申请日2010.03.23
公开(公告)日2011.02.02
IPC分类号C02F3/12; C02F9/14
摘要
一种合理分配碳源的污水高效处理系统，包括闭合的环形沟主体，其特征在于：在闭合的环形沟主体内设置曝气器和推进器，在主体上设有一个或多个进水点。这种污水处理系统充氧由设在底部的微孔曝气器或表面曝气设备完成，整个沟体内泥水的推流、搅拌混合辅以水下推进器完成，根据进水水质和处理要求，可按普通曝气池运行，去除有机物和同步硝化反硝化，也可按单点进水或两点进水脱氮除磷的AAO模式运行，也可按单级AO或合理分配和优化利用原水碳源分点进水的多级AO模式运行。本实用新型具有供氧和推动力之间易协调、运行灵活、可控性高、能耗低、适用性广的特点。
权利要求书
1.一种合理分配碳源的污水高效处理系统，包括闭合的环形沟主体，其特征在于：在闭合的环形沟主体内设置曝气器和推进器，在主体上设有一个或多个进水点。
2.根据权利要求1所述的一种合理分配碳源的污水高效处理系统，其特征在于：上述曝气器是表面曝气设备或布置在底部的微孔曝气器。
3.根据权利要求1所述的一种合理分配碳源的污水高效处理系统，其特征在于：上述闭合的环形沟主体可为单沟式，也可为多沟道式，既可串联，亦可并联。
4.根据权利要求1或3所述的一种合理分配碳源的污水高效处理系统，其特征在于：上述闭合的环形沟主体为马蹄形沟型、卡鲁塞尔氧化沟型。
5.根据权利要求1所述的一种合理分配碳源的污水高效处理系统，其特征在于：上述闭合的环形沟主体内部布置为AAO模式，即布置为厌氧区、缺氧区、好氧区三个区域，厌氧区内设进水点和推进器，缺氧区内只设推进器或也设曝气器，好氧区内设曝气器和推进器。
6.根据权利要求1所述的一种合理分配碳源的污水高效处理系统，其特征在于：上述闭合的环形沟主体内部布置为单级AO模式，即布置为缺氧区或厌氧区、好氧区两个区域，缺氧区或厌氧区内只设推进器或也设曝气器，好氧区内设曝气器和推进器。
7.根据权利要求1所述的一种合理分配碳源的污水高效处理系统，其特征在于：上述闭合的环形沟主体内部布置为多级AO模式。
8.根据权利要求5所述的一种合理分配碳源的污水高效处理系统，其特征在于：上述进水点也可分别设在厌氧区、缺氧区。
9.根据权利要求7所述的一种合理分配碳源的污水高效处理系统，其特征在于：上述闭合的环形沟主体内部布置为三级AO模式，即三个缺氧区或厌氧区和三个好氧区，一个缺氧区或厌氧区与一个好氧区组成一组;在每个缺氧区或厌氧区内分别设有进水点，并且在每个缺氧区或厌氧区内只设推进器或也可设曝气器，在每个好氧区设曝气器和推进器。
说明书
一种合理分配碳源的污水高效处理系统
技术领域：
本实用新型属于污水处理领域，具体涉及一种合理分配碳源的污水高效处理系统。
背景技术：
现行的《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)对城镇污水处理厂出水氮磷的排放提出了较高的要求。目前的城镇污水处理工艺都是围绕生物脱氮除磷来开展的，应用较多的是脱氮或除磷的AO工艺、脱氮除磷的AAO工艺、具有脱氮除磷功能的改良SBR工艺以及在氧化沟前增设厌氧池、在沟体前(内)增设缺氧区而形成的具有脱氮除磷功能的改良型氧化沟工艺，如A2O氧化沟等。生物脱氮除磷效果的好坏，重要的一方面与水质有关，特别是碳源，另一方面与工艺自身的特点、运行可控性等有关。我国大部分城市污水都是低C/N比水质，碳源不足导致生物脱氮除磷效果不好，总氮难以达标。同时工艺自身的灵活性和运行控制，如好氧区曝气不当，过量曝气也会加重碳源不足对反硝化的影响等。因此，合理分配碳源，充分优化利用原污水中的碳源，以及提高工艺自身的灵活性和可控性，能根据进出水条件和要求，对生物脱氮除磷过程进行高效、稳定的控制，是目前脱氮除磷工艺发展的一个方向。
