公布日：2023.05.23
申请日：2023.03.13
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)I;C02F3/30(2023.01)I;C02F1/44(2023.01)I
摘要
本申请公开一种应用污泥致密技术的废水处理系统，包括初级沉淀器、生化反应器、生化污泥智能调控单元、以及沉淀器或膜器；初级沉淀器、生化反应器、以及沉淀器或膜器依次设置；生化反应器至少包括厌氧区和好氧区；在生化反应器处进行第一加药步骤，在初级沉淀器下游至沉淀器或膜器之间进行同步沉淀；生化污泥智能调控单元包括致密成套装置和专用测试装置，致密成套装置包括机械过滤功能区和致密反应功能区；专用测试装置用于测试混合液的沉淀高度和达到预定高度所用时间，专用测试装置还用于测试沉淀物料的骨架密度和生物体含量。本说明书所提供的应用污泥致密技术的废水处理系统，能调控生物功能体使其发挥其本有的功能或增加其功能效率。
权利要求书
1.一种应用污泥致密技术的废水处理系统，其特征在于，包括初级沉淀器、生化反应器、生化污泥智能调控单元、以及沉淀器或膜器；其中，所述初级沉淀器、所述生化反应器、以及所述沉淀器或膜器自上游至下游依次设置；所述生化反应器至少包括厌氧区和好氧区；在所述生化反应器处进行第一加药步骤，在所述初级沉淀器下游至所述沉淀器或膜器之间进行同步沉淀；所述生化污泥智能调控单元的上游为所述生化反应器或者所述沉淀器或膜器；所述生化污泥智能调控单元包括致密成套装置和专用测试装置，所述致密成套装置包括用于去除非常规悬浮无机物的机械过滤功能区和用于扩展功能体内质密度的致密反应功能区，所述机械过滤功能区位于所述致密反应功能区的上游；所述专用测试装置与所述生化反应器和所述致密成套装置相连通，所述专用测试装置用于测试混合液的沉淀高度以及达到预定高度所用时间，所述专用测试装置还用于测试沉淀物料的骨架密度、生物体含量。
2.根据权利要求1所述的应用污泥致密技术的废水处理系统，其特征在于，所述机械过滤功能区包括第一进料口、过滤腔、出渣口和第一出料口；所述第一进料口和所述过滤腔相连通；所述过滤腔内设有过滤网板和用于输送所述过滤网板所过滤的物质的输料螺杆，所述输料螺杆位于所述第一进料口和所述过滤网板之间，所述过滤网板位于所述输料螺杆和所述第一出料口之间；所述出渣口位于所述输料螺杆远离所述过滤网板的一端，用于输出所述输料螺杆输送的物质；所述输料螺杆连接有用于驱动所述输料螺杆转动的提渣电机；所述致密成套装置还包括一端与所述第一出料口相连通的第一管道；所述致密反应功能区包括致密反应器、第二管道和第三管道；所述致密反应器设有与所述第一管道远离所述第一出料口的一端相连通的第二进料口、以及位于所述致密反应器底部的致密排泥嘴，所述致密排泥嘴连通有用于排料的第一出口；所述第二管道的一端连接于所述致密反应器的顶部且与所述致密反应器内部相连通，另一端连通有用于排料的第二出口；所述第三管道的一端连接于所述致密反应器的侧壁且与所述致密反应器内部相连通，另一端连通有用于排料的第三出口，所述第三管道上设有用于控制所述第三管道通断的电动阀；所述致密成套装置还包括分别与所述提渣电机和所述电动阀电连接的控制机构。
3.根据权利要求2所述的应用污泥致密技术的废水处理系统，其特征在于，所述致密成套装置还包括用于进料的第一腔室、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离；所述第一腔室与所述机械过滤功能区的所述第一进料口相连通；所述第二腔室与所述致密反应功能区的所述第一出口、所述第三出口相连通；所述第三腔室与所述致密反应功能区的所述第二出口相连通。
