申请日2012.05.09
公开(公告)日2012.10.03
IPC分类号C02F3/30
摘要
本发明公开了一种多功能污水处理中试系统，由呈一字排列的第一反应池、第二反应池、第三反应池和第四反应池组成，第一反应池内设置有搅拌器，用于实现该第一反应池进水与回流污泥或混合液的混合;第二反应池、第三反应池和第四反应池分别用于作为好氧池或沉淀池，三个反应池中分别安装有搅拌器，分别用于混合进水和池内污水;设置有三角堰出水槽或滗水器用于出水，同时设置有曝气系统和/或设置有穿孔吸泥管或刮泥机。本发明还公开了上述多功能污水处理中试系统的应用。本发明能够实现对AAO、SBR、UNITANK三大系列工艺的模拟，并具备对原水水质、处理规模、HRT比例、污泥回流量和混合液回流量等参数的调节功能，满足各种污水处理应用性研究开发的要求。
权利要求书
1.一种多功能污水处理中试系统，用于模拟各种水处理工艺， 其特征在于，该系统包括反应池体，其由呈一字排列的第一反应池 (A)、第二反应池(B)、第三反应池(C)和第四反应池(D)组成， 各反应池分别与污水管道、污泥管道和空气管道连通，其中，
所述第一反应池(A)用于模拟厌缺氧池，其内设置有搅拌器(4、 5、6)，用于实现该第一反应池(A)进水与回流污泥或混合液的混 合;
所述第二反应池(B)、第三反应池(C)和第四反应池(D)分 别用于作为好氧池或沉淀池，三个反应池中分别安装有搅拌器(13、 14、15)，分别用于混合进水和池内污水;且三个反应池各池中还设 置有三角堰出水槽(8、9)或滗水器(10、11、12)用于出水，同时 各池内设置有曝气系统(20、21、22)用于曝气和/或设置有穿孔吸 泥管(16、17、18)或刮泥机(19)用于排泥。
2.根据权利要求1所述的一种多功能污水处理中试系统，其特 征在于，所述第一反应池(A)采用跌水漏斗(7)出水，并通过改 变该跌水漏斗(7)的高度来调节所述第一反应池(A)有效水深和 容积。
3.根据权利要求1或2所述的一种多功能污水处理中试系统， 其特征在于，所述第一反应池(A)、第二反应池(B)、第三反应池 (C)和第四反应池(D)中的相邻两反应池共用池壁。
4.根据权利要求1-3之一所述的一种多功能污水处理中试系统， 其特征在于，所述曝气系统的曝气管道呈“丰”字型布设。
5.根据权利要求1-4之一所述的一种多功能污水处理中试系统， 其特征在于，所述穿孔吸泥管(16、17、18)采用PVC管，且管壁 开孔，均匀布设于池底，用于将沉积于池底的活性污泥收集并将之排 放或回流。
6.根据权利要求1-5之一所述的一种多功能污水处理中试系统， 其特征在于，所述水处理工艺包括AAO系列、SBR系列和UNITANK 系列工艺。
7.应用权利要求要求1-6之一所述的多功能污水处理中试系统 进行AAO系列工艺模拟的方法，其具体包括如下步骤：
首先，由第一反应池(A)进水，通过其中的搅拌器(4、5、6) 实现进水与回流污泥或混合液混合，并保持池内污泥保持悬浮，再从 其中的跌水漏斗(7)出水，使污水进入所述第二反应池(B)和第 三反应池(C)以进行好氧处理;该第二反应池(B)和第三反应池 (C)进水后，通过各自的搅拌器(13、14)混合进水与所述污水， 并利用所述曝气系统(20、21)进行曝气;经该第二反应池(B)和 第三反应池(C)进行好氧处理后的污水，进入第四反应池(D)进 行沉淀处理，通过其中的刮泥机(19)，使混合液泥水分离，且上清 液从其中的三角堰出水槽(9)排出。
8.应用权利要求要求1-6之一所述的多功能污水处理中试系统 进行UNITANK系列工艺模拟的方法，其具体包括如下步骤：
(1)污水进入第二反应池(B)，采用搅拌器(13)或曝气系统 (20)进行曝气，池内混合液经第三反应池(C)后进入第四反应池 (D)，并在第四反应池(D)内通过所述三角堰(9)排水;
(2)第二反应池(B)停止进水，继续曝气，污水进入第三反 应池(C)，该第四反应池(D)继续排水;