AO、AAO工艺污水处理系统，生物单元都是矩形池型，由于其流态特点，整体上抗冲击和缓冲能力没有氧化沟这种环形沟处理系统强，特别是处理工业废水比例较高的城镇污水或高浓度难降解工业废水比例高的城镇污水，会因抗冲击和缓冲的不稳定性影响运行效果，从而影响系统的脱氮除磷;同时对于这两种工艺的好氧生物单元系统，内部一般只设置充氧的曝气器，主要供给微生物脱碳和硝化所需氧，这种系统往往供氧和混合之间存在不易协调的矛盾，特别是低氧与混合的矛盾，以及对于进水水质较淡这种情况，其运行过程的可控性较低。为保持池内泥水的完全混合，往往需要较大的曝气量，一方面可能的曝气过量会因回流带入的溶解氧而影响脱氮除磷效果，也可能造成系统的微生物絮体被破坏，另一方面曝气不能随进水水质水量而变化，造成能量浪费。
氧化沟这种环形沟池型具有特殊的水力学流态，既有完全混合式反应器的特点，又有推流式反应器的特点，由于其独特的“封闭循环流动”的水力学特性以及较长的泥龄和较低的有机负荷，使其较AO、AAO工艺系统抗冲击能力强、利于难降解有机物的去除、运行稳定。但目前脱氮除磷的氧化沟污水处理系统都是单点进水，没有根据进水水质考虑到合理分配和优化利用原污水中的碳源，脱氮除磷效率有待提高。同时象目前应用较广的卡鲁塞尔氧化沟、奥贝尔氧化沟等都不单独设置推流和混合设备，而由表面曝气设备来实现沟内水体的充氧、推流和混合，一方面供氧和推流、搅拌之间往往存在不易协调的矛盾，运行不灵活，可控性较低，可能存在污泥沉积和曝气量大的问题，影响脱氮除磷效果;另一方面为使空气达到氧化沟混合液的下层及全沟混合液的混合，所需能耗较高，存在能量浪费问题。
发明内容：
本实用新型的目的就在于克服上述现有技术中存在的不足，而提供一种合理分配碳源的污水高效处理系统，该系统有较强缓冲和抗冲击能力、运行灵活、可控性高、适用性广、能根据进水水质和脱氮除磷的要求在低氧下实现同步硝化反硝化脱氮。
如上构思，本实用新型的技术方案是：一种合理分配碳源的污水高效处理系统，包括闭合的环形沟主体，其特征在于：在闭合的环形沟主体内设置曝气器和推进器，在主体上设有一个或多个进水点。
上述曝气器是表面曝气设备或布置在底部的微孔曝气器。
上述闭合的环形沟主体可为单沟式，也可为多沟道式，既可串联，亦可并联。
上述闭合的环形沟主体为马蹄形沟型、卡鲁塞尔氧化沟型。
上述闭合的环形沟主体内部布置为AAO模式，即布置为厌氧区、缺氧区、好氧区三个区域，厌氧区内设进水点和推进器，缺氧区内只设推进器或也设曝气器，好氧区内设曝气器和推进器。
上述进水点也可分别设在厌氧区、缺氧区。
上述闭合的环形沟主体内部布置为单级AO模式，即布置为缺氧区或厌氧区、好氧区两个区域，缺氧区或厌氧区内只设推进器或也设曝气器，好氧区内设曝气器和推进器。
上述闭合的环形沟主体内部布置为多级AO模式。
上述闭合的环形沟主体内部布置为三级AO模式，即三个缺氧区或厌氧区和三个好氧区，一个缺氧区或厌氧区与一个好氧区组成一组;在每个缺氧区或厌氧区内分别设有进水点，并且在每个缺氧区或厌氧区内只设推进器或也可设曝气器，在每个好氧区设曝气器和推进器。
