公布日：2024.05.17
申请日：2024.03.06
分类号：C02F3/12(2023.01)I;C02F3/30(2023.01)I;C02F3/34(2023.01)I;C02F101/10(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要：本发明公开了一种连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统及其方法。处理系统包括第一、第二和第三生化反应池；第一生化反应池设置有第一进水口、第一出水口和污泥入口，第二生化反应池设置有第二进水口、第二出水口和中清液入口，第三生化反应池设置有污泥出口、中清出口和上清出口，第三生化反应池内部安装有淘选澄清器用以分离泥水混合液形成好氧颗粒污泥、中清液和上清液；原污水与好氧颗粒污泥在第一生化反应池内反应形成饱食期；泥水混合液与中清液在第二生化反应池内反应形成饥饿期；好氧颗粒污泥回流至第一生化反应池，中清液回流至第二生化反应池，上清液外排。本发明能够为现有连续流工艺的构筑物改造提供理论和实际参考依据。
权利要求书
1.一种连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统，其特征在于，包括沿着水流方向依次顺序连接的第一生化反应池、第二生化反应池和第三生化反应池；所述第一生化反应池设置有第一进水口、第一出水口和污泥入口，所述第二生化反应池设置有第二进水口、第二出水口和中清液入口，所述第三生化反应池设置有污泥出口、中清出口和上清出口，所述第三生化反应池内部安装有淘选澄清器，所述淘选澄清器用以分离泥水混合液形成好氧颗粒污泥、中清液和上清液；所述第一进水口通过第一管道连接污水源，所述污泥入口通过第三管道连接污泥出口，污水源的原污水与所述淘选澄清器分离出的好氧颗粒污泥在所述第一生化反应池内充分混合反应，形成饱食期；所述第二进水口通过第二管道连接所述第一出水口，所述中清液入口通过第四管道连接所述中清出口，所述第一生化反应池流出的泥水混合液与所述淘选澄清器分离出的中清液在所述第二生化反应池内进行反应，形成饥饿期；所述第二出水口与所述第三生化反应池相通，所述上清出口连接于第五管道，所述第二生化反应池流出的环流混合液在所述淘选澄清器的选择压力下沉淀分离，好氧颗粒污泥通过所述第三管道回流至所述第一生化反应池，中清液通过所述第四管道、所述中清液入口回流至所述第二生化反应池，上清液通过所述第五管道排出系统外。
2.根据权利要求1所述的连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统，其特征在于，所述第一生化反应池内部具有迂回分布的推流通道，所述推流通道为水平迂回分布或者垂直迂回分布；其中，所述第一进水口与所述污泥入口靠近于所述推流通道的首端，所述第一出水口位于所述推流通道的末端。
3.根据权利要求2所述的连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统，其特征在于，所述推流通道为垂直迂回分布，所述推流通道包括污泥气提升流通道、多个混合液气提升流通道和多个混合液降流通道，多个混合液降流通道与所述多个混合液气提升流通道交替连通呈垂直迂回分布，且垂直迂回分布的首端为所述混合液降流通道、尾端为所述混合液气提升流通道，所述污泥气提升流通道连通于首端的所述混合液降流通道，所述污泥入口连通于所述污泥气提升流通道。
4.根据权利要求3所述的连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统，其特征在于，所述第一生化反应池内还设置有气提装置，所述污泥气提升流通道内以及各个所述混合液气提升流通道中的至少一个内设置有所述气提装置。
5.根据权利要求1~4任意一项所述的连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统，其特征在于，所述第二生化反应池内设置有隔板和动力环流装置，所述隔板和所述动力环流装置配合以用于实现所述第二生化反应池内泥水混合液的均匀混合；所述第二生化反应池内还设置有靠近于所述中清液入口的动力回流装置；所述动力环流装置和动力回流装置分别独立地选自气提装置或者穿墙泵。
6.根据权利要求1~4任意一项所述的连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统，其特征在于，所述淘选澄清器包括澄清箱体以及挡板，所述挡板设置在所述澄清箱体内并与所述澄清箱体的其中一个内壁侧以及底壁之间均具有间隔，且所述挡板与该内侧壁之间形成用于进液的进水区；所述挡板与所述澄清箱体的相对的内壁侧之间形成第一沉淀区域以及第二沉淀区域，其中所述第一沉淀区域位于所述第二沉淀区域的下方，所述进水区延伸至所述第一沉淀区域，所述第一沉淀区域用于分离沉淀污泥颗粒，所述第二沉淀区域用于分离中清液与上清液。
