申请日2019.02.26
公开(公告)日2019.05.21
IPC分类号C02F9/14; C02F3/30; C02F101/16; C02F101/30; C02F101/38
摘要
本发明公开了一种污水处理厂提标改造系统及工艺，提标改造系统包括生化处理装置，生化处理装置包括相通的生化池和二沉池，生化池包括沿污水流动方向依次设置的厌氧池、缺氧池和好氧池，好氧池内依次设置有相互独立的至少两个曝气管单元，每个曝气管单元包括穿孔曝气管，穿孔曝气管铺设在好氧池的池底，穿孔曝气管的进气口经一阀门与曝气装置相通，从而将好氧池的内腔分为至少两个曝气单元。本发明通过对前段好氧池进行提标改造，可以有效节能30～40%，增加处理容量30%以上，并且可有效提高COD、NH3‑N、TN、TP的去除率，达到节能、增效、扩容的目的，从而减轻对后续装置及工艺的负荷压力，非常适合现有老的污水处理厂的提标改造。
权利要求书
1.一种污水处理厂提标改造系统，包括生化处理装置，所述的生化处理装置包括相通的生化池和二沉池，所述的生化池包括沿污水流动方向依次设置的厌氧池、缺氧池和好氧池，其特征在于：所述的好氧池内依次设置有相互独立的至少两个曝气管单元，每个所述的曝气管单元包括穿孔曝气管，所述的穿孔曝气管铺设在所述的好氧池的池底，所述的穿孔曝气管的进气口经一阀门与曝气装置相通，从而将所述的好氧池的内腔分为至少两个曝气单元。
2.根据权利要求1所述的一种污水处理厂提标改造系统，其特征在于：所述的至少两个曝气管单元连接的各个所述的阀门分别与一控制单元电连接，所述的控制单元用于控制各个所述的阀门的开启和关闭;将所述的至少两个曝气管单元从1开始依次进行正整数编号，在所述的生化处理装置运行过程中，控制编号为奇数的所有曝气管单元同时运行，控制编号为偶数的所有曝气管单元同时运行，且编号为奇数的所有曝气管单元与编号为偶数的所有曝气管单元交替运行。
3.根据权利要求1所述的一种污水处理厂提标改造系统，其特征在于：所述的好氧池配有多个在线溶解氧检测传感器，所述的多个在线溶解氧检测传感器的探头分别浸没在所述的好氧池内水体的不同位置，所述的多个在线溶解氧检测传感器分别与一PLC控制模块电连接，所述的曝气装置包括变频鼓风机，所述的PLC控制模块与所述的变频鼓风机电连接，所述的多个在线溶解氧检测传感器用于实时检测好氧池内水体的不同位置的溶解氧浓度并将检测结果以信号形式传输给所述的PLC控制模块，所述的PLC控制模块用于根据所述的多个在线溶解氧检测传感器传输的信号实时调节所述的变频鼓风机的风量。
4.根据权利要求3所述的一种污水处理厂提标改造系统，其特征在于：每个所述的曝气单元配有一个所述的在线溶解氧检测传感器，该在线溶解氧检测传感器的探头浸没在该曝气单元内的水体内。
5.根据权利要求1所述的一种污水处理厂提标改造系统，其特征在于：所述的好氧池内填充有多个AO反应器，每个所述的AO反应器包括壳体，所述的壳体上设有多个通孔，所述的壳体的外表面上间隔设有多个凸起，所述的壳体内具有空腔，所述的空腔内填充有厌氧载体，所述的厌氧载体上附着有厌氧菌。
6.根据权利要求5所述的一种污水处理厂提标改造系统，其特征在于：各所述的凸起的高度为所述的壳体直径的5%～10%，所述的多个凸起与所述的壳体相连接的底面面积为所述的壳体的表面积的4×10-4～9×10-4，所述的多个通孔的开孔率为所述的壳体的表面积的70%～80%。
7.根据权利要求5所述的一种污水处理厂提标改造系统，其特征在于：所述的壳体为球形或椭圆形。
8.根据权利要求5所述的一种污水处理厂提标改造系统，其特征在于：所述的壳体的表面为凹凸不平的粗糙表面。
9.根据权利要求5所述的一种污水处理厂提标改造系统，其特征在于：所述的多个AO反应器在所述的好氧池内的填充高度为1～5m。
10.一种利用权利要求1-9中任一项所述的污水处理厂提标改造系统实施的提标改造工艺，包括对所述的生化处理装置的提标改造，其特征在于：对所述的好氧池进行提标改造，拆除所述的好氧池内原有的总穿孔曝气管，在所述的好氧池内依次设置所述的至少两个曝气管单元。
11.根据权利要求10所述的提标改造工艺，其特征在于：还包括对所述的厌氧池和/或所述的缺氧池的提标改造，对所述的厌氧池和/或所述的缺氧池的提标改造工艺与所述的好氧池相同。
说明书
一种污水处理厂提标改造系统及工艺
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体是一种污水处理厂提标改造系统及工艺。
背景技术