(3)第二反应池(B)停止曝气，静沉，污水继续进入第三反 应池(C)，该第四反应池(D)继续排水，剩余污泥通过其中的穿孔 吸泥管(18)排出;
(4)污水进入第四反应池(D)，采用搅拌器(15)或曝气系统 (22)进行曝气，混合液经第三反应池(C)进入第二反应池(B)， 并在该第二反应池(B)通过三角堰排水;
(5)第四反应池(D)停止进水，继续曝气，污水进入第三反 应池(C)，该第二反应池(B)继续排水;
(6)第四反应池(D)停止曝气，静沉，污水继续进入第三反 应池(C)，该第二反应池(B)继续排水，剩余污泥通过其中的穿孔 吸泥管(16)排出，直至排水完毕;
循环运行上述步骤(1)-(6)，即可实现对UNTANK系列工艺 的模拟。
9.应用权利要求要求1-6之一所述的多功能污水处理中试系统 进行SBR系列工艺模拟的方法，其具体包括：首先，所述第二反应 池(B)、第三反应池(C)和第四反应池(D)各池独立进水，然后 各反应池通过各自的曝气系统和搅拌器进行曝气反应，再经沉淀闲置 后，污水分别通过各反应池的滗水器(10、11、12)出水。
说明书
一种多功能污水处理中试系统及其应用
技术领域
本发明属于水处理技术领域，涉及一种用于模拟多种水处理工艺的污水处 理中试系统及其应用。
背景技术
近年来，随着对环保事业的重视和人们环保意识、环保要求的提高，对城 市污水处理技术的研究不断深入和广泛，涌现出了一大批污水处理研发、生产、 运营企业。因此，实验室的小试研究已不能满足实际科研的需要，国内开始建 立中试装置模拟污水处理工艺。
南京科盛环保科技有限公司提供了一种用于科研、展示和教学用途的多功 能污水处理中试系统(申请号：200920047313.7)，该系统能在多种环境下处理 多种水质状况的污水。但是，该装置生化处理单元过于简单，只能模拟AO工 艺;而且，该装置更偏重教学与展示，未考虑优化实际污水生产运行的功能。
目前为数不多的污水处理中试装置都只能模拟单一生化处理工艺，应用功 能有限;而且，大部分中试装置主要用于确定新建污水厂的设计参数，未考虑 优化污水厂生产运行的功能，因此调控手段和幅度都比较有限。
发明内容
本发明的目的之一旨在提出一种能够模拟多种水处理工艺，并能为污水厂 生产运行的优化提供科研支撑的污水处理中试系统。
为实现上述目的，本发明的污水处理中试系统包括反应池体，其由呈一字 排列的第一反应池、第二反应池、第三反应池和第四反应池组成，各反应池分 别与污水管道、污泥管道和空气管道连通，其中，
所述第一反应池用于模拟厌缺氧池，其内设置有搅拌器，用于实现该第一 反应池进水与回流污泥或混合液的混合;
所述第二反应池、第三反应池和第四反应池分别用于作为好氧池或沉淀池， 三个反应池中分别安装有搅拌器，分别用于混合进水和池内污水;且三个反应 池各池中还设置有三角堰出水槽或滗水器用于出水，同时各池内设置有曝气系 统用于曝气和/或设置有穿孔吸泥管或刮泥机用于排泥。
作为本发明的改进，所述第一反应池采用跌水漏斗出水，并通过改变该跌 水漏斗的高度来调节所述第一反应池有效水深和容积。
作为本发明的改进，所述第一反应池、第二反应池、第三反应池和第四反 应池中的相邻两反应池共用池壁。
作为本发明的改进，所述曝气系统的曝气管道呈“丰”字型布设。
作为本发明的改进，所述穿孔吸泥管采用PVC管，且管壁开孔，均匀布设 于池底，用于将沉积于池底的活性污泥收集并将之排放或回流。
作为本发明的改进，所述水处理工艺包括AAO系列工艺、SBR系列工艺和 UNITANK系列工艺。
本发明的目的之二在于公开一种应用上述的多功能污水处理中试系统进行 AAO系列工艺模拟的方法，其具体包括如下步骤：
首先，由第一反应池进水，通过其中的搅拌器实现进水与回流污泥或混合 液混合，并保持池内污泥保持悬浮，再从其中的跌水漏斗出水，使污水进入所 述第二反应池和第三反应池以进行好氧处理;该第二反应池和第三反应池进水 后，通过各自的搅拌器混合进水与所述污水，并利用所述曝气系统进行曝气; 经该第二反应池和第三反应池进行好氧处理后的污水，进入第四反应池进行沉 淀处理，通过其中的刮泥机，使混合液泥水分离，且上清液从其中的三角堰出 水槽排出。