7.根据权利要求6所述的连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统，其特征在于，所述澄清箱体的底部具有沉淀区出口，所述沉淀区出口与所述污泥出口相通；所述澄清箱体的中部设置有中清液出水管，所述中清液出水管连通于所述中清出口；所述澄清箱体的顶部设置有上清液出水槽，所述上清液出水槽与所述上清出口相通。
8.根据权利要求7所述的连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统，其特征在于，所述中清液出水管和上清液出水槽设置在所述澄清箱体内同一侧或者两侧。
9.根据权利要求7所述的连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统，其特征在于，所述澄清箱体的底部呈锥形漏斗状结构；所述锥形漏斗状结构的其中两个相对的侧壁平行设置，所述锥形漏斗状结构的另外两个相对的侧壁相对于水平面倾斜设置，两个倾斜侧壁中的其中一个倾斜角度为30°~45°，另一个倾斜角度为45°~60°。
10.根据权利要求7所述的连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统，其特征在于，所述第二沉淀区域沿着水平面的沉淀面积与所述中清液出水管的截面积比值为50:1~200:1。
11.一种连续流好氧颗粒污泥生化污水处理方法，其特征在于，采用权利要求1~10任意一项所述的连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统，包括如下步骤：步骤S1：原污水进入第一生化反应池并与第三生化反应池内的淘选澄清器分离出的好氧颗粒污泥形成泥水混合液，回流的好氧颗粒污泥与新鲜的原污水充分接触，形成饱食期；在饱食期阶段，可快速生物降解的基质转化为细胞内的可生物降解储存基质，为好氧颗粒污泥的形成创造优势条件，泥水混合液中的好氧颗粒污泥大量增殖，且泥水混合液在迂回流动过程中，好氧颗粒污泥之间不断碰撞聚集，诱导EPS分泌，增强好氧颗粒污泥细胞疏水性，提升好氧颗粒污泥的致密性，形成更光滑、致密的好氧颗粒污泥；步骤S2：步骤S1中泥水混合液进入第二生化反应池并与淘选澄清器分离出的中清液形成环流混合液，由于进入第二生化反应池的泥水混合物有机物匮乏，微生物底物和营养物质受到限制，形成饥饿期，同时回流的中清液的稀释作用加剧饥饿环境，在饥饿期阶段，泥水混合液在第二生化反应池内进行反应以淘汰絮状污泥，并提高好氧颗粒污泥的比例；步骤S3：步骤S2中的环流混合液由第二生化反应池进入第三生化反应池，在淘选澄清器的选择压力下的沉淀分离形成好氧颗粒污泥、中清液和上清液；好氧颗粒污泥通过第三管道回流至所述第一生化反应池，中清液通过第四管道回流至所述第二生化反应池，上清液通过第五管道排出系统外。
12.根据权利要求11所述的连续流好氧颗粒污泥生化污水处理方法，其特征在于，所述第一生化反应池的水力停留时间与所述第二生化反应池的水力停留时间之比为1:2~1:10。
发明内容
基于此，有必要提供一种连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统。
一种连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统，包括沿着水流方向依次顺序连接的第一生化反应池、第二生化反应池和第三生化反应池；
所述第一生化反应池设置有第一进水口、第一出水口和污泥入口，所述第二生化反应池设置有第二进水口、第二出水口和中清液入口，所述第三生化反应池设置有污泥出口、中清出口和上清出口，所述第三生化反应池内部安装有淘选澄清器，所述淘选澄清器用以分离泥水混合液形成好氧颗粒污泥、中清液（含有部分絮状污泥的混合液）和上清液；
所述第一进水口通过第一管道连接污水源，所述污泥入口通过第三管道连接污泥出口，污水源的原污水与所述淘选澄清器分离出的好氧颗粒污泥在所述第一生化反应池内充分混合反应，形成饱食期；
所述第二进水口通过第二管道连接所述第一出水口，所述中清液入口通过第四管道连接所述中清出口，所述第一生化反应池流出的泥水混合液与所述淘选澄清器分离出的中清液在所述第二生化反应池内进行反应，形成饥饿期；
所述第二出水口与所述第三生化反应池相通，所述上清出口连接于第五管道，所述第二生化反应池流出的环流混合液在所述淘选澄清器的选择压力下沉淀分离，好氧颗粒污泥通过所述第三管道回流至所述第一生化反应池，中清液通过所述第四管道、所述中清液入口回流至所述第二生化反应池，上清液通过所述第五管道排出系统外。
在其中一些实施例中，所述第一生化反应池内部具有迂回分布的推流通道，所述推流通道为水平迂回分布或者垂直迂回分布；其中，所述第一进水口与所述污泥入口靠近于所述推流通道的首端，所述第一出水口位于所述推流通道的末端。