在目前的污水处理中，根据污水的可生化性好的特点，多采用生物处理工艺为核心工艺。而该工艺又主要分为两大类，一类是活性污泥法，另一类是生物膜法。
常见的活性污泥法有：A/O、A2/O、氧化沟、SBR等工艺;常见的生物膜法，则包括MBR、接触氧化法、生物转盘、生物滤池等形式。随着排放标准要求越来越严苛，很多老的污水处理厂都面临提标改造。目前提标改造常用技术是在老工艺后面增加深度处理工艺，但是，有些生化处理工艺采用A/O或A2/O工艺的老厂，因为整个污水处理厂场地限制的问题，无法在后段新增工艺和场地设施，从而无法完成提标改造任务。
采用A/O或A2/O生化处理工艺的老厂的生化处理装置通常包括相通的生化池和二沉池，生化池包括沿污水流动方向依次设置的厌氧池、缺氧池和好氧池。其中，现有好氧池的结构示意图见图1，好氧池1的池底设置有总穿孔曝气管2，总穿孔曝气管2与曝气装置3相通。该好氧池功能单一，其通过长时间整池持续曝气，促进池内好氧菌生长，能耗较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种污水处理厂提标改造系统及工艺，通过对前段好氧池进行提标改造，可以有效节能30～40%，增加处理容量30%以上，并且可有效提高COD、NH3-N、TN、TP的去除率，达到节能、增效、扩容的目的，从而减轻对后续装置及工艺的负荷压力，非常适合现有老的污水处理厂的提标改造。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种污水处理厂提标改造系统，包括生化处理装置，所述的生化处理装置包括相通的生化池和二沉池，所述的生化池包括沿污水流动方向依次设置的厌氧池、缺氧池和好氧池，所述的好氧池内依次设置有相互独立的至少两个曝气管单元，每个所述的曝气管单元包括穿孔曝气管，所述的穿孔曝气管铺设在所述的好氧池的池底，所述的穿孔曝气管的进气口经一阀门与曝气装置相通，从而将所述的好氧池的内腔分为至少两个曝气单元。
将好氧池的内腔分为至少两个曝气单元后，每个曝气单元分别有各自独立的穿孔曝气管，每个曝气单元可通过相应的阀门来实现开启和关闭，从而生化处理装置运行过程中，在好氧池内可形成相对独立的若干子好氧池单元(即O单元)和若干子缺氧池单元(即A单元)。在生化处理装置运行一段时间后，通过阀门的开启和关闭，使好氧单元变成缺氧单元，缺氧单元变成好氧单元，如此反复，不仅可有效降低能耗，而且通过O、A环境的不断交替，运用微生物饱饥交替规律，可提高微生物分解有机物的能力，实现节能增效，对污水进行高效处理，而且易于检修维护。
本发明污水处理厂提标改造系统，通过对前段好氧池进行提标改造，可以有效节能30～40%，增加处理容量30%以上，并且可有效提高COD、NH3-N、TN、TP的去除率，达到节能、增效、扩容的目的，从而减轻对后续装置及工艺的负荷压力，非常适合现有老的污水处理厂的提标改造。
作为优选，所述的至少两个曝气管单元连接的各个所述的阀门分别与一控制单元电连接，所述的控制单元用于控制各个所述的阀门的开启和关闭;将所述的至少两个曝气管单元从1开始依次进行正整数编号，在所述的生化处理装置运行过程中，控制编号为奇数的所有曝气管单元同时运行，控制编号为偶数的所有曝气管单元同时运行，且编号为奇数的所有曝气管单元与编号为偶数的所有曝气管单元交替运行。通过控制单元控制各个阀门的开启和关闭，可进一步提高生化处理装置的自动化程度。控制编号为奇数的所有曝气管单元与编号为偶数的所有曝气管单元交替运行，即编号为奇数的所有曝气管单元开启的同时编号为偶数的所有曝气管单元关闭，编号为奇数的所有曝气管单元关闭的同时编号为偶数的所有曝气管单元开启，可在好氧池内形成交替的若干子好氧池单元和若干子缺氧池单元。在生化处理装置运行一段时间后，若干子好氧池单元变成若干子缺氧池单元。如此反复，在同样曝气时间下，相比于传统装置，本发明提标改造系统的能耗大幅减少。此外，交替切换子好氧池单元和子缺氧池单元，可以实现对好氧池内污水的间歇式曝气，充分提高溶解氧的利用率，同时，可利用细菌的饥饿驯化来激活水中微生物细胞活性，提高污水处理效率。