4.根据权利要求3所述的应用污泥致密技术的废水处理系统，其特征在于，所述专用测试装置与所述控制机构电连接；所述专用测试装置包括集成外壳、沉降筒、分析腔和显示及操作界面；所述沉降筒和所述分析腔设于所述集成外壳内，所述分析腔与所述沉降筒相连通；所述显示及操作界面设于所述集成外壳外。
5.根据权利要求4所述的应用污泥致密技术的废水处理系统，其特征在于，所述沉降筒设有稀释水进口、抽吸进口和第二出料口；所述第二出料口位于所述沉降筒的底部；所述抽吸进口和所述稀释水进口与所述沉降筒的上部相连通；所述抽吸进口与所述沉降筒之间设有吸泵和电磁阀。
6.根据权利要求5所述的应用污泥致密技术的废水处理系统，其特征在于，所述抽吸进口与所述生化反应器、所述第一腔室、所述第二腔室和所述第三腔室相连通，所述专用测试装置用于测定好氧过程、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；所述专用测试装置能测定30min所述沉淀高度和沉淀至20cm时所用的时间、以及所述沉淀物料的骨架密度和生物体含量并发送至所述控制机构。
7.根据权利要求1所述的应用污泥致密技术的废水处理系统，其特征在于，所述生化污泥智能调控单元的上游为所述沉淀器或膜器，所述生化污泥智能调控单元的下游为所述生化反应器。
8.根据权利要求1所述的应用污泥致密技术的废水处理系统，其特征在于，所述生化污泥智能调控单元的上游为所述生化反应器，所述生化污泥智能调控单元的下游为所述沉淀器或膜器。
9.根据权利要求1所述的应用污泥致密技术的废水处理系统，其特征在于，还包括硝酸盐回流流道，所述硝酸盐回流流道从所述生化反应器和所述沉淀器或膜器之间流向所述生化污泥智能调控单元，再流向所述生化反应器；或者，所述硝酸盐回流流道从所述生化污泥智能调控单元流向所述生化反应器。
10.根据权利要求1所述的应用污泥致密技术的废水处理系统，其特征在于，所述生化污泥智能调控单元与碳源、药剂投加单元、鼓风机、混合液回流泵电连接，所述生化污泥智能调控单元用于调控自身分配进出流量和调控外围。
发明内容
经研究发现，絮体颗粒此沉降性征仅为处理效率的表象，具体是因絮体密度与内质相互作用、溶解基质作用力相关，多无机悬浮物及丝状细菌组成表征为低密度低沉降功能体，多无机大分子内质及多生物功能细菌的组合表征为高密度高沉降功能体，高密度高沉降功能体应为工艺处理的核心生物功能体，此核心生物功能体的中心内质密度表征功能体的密度，尤其涉及到一种聚磷生物功能体(PAO)，其在生化反应处理方法中起着除磷的主要作用以及脱氮的重要作用。
聚磷生物功能体(PAO)性征为一种聚合物，其内质多为高密度的无机大分子等组成，向外逐渐显现低密度层体及其外层多结合硝化细菌及其它细菌、糖源及金属离子等。
这样的性征使得PAO功能体具有特殊的结构，在一定的条件下可形成内缺/厌氧外好氧的功能体，如其在生化反应器混合液中的具有环境DO浓度、营养物质等浓度时，环境溶解氧(DO)和溶解基质可渗透进入外好氧功能区发生硝化，氧很快消耗，使氧不能穿透高密度功能区，而硝化生产的硝酸盐能等和其它会渗入高密度区发生反硝化，此特殊的结构功能会加强环境营养基质的脱氮除磷，大量核心功能体在生化处理环境基质中循环势必会大大提高处理效率。
聚磷生物功能体(PAO)另一重要性征为，在一定极端条件下，如其在环境DO浓度低、氮磷营养物质等低浓度时，其会发抵抗极端的、不利于其生存的环境压力而发生应急反应变化而使其功能体内质密度扩展。
聚磷生物功能体(PAO)内质密度扩展变化(骨架密度)可使此给功能体形成更多面积的内缺/厌氧外好氧功能区，和其功能体在混合液中数量含量的扩展变化表征反应器处理效率情况。
