和所述第三腔室的混合液的沉淀高度；所述專用測(cè)試裝置能測(cè)定30min所述沉淀高度和沉淀至20cm時(shí)所用的時(shí)間、以及所述沉淀物料的骨架密度和生物體含量并發(fā)送至所述控制機(jī)構(gòu)。
作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述生化污泥智能調(diào)控單元的上游為所述沉淀器或膜器，所述生化污泥智能調(diào)控單元的下游為所述生化反應(yīng)器。
作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述生化污泥智能調(diào)控單元的上游為所述生化反應(yīng)器，所述生化污泥智能調(diào)控單元的下游為所述沉淀器或膜器。
作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，還包括硝酸鹽回流流道，所述硝酸鹽回流流道從所述生化反應(yīng)器和所述沉淀器或膜器之間流向所述生化污泥智能調(diào)控單元，再流向所述生化反應(yīng)器；或者，所述硝酸鹽回流流道從所述生化污泥智能調(diào)控單元流向所述生化反應(yīng)器。
作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述生化污泥智能調(diào)控單元與碳源、藥劑投加單元、鼓風(fēng)機(jī)、混合液回流泵電連接，所述生化污泥智能調(diào)控單元用于調(diào)控自身分配進(jìn)出流量和調(diào)控外圍。
有益效果：
本實(shí)施方式所提供的應(yīng)用污泥致密技術(shù)的廢水處理系統(tǒng)，將生化污泥智能調(diào)控單元內(nèi)置于工藝流程中，生化污泥智能調(diào)控單元的建設(shè)或改造不影響主工藝的最主要水力流程。生化污泥智能調(diào)控單元包括致密成套裝置和專用測(cè)試裝置，其中，致密成套裝置包括用于去除非常規(guī)懸浮無(wú)機(jī)物的機(jī)械過(guò)濾功能區(qū)和用于擴(kuò)展功能體內(nèi)質(zhì)密度的致密反應(yīng)功能區(qū)，專用測(cè)試裝置用于測(cè)試混合液的沉淀高度以及達(dá)到預(yù)定高度所用時(shí)間，專用測(cè)試裝置還用于測(cè)試沉淀物料的骨架密度、生物體含量。
在廢水處理系統(tǒng)中加入生化污泥智能調(diào)控單元具有以下優(yōu)點(diǎn)：減少?gòu)U水處理系統(tǒng)的占地面積；減少生物曝氣池/二沉池污泥所占容積；減少化學(xué)沉淀藥劑用量；減少化學(xué)絮凝劑用量；降低電耗；降低污泥沉淀指數(shù)；減少排碳量；增加生物曝氣池/二沉池的處理能力；提高二沉池透視度；加快污泥沉降速度；確保出水水質(zhì)指標(biāo)穩(wěn)定。好氧顆粒污泥高效處理應(yīng)用運(yùn)行可實(shí)現(xiàn)：(1)改善污泥沉降性能，提高生物除磷和硝化脫氮的效率；(2)確保恒定的出水質(zhì)量，二沉池出水濁度極限較低；(3)污泥沉淀指數(shù)SVI平均值將會(huì)大幅度降低；(4)化學(xué)藥劑和能耗分別得以降低大量費(fèi)用；(5)生化處理性能顯著提高，處理能力得以提高；(6)污泥脫水能力提高，污泥處置體積降低；(7)二沉池處理能力提高，避免/減少浮渣和膨脹污泥問(wèn)題；(8)污水處理廠的運(yùn)轉(zhuǎn)變得容易簡(jiǎn)單，保養(yǎng)工作降低至最低程度；(9)可以快速集成到現(xiàn)有系統(tǒng)中。
參照后文的說(shuō)明和附圖，詳細(xì)公開(kāi)了本發(fā)明的特定實(shí)施方式，指明了本發(fā)明的原理可以被采用的方式。應(yīng)該理解，本發(fā)明的實(shí)施方式在范圍上并不因而受到限制。
針對(duì)一種實(shí)施方式描述和/或示出的特征可以以相同或類似的方式在一個(gè)或更多個(gè)其它實(shí)施方式中使用，與其它實(shí)施方式中的特征相組合，或替代其它實(shí)施方式中的特征。
應(yīng)該強(qiáng)調(diào)，術(shù)語(yǔ)“包括/包含”在本文使用時(shí)指特征、整件、步驟或組件的存在，但并不排除一個(gè)或更多個(gè)其它特征、整件、步驟或組件的存在或附加。
（發(fā)明人：王冰;劉國(guó)強(qiáng);朱黎巍;姜鳴;王春偉）
