申请日2016.01.11
公开(公告)日2016.03.30
IPC分类号C02F9/14; C02F3/12
摘要
本发明涉及一种用于处理城市污水的生物装置及其处理方法，所述生物装置包括第一SBR反应器、中间水箱、第二SBR反应器、抑制反应器和自控电柜;第一SBR反应器、中间水箱、第二SBR反应器依次按序连接;所述自控电柜分别与所述第一SBR反应器、中间水箱、第二SBR反应器、抑制反应器电连接;其中，城市污水通过第一进水泵与第一SBR反应器的进水管相连接。其具有：结构简单、设计合理、出水水质达标、操作简单、有效降低认为操作失误、时间利用率高、维护成本低等优点。
权利要求书
1.一种用于处理城市污水的生物装置，其特征在于：所述生物装置包括第一SBR反应器(1)、中间水箱(2)、第二SBR反应器(3)、抑制反应器(4)和自控电柜(5);第一SBR反应器、中间水箱、第二SBR反应器依次按序连接;所述自控电柜分别与所述第一SBR反应器、中间水箱、第二SBR反应器、抑制反应器电连接;其中，城市污水通过第一进水泵(6)与第一SBR反应器的进水管相连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于处理城市污水的生物装置，其特征在于：所述第一SBR反应器(5)包括第一进水泵(6)、第一调速搅拌器(7)、第一排水阀(8)、第一排泥阀(9)、第一膜片曝气头(10)、第一气量调节阀(11)、第一鼓风机(12)、第一气体流量计(13)、第一溢流口(14)和第一放空阀(15);其中，第一调速搅拌器(7)置于第一SBR反应器(5)中，第一溢流口(14)和第一排泥阀(9)分别设置于第一SBR反应器的上部和下部，第一膜片曝气头(10)置于第一SBR反应器的底部并与第一气体流量计(13)相连接，第一气体流量计(13)与第一鼓风机(12)之间通过第一气体调节阀(11)相连接，第一放空阀(15)设置于第一SBR反应器的底部;第一SBR反应器的出水管连接至中间水箱(2)。
3.根据权利要求2所述的一种用于处理城市污水的生物装置，其特征在于：所述中间水箱(2)包括水箱溢流口(16)、水箱放空阀(17)，其中，水箱溢流口和水箱放空阀分别设置于中间水箱的顶部和底部。
4.根据权利要求3所述的一种用于处理城市污水的生物装置，其特征在于：所述第二SBR反应器(3)包括第二进水泵(18)、第二排水阀(19)、第二排泥阀(20)、管式曝气器(21)、第二气量调节阀(22)、第二鼓风机(23)、第二气体流量计(24)、水力循环泵(25)、水量流量计(26)、鸭嘴阀(27)、第二溢流口(28)、带角度循环水进水口(29)、第二放空阀(30)，第二SBR反应器中还设置有高浓度颗粒污泥;其中，中间水箱(2)通过第二进水泵(18)连接至第二SBR反应器(3)，第二气体流量计(24)与第二鼓风机(23)之间通过第二气体调节阀(22)相连接，管式曝气器(21)连接至第二气体流量计(24)，水力循环泵(25)分别与带角度循环水进水口(29)和水量流量计(26)相连接，所述第二溢流口和第二放空阀分别设置于第二SBR反应器的上部和下部，鸭嘴阀交错铺设于第二SBR反应器的底部且其出水方向保持同一方向旋转;第二排水阀置于第二SBR反应器上;第二SBR反应器通过第二排泥阀连接至抑制反应器。
5.根据权利要求4所述的一种用于处理城市污水的生物装置，其特征在于：所述抑制反应器(4)包括第二调速搅拌器(31)、第二溢流口(32)、排泥泵(33)、排泥流量计(34)、第二膜片曝气头(35)、第三气量调节阀(36)、第三鼓风机(37)、第三气体流量计(38)、 第三放空阀(39);其中，第二调速搅拌器(31)置于抑制反应器(4)中，第二溢流口(32)和第三放空阀(39)分别设置于抑制反应器的上部和下部;第三调节阀(36)分别连接至第三鼓风机(37)和第三气体流量计(38)，第三气体流量计(38)连接至第二膜片曝气头(35)，第二膜片曝气头(35)置于抑制反应器(4)的底部，并且排泥泵分别与抑制反应器的底部和排泥流量计相连接。
6.一种根据权利要求5所述的用于处理城市污水的生物装置的处理方法，其特征在于，该处理方法包括如下步骤：
1)将第一SBR反应器(1)、第二SBR反应器(3)和抑制反应器(4)的污泥浓度分别控制在4-6g/L、2-4g/L、7-9g/L;