在其中一些实施例中，所述推流通道为垂直迂回分布，所述推流通道包括污泥气提升流通道、多个混合液气提升流通道和多个混合液降流通道，多个混合液降流通道与所述多个混合液气提升流通道交替连通呈垂直迂回分布，且垂直迂回分布的首端为所述混合液降流通道、尾端为所述混合液气提升流通道，所述污泥气提升流通道连通于首端的所述混合液降流通道，所述污泥入口连通于所述污泥气提升流通道。
在其中一些实施例中，所述第一生化反应池内还设置有气提装置，所述污泥气提升流通道内以及各个所述混合液气提升流通道中的至少一个内设置有所述气提装置。
在其中一些实施例中，所述第二生化反应池内设置有隔板和动力环流装置，所述隔板和所述动力环流装置配合以用于实现所述第二生化反应池内泥水混合液的均匀混合；所述第二生化反应池内还设置有靠近于所述中清液入口的动力回流装置；所述动力环流装置和动力回流装置分别独立地选自气提装置或者穿墙泵。
在其中一些实施例中，所述淘选澄清器包括澄清箱体以及挡板，所述挡板设置在所述澄清箱体内并与所述澄清箱体的其中一个内壁侧以及底壁之间均具有间隔，且所述挡板与该内侧壁之间形成用于进液的进水区。
所述挡板与所述澄清箱体的相对的内壁侧之间形成第一沉淀区域以及第二沉淀区域，其中所述第一沉淀区域位于所述第二沉淀区域的下方，所述进水区延伸至所述第一沉淀区域，所述第一沉淀区域用于分离沉淀污泥颗粒，所述第二沉淀区域用于分离中清液与上清液。
在其中一些实施例中，所述澄清箱体的底部具有沉淀区出口，所述沉淀区出口与所述污泥出口相通；所述澄清箱体的中部设置有中清液出水管，所述中清液出水管连通于所述中清出口；所述澄清箱体的顶部设置有上清液出水槽，所述上清液出水槽与所述上清出口相通。
在其中一些实施例中，所述中清液出水管和上清液出水槽设置在所述澄清箱体内同一侧或者两侧。
在其中一些实施例中，所述澄清箱体的底部呈锥形漏斗状结构；
所述锥形漏斗状结构的其中两个相对的侧壁平行设置，所述锥形漏斗状结构的另外两个相对的侧壁相对于水平面倾斜设置，两个倾斜侧壁中的其中一个倾斜角度为30°~45°，另一个倾斜角度为45°~60°。
在其中一些实施例中，所述第二沉淀区域沿着水平面的沉淀面积与所述中清液出水管的截面积比值为50:1~200:1。
本申请一实施例还提供了一种连续流好氧颗粒污泥生化污水处理方法。
一种连续流好氧颗粒污泥生化污水处理方法，采用上述的连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统，包括如下步骤：
步骤S1：原污水进入第一生化反应池并与第三生化反应池内的淘选澄清器分离出的好氧颗粒污泥形成泥水混合液，回流的好氧颗粒污泥与新鲜的原污水充分接触，形成饱食期；在饱食期阶段，可快速生物降解的基质转化为细胞内的可生物降解储存基质，为好氧颗粒污泥的形成创造优势条件，泥水混合液中的好氧颗粒污泥大量增殖，且泥水混合液在迂回流动过程中，好氧颗粒污泥之间不断碰撞聚集，诱导EPS分泌，增强好氧颗粒污泥细胞疏水性，提升好氧颗粒污泥的致密性，形成更光滑、致密的好氧颗粒污泥；
步骤S2：步骤S1中泥水混合液进入第二生化反应池并与淘选澄清器分离出的中清液形成环流混合液，由于进入第二生化反应池的泥水混合物有机物匮乏，微生物底物和营养物质受到限制，形成饥饿期，同时回流的中清液的稀释作用加剧饥饿环境，在饥饿期阶段，泥水混合液在第二生化反应池内进行反应以淘汰絮状污泥，并提高好氧颗粒污泥的比例；
步骤S3：步骤S2中的环流混合液由第二生化反应池进入第三生化反应池，在淘选澄清器的选择压力下的沉淀分离形成好氧颗粒污泥、中清液和上清液；好氧颗粒污泥通过第三管道回流至所述第一生化反应池，中清液通过第四管道回流至所述第二生化反应池，上清液通过第五管道排出系统外。
在其中一些实施例中，所述第一生化反应池的水力停留时间与所述第二生化反应池的水力停留时间之比为1:2~1:10。
上述连续流好氧颗粒污泥生化污水处理系统，在连续流条件下通过在第一生化反应池和第二生化反应池设置气提和环流装置，增加系统内有效的水力剪切力，促进污泥凝聚和颗粒化，另外通过第三生化反应池内特定淘选澄清器的选择压力作用，一方面筛选出沉降性能好的好氧颗粒污泥，并回流至第一生化反应池与原污水充分接触，好氧颗粒污泥获得充足的营养物质不断增殖聚集，另一方面淘选澄清器筛选出的沉降性能差的絮状污泥混合液则回流至第二生化反应池，在饥饿环境下，沉降性能差的絮状污泥逐渐淘汰，而好氧颗粒污泥由饱食过渡到饥饿环境能够逐渐形成以慢速生长微生物为核心的成熟好氧颗粒污泥。因此本发明系统内的絮状污泥在水力剪切力、饱食和饥饿环境以及选择压力等因素的共同作用下，不断循环生长凝聚、筛选驯化培养形成规则、致密、光滑和稳定性强的好氧颗粒污泥。
本发明利用好氧颗粒污泥沉降性好、生物量高、可同步去除碳氮磷等污染物优势，能够实现提高污水中污染物去除效率的同时节省污水处理设施的占地和能耗。相比序批式工艺，本发明的连续流工艺具有运行成本低、运行管理简单、处理水量大等特点。
（发明人：陈福明;刘淑杰;王思琦）