作为优选，所述的好氧池配有多个在线溶解氧检测传感器，所述的多个在线溶解氧检测传感器的探头分别浸没在所述的好氧池内水体的不同位置，所述的多个在线溶解氧检测传感器分别与一PLC控制模块电连接，所述的曝气装置包括变频鼓风机，所述的PLC控制模块与所述的变频鼓风机电连接，所述的多个在线溶解氧检测传感器用于实时检测好氧池内水体的不同位置的溶解氧浓度并将检测结果以信号形式传输给所述的PLC控制模块，所述的PLC控制模块用于根据所述的多个在线溶解氧检测传感器传输的信号实时调节所述的变频鼓风机的风量。一般好氧反应中的溶解氧的浓度值为2.0mg/L，缺氧反应中的溶解氧的浓度值为<0.5mg/L，厌氧反应中的溶解氧的浓度值为<0.2mg/L。例如，通过设置调节PLC控制模块，PLC控制模块对多个在线溶解氧检测传感器传输的信号进行数据分析后，在溶解氧的浓度>1.5 mg/L时，PLC控制模块控制变频鼓风机减少风量。通过PLC控制模块和在线溶解氧检测传感器等进行实时“变频”曝气，实现供气的动态平衡和精准曝气，从而达到进一步节能增效的目的。本发明中所用的PLC控制模块采用现有技术。
作为优选，每个所述的曝气单元配有一个所述的在线溶解氧检测传感器，该在线溶解氧检测传感器的探头浸没在该曝气单元内的水体内。
作为优选，所述的好氧池内填充有多个AO反应器，每个所述的AO反应器包括壳体，所述的壳体上设有多个通孔，所述的壳体的外表面上间隔设有多个凸起，所述的壳体内具有空腔，所述的空腔内填充有厌氧载体，所述的厌氧载体上附着有厌氧菌。AO反应器可部分填满或全部填满好氧池的内腔。好氧池内填充的AO反应器能够形成微型的O和A的系统。AO反应器内填充的附有厌氧菌的厌氧载体，可起到有机物捕捉器作用，将水中的有机物富集起来。相对而言，AO反应器内部形成了一个缺氧、厌氧的环境，污水停留时间长，通过缺氧、厌氧反应，使大分子有机物得到分解，变成小分子有机物，同时，小分子有机物中的如乙醇、乙酸或盐等物质可为反硝化细菌提供碳源，而AO反应器外部则以好氧反应为主，从而利用微型的O和A的小系统来实现生物反应高效化，起到增效的目的，在有效降低水中有机物浓度同时，实现同步硝化反硝化(即短程反硝化)，也节约了碳源。而且，可以减少上清液回流量和污泥回流量，进一步实现节能。进而实现生物膜法和活性污泥法的有机结合，有效提高水体污染物的去除率，尤其是氮、磷的去除率。此外，水池底部的穿孔曝气管产生的气泡，在填充的多个AO反应器中通过，AO反应器外表面的多个凸起呈针状，可切割穿孔曝气管送出的较大气泡，形成有阻碍曝气(即有限空间曝气)，有利于氧的吸收利用，从而进一步提高溶解氧的利用率，以此弥补穿孔曝气管送出的气泡大的缺陷，减少曝气量，并实现节能。
进一步地，各所述的凸起的高度为所述的壳体直径的5%～10%，所述的多个凸起与所述的壳体相连接的底面面积为所述的壳体的表面积的4×10-4～9×10-4，所述的多个通孔的开孔率为所述的壳体的表面积的70%～80%。
作为优选，所述的壳体为球形或椭圆形。
作为优选，所述的壳体的表面为凹凸不平的粗糙表面。
作为优选，所述的多个AO反应器在所述的好氧池内的填充高度为1～5m。1～5m的填充高度可满足一般的好氧池的处理需要，在实际应用中，根据好氧池的实际高度，也可选择其他的AO反应器的填充高度。
一种利用上述污水处理厂提标改造系统实施的提标改造工艺，包括对所述的生化处理装置的提标改造，对所述的好氧池进行提标改造，拆除所述的好氧池内原有的总穿孔曝气管，在所述的好氧池内依次设置所述的至少两个曝气管单元。
作为优选，上述提标改造工艺还包括对所述的厌氧池和/或所述的缺氧池的提标改造，对所述的厌氧池和/或所述的缺氧池的提标改造工艺与所述的好氧池相同。根据实际情况，也可对厌氧池和/或缺氧池进行相应的改造，将厌氧池、缺氧池分别改造成A/O组合单元，以进一步提高整个生化处理装置的污水处理效率。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：本发明污水处理厂提标改造系统，其好氧池的内腔分为至少两个曝气单元，每个曝气单元分别有各自独立的穿孔曝气管，每个曝气单元可通过相应的阀门来实现开启和关闭，从而生化处理装置运行过程中，在好氧池内可形成相对独立的若干子好氧池单元(即O单元)和若干子缺氧池单元(即A单元)。在生化处理装置运行一段时间后，通过阀门的开启和关闭，使好氧单元变成缺氧单元，缺氧单元变成好氧单元，如此反复，不仅可有效降低能耗，而且通过O、A环境的不断交替，运用微生物饱饥交替规律，可提高微生物分解有机物的能力，实现节能增效，对污水进行高效处理，而且易于检修维护。本发明污水处理厂提标改造系统及工艺，通过对前段好氧池进行提标改造，可以有效节能30～40%，增加处理容量30%以上，并且可有效提高COD、NH3-N、TN、TP的去除率，达到节能、增效、扩容的目的，从而减轻对后续装置及工艺的负荷压力，非常适合现有老的污水处理厂的提标改造。