pH值和水温是进水水质控制，溶解氧(DO)、碳源投加量及化学药剂投加量时外源控制，活性污泥浓度(MLSS)、沉降比(SV30)、污泥容积指数(SVI)、污泥龄(SRT)、回流比(％)为表象控制，F/M＝Q*BOD5(每天进入系统中的食料量)/(MLSS*Va)(曝气过程中的微生物量)，从公式关系看到其仍为表象，涉及到微生物的量就涉及到微生物的多种类，多细菌性征，涉及到其中高效功能的生物体积极的变化情况和进一步涉及到高效功能的生物体数量含量变化情况。
因此，本公开的技术方向为调整工艺生化处理方法，认识影响生化反应及代谢功能的本质，通过客观认识聚磷生物功能体并树立其为核心生物功能体的主导指示作用，以通过创造新的生化环境使得其功能体的内质密度(骨架密度)得到扩展，新建或创造聚磷生物功能体(PAO)内质密度(骨架密度)数据为工艺处理的指示参数，新建或创造聚磷生物功能体(PAO)在整个生化反应器中的数量含量为工艺处理的指示参数，并此指示参数形成直观的参数数据、变化趋势曲线及生成客观报告并以此为依据进行调控常规过程控制参数。
综上，鉴于现有技术的不足，本说明书的一个目的是提供一种应用污泥致密技术的废水处理系统，其能调控生物功能体使其发挥其本有的功能或增加其功能效率。
为达到上述目的，本说明书实施方式提供一种应用污泥致密技术的废水处理系统，包括初级沉淀器、生化反应器、生化污泥智能调控单元、以及沉淀器或膜器；
其中，所述初级沉淀器、所述生化反应器、以及所述沉淀器或膜器自上游至下游依次设置；所述生化反应器至少包括厌氧区和好氧区；在所述生化反应器处进行第一加药步骤，在所述初级沉淀器下游至所述沉淀器或膜器之间进行同步沉淀；所述生化污泥智能调控单元的上游为所述生化反应器或者所述沉淀器或膜器；所述生化污泥智能调控单元包括致密成套装置和专用测试装置，所述致密成套装置包括用于去除非常规悬浮无机物的机械过滤功能区和用于扩展功能体内质密度的致密反应功能区，所述机械过滤功能区位于所述致密反应功能区的上游；所述专用测试装置与所述生化反应器和所述致密成套装置相连通，所述专用测试装置用于测试混合液的沉淀高度以及达到预定高度所用时间，所述专用测试装置还用于测试沉淀物料的骨架密度、生物体含量。
作为一种优选的实施方式，所述机械过滤功能区包括第一进料口、过滤腔、出渣口和第一出料口；所述第一进料口和所述过滤腔相连通；所述过滤腔内设有过滤网板和用于输送所述过滤网板所过滤的物质的输料螺杆，所述输料螺杆位于所述第一进料口和所述过滤网板之间，所述过滤网板位于所述输料螺杆和所述第一出料口之间；所述出渣口位于所述输料螺杆远离所述过滤网板的一端，用于输出所述输料螺杆输送的物质；所述输料螺杆连接有用于驱动所述输料螺杆转动的提渣电机；
所述致密成套装置还包括一端与所述第一出料口相连通的第一管道；
所述致密反应功能区包括致密反应器、第二管道和第三管道；所述致密反应器设有与所述第一管道远离所述第一出料口的一端相连通的第二进料口、以及位于所述致密反应器底部的致密排泥嘴，所述致密排泥嘴连通有用于排料的第一出口；所述第二管道的一端连接于所述致密反应器的顶部且与所述致密反应器内部相连通，另一端连通有用于排料的第二出口；所述第三管道的一端连接于所述致密反应器的侧壁且与所述致密反应器内部相连通，另一端连通有用于排料的第三出口，所述第三管道上设有用于控制所述第三管道通断的电动阀；
所述致密成套装置还包括分别与所述提渣电机和所述电动阀电连接的控制机构。