2)城市污水依次通过第一进水泵(6)、第一SBR反应器的进水管流至第一SBR反应器1中，控制第一调速搅拌器的搅拌速度为低速搅拌，并进行搅拌20-30分钟，通过第一鼓风机(12)、第一气量调节阀(11)、第一气体流量计(13)、第一膜片曝气头(10)的相互配合进行好氧曝气并持续60分钟，其中在好氧曝气阶段，曝气量控制在150-150m3/h、水力停留时间控制在3-5小时，污泥停留时间控制在1-3天，使城市污水去除水中一部分有机物;然后停止第一调速搅拌器(7)的搅拌使第一SBR反应器静置沉淀30-40分钟，将第一SBR反应器中上清液的50%通过第一出水阀排至中间水箱中;
3)中间水箱(2)中的水通过第二进水泵(18)流至第二SBR反应器(3)中，通过管式曝气器(21)、第二气量调节阀(22)、第二鼓风机(23)、第二气体流量计(24)的相互配合进行低氧曝气200-220分钟，使得第二SBR反应器(3)中的溶解氧浓度在0.1-0.2mg/L，通过水力循环泵(25)、水量流量计(26)、带角度循环水进水口(29)、鸭嘴阀(27)的相互配合进行水力搅拌使得污泥在第二SBR反应器中充分悬浮，通过在线监测第二SBR反应器中的氨氮、硝酸盐和亚硝酸盐浓度，当总氮低于15mg/L，停止曝气和水力搅拌使第二SBR反应器静置沉淀30-40分钟，最后通过第二排水阀排水，水力停留时间为5-6小时;
4)将第二SBR反应器中排出的污泥流至抑制反应器(4)中，经过浓度为400-600mg/L的化学试剂对氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌进行选择性抑制12h使其pH浓度为5-6，温度控制在20-25℃;通过第二膜片曝气头(35)、第三气量调节阀(36)、第三鼓风机(37)、第三气体流量计(38)的相互配合进行低氧曝气，在低氧曝气阶段，控制第二SBR反应器内的溶解氧在0.1mg/L以下，污泥停留时间为4-6天，并间隔15-30min通过第二调速搅拌器进行搅拌对上述氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌进行驯化，抑制亚硝酸盐氧化菌的生长;并将污泥总量的20%通过排泥泵、排泥流量计排至第二SBR反应器中;
5)上述步骤2)、3)、4)经过多次周期循环进行污水处理使城市污水中的有机物和氮、磷污染物去除。
7.根据权利要求6所述的处理方法，其特征在于：第一SBR反应器和抑制反应器的污泥来源于城市污水厂二沉池的回流污泥。
说明书
一种用于处理城市污水的生物装置及其处理方法
技术领域
本发明涉及污水生物处理技术领域，尤其涉及一种用于处理城市污水的生物装置及其处理方法，该生物装置是基于水力循环搅拌与旁侧化学试剂抑制进行处理城市污水，具有操作简单、出水稳定并得以保证达到污水排放标准等优点。
背景技术
我国水资源短缺、水污染严重，随着工业化和城镇化的加快，各地区废水排放总量也呈现持续增长态势，而传统污水处理技术能耗巨大，已不在适应当前节能环保的可持续发展需求。我国2012年颁布的《城镇污水处理厂污染物排放标准》(DB11/890-2012)中要求所有排污单位出水水质为氨氮小于2.5mg/L，总氮小于15mg/L，总磷小于0.3mg/L。现有污水处理厂出水水质并不能达到A级排放标准，需要进行升级改造。现有城市污水处理能耗高、出水稳定性差、部分出水氮磷不能达标的问题，因而如何在实现高效脱氮除磷的同时降低水处理能耗，降低处理费用，对于未来污水处理概念厂实现肥料工厂、能源工厂和水源工厂有着重要的研究意义。
发明内容
针对现有技术中城市污水处理装置中存在的上述不足，本发明的目的在于：提供一种用于处理城市污水的生物装置及其处理方法，其具有：结构简单、设计合理、出水水质达标、操作简单、有效降低认为操作失误、时间利用率高、维护成本低等优点。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于处理城市污水的生物装置，所述生物装置包括第一SBR反应器、中间水箱、第二SBR反应器、抑制反应器和自控电柜;第一SBR反应器、中间水箱、第二SBR反应器依次按序连接;所述自控电柜分别与所述第一SBR反应器、中间水箱、第二SBR反应器、抑制反应器电连接;其中，城市污水通过第一进水泵与第一SBR反应器的进水管相连接。
为了进一步优化上述技术方案，所述第一SBR反应器包括第一进水泵、第一调速搅拌器、第一排水阀、第一排泥阀、第一膜片曝气头、第一气量调节阀、第一鼓风机、第一气体流量计、第一溢流口和第一放空阀;其中，第一调速搅拌器置于第一SBR反应器中，第一溢流口 和第一排泥阀分别设置于第一SBR反应器的上部和下部，第一膜片曝气头置于第一SBR反应器的底部并与第一气体流量计相连接，第一气体流量计与第一鼓风机之间通过第一气体调节阀相连接，第一放空阀设置于第一SBR反应器的底部;第一SBR反应器的出水管连接至中间水箱。