本实用新型采用底部微孔曝气器，如微孔曝气头或表面曝气设备，如曝气转刷、曝气转碟等，利用鼓风机给微孔曝气器提供空气，来控制调节污水处理系统的曝气，供给溶解氧，保证去除有机物、硝化以及微生物生命活动等所需氧，而采用设置水下推进器辅以实现推流、搅拌混合功能，来满足污水处理系统流态和安全运行所需。同时根据进出水条件和要求等，污水处理系统可按普通曝气池运行，主要去除有机物和在低氧下运行实施部分同步硝化反硝化实现脱氮，也可将整个处理系统灵活设置成不同比例的AO区或AAO区，以及可设置成分点进水合理分配碳源的多级AO，A区可只设水下推进器，也可曝气器和水下推进器都设置，O区可只设曝气器，也可曝气器和水下推进器都设置，而且沟内不同区的曝气器布置密度可不同。
本实用新型通过下列步骤来实现：
1)来自经格栅、沉砂池预处理设施等处理后的污水通过一个或几个不同的进水点进入处理系统环形沟内;
2)设置在环形沟的表面曝气设备或布置在底部的微孔曝气器提供给微生物降解有机物和硝化以及微生物自身生命活动所需氧，同时曝气器释放空气的过程中以及空气与泥水混合液接触过程中，其动力起到一定的推流、搅拌混合功能;
3)污水在水下推进器以及曝气器的推进、搅拌作用下，保持一定流速，根据环形沟内曝气器及推进器的布置形式，污水在沿环形沟循环过程中可能依次经过不同的区，如低氧区或缺氧区、好氧区、缺氧区、好氧区等，在循环过程中污水中的有机物不断被微生物降解或反硝化菌脱氮或释磷菌释磷所用，污水中的氮、磷营养物除被微生物同化所需外，氮通过硝化菌的硝化作用、反硝化菌的反硝化作用或同步硝化反硝化作用得以去除，磷通过厌氧菌的释磷以及好氧菌的吸磷将磷转移到污泥中，通过剩余污泥排放实现去除;
4)污水在环形沟处理系统内循环，经一定停留时间后，脱除了碳、氮、磷的污水与污泥的混合液一起排到固液分离单元进行泥水分离。
本实用新型具有如下的优点和积极效果：
1、灵活性大、可控性高，更好地实现脱氮除磷。
无论充氧设备的设置、推流混合设备的设置还是整个污水处理系统的运行都具有更大的灵活性和可控性，能对脱氮除磷进行高效稳定地控制。
①能根据进水水质和处理要求，灵活设置曝气器区域和水下推进器区域，或二者兼有区域，而且不同区域曝气器布置密度、水下推进器布置密度可以不同。
②能根据进水水质、外部环境条件以及处理要求，沿环形沟的不同区域适当设置或运行曝气器和推进器，可实现不同的功能。
当要求脱氮除磷时，根据进水水质、碳源情况，环形沟处理系统可设置为一点或两点进水的厌氧区、缺氧区、好氧区，或缺氧区、好氧区，或多点进水的多级缺氧区、好氧区等不同区域，厌氧区、缺氧区只设置或只运行推进器，或缺氧区低氧运行，污水在沟内依次流经不同区域，实现脱氮除磷。
当不要求脱氮除磷或脱氮要求不高时，整个环形沟可按普通曝气池运行，沟内布置曝气器，必要区域布置水下推进器，以满足水流的推进和混合要求。沟内按低氧运行，达到节能降耗目的，同时在进水碳源较丰富且条件适宜时也可实现一定的同步硝化反硝化作用。
③能使曝气器的曝气量和推进器的推动、混合能力同微生物的需氧量、进水水质水量以及工艺自身要求相一致。相对只设表面曝气设备的氧化沟污水处理系统，避免了曝气不完全引起的硝化不完全和有机物降解不彻底以及污泥沉积现象，以及为推进混合引起的曝气过量而导致的脱氮除磷效率下降、能量浪费以及系统微生物絮体结构被破坏等现象。
2、适用性广。
对于城市污水，曝气器和推进器合理布置，环形沟可合理分区，同时也可辅以分点进水，合理分配碳源及充分利用原水碳源，可发生同步硝化反硝化反应，实现脱氮，降低能耗;对于复杂水质的污水，如工业废水特别是难降解废水占一定比例的污水，这种环形沟抗冲击能力较强，根据水质情况可设置为多沟道式串联，而且不同沟道及同一沟道可布置为不同功能区，应对复杂水质的冲击和提高脱氮除磷处理能力。
3、采用曝气器和水下推进器相结合的动力布置方式，充氧功能与混合功能分开，能在一定程度上降低能耗，节能。