作为一种优选的实施方式，所述致密成套装置还包括用于进料的第一腔室、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离；所述第一腔室与所述机械过滤功能区的所述第一进料口相连通；所述第二腔室与所述致密反应功能区的所述第一出口、所述第三出口相连通；所述第三腔室与所述致密反应功能区的所述第二出口相连通。
作为一种优选的实施方式，所述专用测试装置与所述控制机构电连接；所述专用测试装置包括集成外壳、沉降筒、分析腔和显示及操作界面；所述沉降筒和所述分析腔设于所述集成外壳内，所述分析腔与所述沉降筒相连通；所述显示及操作界面设于所述集成外壳外。
作为一种优选的实施方式，所述沉降筒设有稀释水进口、抽吸进口和第二出料口；所述第二出料口位于所述沉降筒的底部；所述抽吸进口和所述稀释水进口与所述沉降筒的上部相连通；所述抽吸进口与所述沉降筒之间设有吸泵和电磁阀。
作为一种优选的实施方式，所述抽吸进口与所述生化反应器、所述第一腔室、所述第二腔室和所述第三腔室相连通，所述专用测试装置用于测定好氧过程、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；所述专用测试装置能测定30min所述沉淀高度和沉淀至20cm时所用的时间、以及所述沉淀物料的骨架密度和生物体含量并发送至所述控制机构。
作为一种优选的实施方式，所述生化污泥智能调控单元的上游为所述沉淀器或膜器，所述生化污泥智能调控单元的下游为所述生化反应器。
作为一种优选的实施方式，所述生化污泥智能调控单元的上游为所述生化反应器，所述生化污泥智能调控单元的下游为所述沉淀器或膜器。
作为一种优选的实施方式，还包括硝酸盐回流流道，所述硝酸盐回流流道从所述生化反应器和所述沉淀器或膜器之间流向所述生化污泥智能调控单元，再流向所述生化反应器；或者，所述硝酸盐回流流道从所述生化污泥智能调控单元流向所述生化反应器。
作为一种优选的实施方式，所述生化污泥智能调控单元与碳源、药剂投加单元、鼓风机、混合液回流泵电连接，所述生化污泥智能调控单元用于调控自身分配进出流量和调控外围。
有益效果：
本实施方式所提供的应用污泥致密技术的废水处理系统，将生化污泥智能调控单元内置于工艺流程中，生化污泥智能调控单元的建设或改造不影响主工艺的最主要水力流程。生化污泥智能调控单元包括致密成套装置和专用测试装置，其中，致密成套装置包括用于去除非常规悬浮无机物的机械过滤功能区和用于扩展功能体内质密度的致密反应功能区，专用测试装置用于测试混合液的沉淀高度以及达到预定高度所用时间，专用测试装置还用于测试沉淀物料的骨架密度、生物体含量。
在废水处理系统中加入生化污泥智能调控单元具有以下优点：减少废水处理系统的占地面积；减少生物曝气池/二沉池污泥所占容积；减少化学沉淀药剂用量；减少化学絮凝剂用量；降低电耗；降低污泥沉淀指数；减少排碳量；增加生物曝气池/二沉池的处理能力；提高二沉池透视度；加快污泥沉降速度；确保出水水质指标稳定。好氧颗粒污泥高效处理应用运行可实现：(1)改善污泥沉降性能，提高生物除磷和硝化脱氮的效率；(2)确保恒定的出水质量，二沉池出水浊度极限较低；(3)污泥沉淀指数SVI平均值将会大幅度降低；(4)化学药剂和能耗分别得以降低大量费用；(5)生化处理性能显著提高，处理能力得以提高；(6)污泥脱水能力提高，污泥处置体积降低；(7)二沉池处理能力提高，避免/减少浮渣和膨胀污泥问题；(8)污水处理厂的运转变得容易简单，保养工作降低至最低程度；(9)可以快速集成到现有系统中。
参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。
针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。
（发明人：王冰;刘国强;朱黎巍;姜鸣;王春伟）