为了进一步优化上述技术方案，所述中间水箱包括水箱溢流口、水箱放空阀，其中，水箱溢流口和水箱放空阀分别设置于中间水箱的顶部和底部。
为了进一步优化上述技术方案，所述第二SBR反应器包括第二进水泵、第二排水阀、第二排泥阀、管式曝气器、第二气量调节阀、第二鼓风机、第二气体流量计、水力循环泵、水量流量计、鸭嘴阀、第二溢流口、带角度循环水进水口、第二放空阀，第二SBR反应器中还设置有高浓度颗粒污泥;其中，中间水箱通过第二进水泵连接至第二SBR反应器，第二气体流量计与第二鼓风机之间通过第二气体调节阀相连接，管式曝气器连接至第二气体流量计，水力循环泵分别与带角度循环水进水口和水量流量计相连接，所述第二溢流口和第二放空阀分别设置于第二SBR反应器的上部和下部，鸭嘴阀交错铺设于第二SBR反应器的底部且其出水方向保持同一方向旋转;第二排水阀置于第二SBR反应器上;第二SBR反应器通过第二排泥阀连接至抑制反应器。
为了进一步优化上述技术方案，所述抑制反应器包括第二调速搅拌器、第二溢流口、排泥泵、排泥流量计、第二膜片曝气头、第三气量调节阀、第三鼓风机、第三气体流量计、第三放空阀;其中，第二调速搅拌器置于抑制反应器中，第二溢流口和第三放空阀分别设置于抑制反应器的上部和下部;第三调节阀分别连接至第三鼓风机和第三气体流量计，第三气体流量计连接至第二膜片曝气头，第二膜片曝气头置于抑制反应器的底部，并且排泥泵分别与抑制反应器的底部和排泥流量计相连接。
本发明用于处理城市污水的生物装置的处理方法包括如下步骤：
1)将第一SBR反应器、第二SBR反应器和抑制反应器的污泥浓度分别控制在4-6g/L、2-4g/L、7-9g/L;
2)城市污水依次通过第一进水泵、第一SBR反应器的进水管流至第一SBR反应器中，控制第一调速搅拌器的搅拌速度为低速搅拌，并进行搅拌20-30分钟，通过第一鼓风机、第一气量调节阀、第一气体流量计、第一膜片曝气头的相互配合进行好氧曝气并持续60分钟，其中在好氧曝气阶段，曝气量控制在150-150m3/h、水力停留时间控制在3-5小时，污泥停留时间控制在1-3天，使城市污水去除水中一部分有机物;然后停止第一调速搅拌器的搅拌使第一SBR反应器静置沉淀30-40分钟，将第一SBR反应器中上清液的50%通过第一出水阀排 至中间水箱中;
3)中间水箱中的水通过第二进水泵流至第二SBR反应器中，通过管式曝气器、第二气量调节阀、第二鼓风机、第二气体流量计的相互配合进行低氧曝气200-220分钟，使得第二SBR反应器中的溶解氧浓度在0.1-0.2mg/L，通过水力循环泵、水量流量计、带角度循环水进水口、鸭嘴阀的相互配合进行水力搅拌使得污泥在第二SBR反应器中充分悬浮，通过在线监测第二SBR反应器中的氨氮、硝酸盐和亚硝酸盐浓度，当总氮低于15mg/L，停止曝气和水力搅拌使第二SBR反应器静置沉淀30-40分钟，最后通过第二排水阀排水，水力停留时间为5-6小时;
4)将第二SBR反应器中排出的污泥流至抑制反应器中，经过浓度为400-600mg/L的化学试剂对氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌进行选择性抑制12h使其pH浓度为5-6，温度控制在20-25℃;通过第二膜片曝气头、第三气量调节阀、第三鼓风机、第三气体流量计的相互配合进行低氧曝气，在低氧曝气阶段，控制第二SBR反应器内的溶解氧在0.1mg/L以下，污泥停留时间为4-6天，并间隔15-30min通过第二调速搅拌器进行搅拌对上述氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌进行驯化，抑制亚硝酸盐氧化菌的生长;并将污泥总量的20%通过排泥泵、排泥流量计排至第二SBR反应器中;
5)上述步骤2)、3)、4)经过多次周期循环进行污水处理使城市污水中的有机物和氮、磷污染物去除。
为了进一步优化上述技术方案，第一SBR反应器和抑制反应器的污泥来源于城市污水厂二沉池的回流污泥。
与现有技术中的常规城市污水处理装置相比，采用本发明的用于处理生吃污水的生物装置具有如下优点：
(1)本发明通过旁侧反应器内化学试剂对第二SBR反应器排出的污泥进行NOB的抑制，以强化第二SBR反应器内氨氧化菌反应活性，并严格控制氨氧化菌生长所适宜的溶解氧条件，以保证稳定出水水质。
(2)本发明通过循环水力搅拌，反应器中上部带有角度吸水口，底部交错铺设鸭嘴阀，出水向同一方向旋转，起到水力搅拌作用，一方面既不破坏颗粒污泥形状，另一方面又能防止污泥下沉，加快氧传质效率，提高脱氮运行周期，操作简单。
(3)本发明的自控系统是集各个操作单元设备的启停为一体的运行工艺，有效降低了人为操作失误，时间利用率高，同时也可为连续流厌氧氨氧化处理城市污水奠定基础。