本发明的目的之三在于公开一种应用上述的多功能污水处理中试系统进行 UNITANK系列工艺模拟的方法，其具体包括如下步骤：
(1)污水进入第二反应池，采用搅拌器或曝气系统进行曝气，池内混合液 经第三反应池后进入第四反应池，并在第四反应池内通过所述三角堰排水;
(2)第二反应池停止进水，继续曝气，污水进入第三反应池，该第四反应 池继续排水;
(3)第二反应池停止曝气，静沉，污水继续进入第三反应池，该第四反应 池继续排水，剩余污泥通过其中的穿孔吸泥管排出;
(4)污水进入第四反应池，采用搅拌器或曝气系统进行曝气，混合液经第 三反应池进入第二反应池，并在该第二反应池通过三角堰排水;
(5)第四反应池停止进水，继续曝气，污水进入第三反应池，该第二反应 池继续排水;
(6)第四反应池停止曝气，静沉，污水继续进入第三反应池，该第二反应 池继续排水，剩余污泥通过其中的穿孔吸泥管排出，直至排水完毕;
循环运行上述步骤(1)-(6)，即可实现对UNTANK系列工艺的模拟。
本发明的目的之四在于公开一种应用上述的多功能污水处理中试系统进行 SBR系列工艺模拟的方法，其具体包括：首先，所述第二反应池、第三反应池 和第四反应池各池独立进水，然后各反应池通过各自的曝气系统和搅拌器进行 曝气反应，再经沉淀闲置后，污水分别通过各反应池的滗水器出水。
本发明中的反应池体由4个反应池组成，呈一字型排列，相邻反应池共用 池壁，其中第一反应池比其它池体高1.0m。反应池体材料采用A3钢板，厚8mm; 内防腐采用环氧煤玻璃钢(四油二布)，外防腐采用两层红丹漆一层面漆。反应 池体第一反应池主要模拟厌缺氧池，第二、三和四反应池主要模拟好氧池和沉 淀池，是实现污水生物吸附降解有机污染物、脱氮除磷的主要产所。
本发明中的管道系统：由闸阀、泵等设备以及污水、污泥、空气管道组成。 主要通过管道系统的调节(闸阀的启闭、泵的启闭等)实现各模拟工艺的切换; 而且也可以通过管道系统的调节(设备开启度大小调节等)对模拟工艺运行参 数进行调整，从而实现工艺的运行参数优化研究，为实际污水厂生产运行的优 化提供科研支撑。
本发明中的第一反应池的搅拌器优选采用双层式船舶型推进式螺旋桨，使 进水和回流污泥或混合液快速混合，并保持池内污泥保持悬浮，且避免表面过 度复氧;其他三个池优选采用框式搅拌器，使进水和池内污水快速混合，确保 活性污泥和有机污染物充分接触，强化传质作用，并保持池内污泥保持悬浮， 且避免表面过度复氧。
本发明中分别采用刮泥机和穿孔吸泥管作为污泥排放系统，以满足各种模 拟工艺条件下的污泥排放的要求，避免污泥停留时间过长。其中刮泥机优选与 搅拌装置共用搅拌轴及其支架，当本发明模拟AAO系列工艺时，第四反应池用 作沉淀池，第四反应池的曝气系统、吸泥管和搅拌桨叶不工作，而是安装刮泥 板，将沉积于池底的污泥刮向集泥斗，保证回流污泥和剩余污泥的浓度和活性， 并避免沉淀污泥淤积时间过长而发生反硝化和污泥上浮。穿孔吸泥管优选采用 给水PVC管，管壁开孔，均匀布设于池底，将沉积于池底的活性污泥收集并将 之排放或回流。
本发明中第二、三和四反应池布设曝气系统，曝气管道优选按“丰”字布 设，向混合液中提供氧气，确保活性污泥保持悬浮，并与有机污染物和溶解氧 充分接触。
本发明中分别采用滗水器和三角堰出水，以保证各种模拟工艺条件下上清 液正常排出池体。其中，滗水器用于在模拟SBR系列工艺时，以阀门开关作为 控制手段，在设定时间内自动将池内上清液排出反应池。三角堰用于在模拟AAO 系列工艺和UNITANK系列工艺时，将沉淀池上清液排出池体，并尽量避免对 池内沉淀状态形成干扰。
本发明可通过设备调节、阀门切换和管道连接等手段，实现对AAO、SBR、 UNITANK三大系列工艺的模拟，具体包括AAO、APO、ANO、倒置AAO、 UNITANK、厌养UNITANK、SBR、CAST等工艺，并具备对原水水质、处理规 模、HRT比例、污泥回流量和混合液回流量等参数的调节功能，满足各种污水 处理应用性研究开发的要求。