专利名称：推进序批式活性污泥反应工艺及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种采用以经典活性污泥生物降解理论为基础演变产生的污水处理工艺及装置。
背景技术：
目前，无论国际国内在城市污水和工业废水工程建设中，百分之九十以上的工程设计采用由经典活性污泥生物降解理论演变产生的污水处理工艺。在这些工艺中，出水水质相对优良、工程投资相对经济、运行费用较低。已为人们在实际中较常用的有传统的A2/O、改良型SBR和改良型氧化沟工艺。在改良型SBR工艺中，人们比较公认的处理技术较为先进、出水水质稳定良好、工程投资综合经济指标优良的当属UNITANK和MSBR两种工艺。
在标准的UNITANK工艺中，整个处理系统由左、中、右三个相连的矩形池子19、20、21(装置)组成。假设污水先自矩形池19进水，经连通管顺次进入中池20和右池21，出水经过固定堰由右侧池子21排出；此时，左池、中池均曝气，而右池沉淀。经过一定时段(曝气、沉淀)后，关闭左侧池19进水，开启中池20进水，此时，左侧池停止曝气，而污水由中间池流向右侧池21，经一个短暂的过渡后，关闭中间水池进水4闸门，而改为从右侧池21进水，此时，右侧池曝气，左侧池经静止沉淀后出水，水流自右向左流动，从而完成一个切换周期。这样，周而复始，连续流入的污水经左中右三池轮换曝气、降解沉淀后连续排放。其流程简图如图3在该工艺中，由于进水随周期变换，除中间池一直曝气外，左右池分别曝气、沉淀，从而不需要污泥回流。但其最大缺陷就是上、下周期变换始末由于水流流向变换而难以保证出水水质的稳定，不合格水需回流再处理，造成部分能量浪费。另外，由于无厌氧段的存在，生物除磷难以达标。
与UNITANK相比，MSBR工艺固定进水，变化出水；同时，除两SBR池顺序曝气、沉淀排水外，其余各池功能固定。图4为该系统流程简图，参照附图，其运行原理为污水首先进入厌氧池25，回流活性污泥中的聚磷菌在此进行充分放磷，然后混合液进入缺氧池26进行反硝化；反硝化后的污水进入好氧池27，有机物被好氧降解，活性污泥充分吸磷后再进入起沉淀作用的SBR池(22或28)，澄清后污水排放；此时另一边的SBR池(28或22)在1.5Q回流量的条件下进行反硝化、硝化，或进行静置预沉淀；回流污泥WN首先进入浓缩池23进行浓缩，上清液SY直接进入好氧池27，而浓缩污泥LW则进入缺氧池24，这样，一方面可以进行反硝化，另一方面可先消耗掉回流浓缩污泥中的溶解氧和硝酸盐，为随后进行的厌氧放磷提供更为有利的条件。在好氧池与缺氧池之间有1.5Q的回流量，以便进行充分的反硝化。因此，MSBR工艺是目前生物除磷脱氮集约化程度最高的工艺，其生物降解效率和出水水质是现时活性污泥法中最优越的。但其最大的缺陷是多处巨大的回流量不仅导致回流设备较多，而且回流动力费用较高。图中29表示空气堰。
如何能利用UNITANK、MSBR两种工艺中集约化程度高、占地省、无需(或极少部分)回流，出水水质好的优点，避免其不足是极待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种能积UNITANK、MSBR两种工艺中的优点，避免其不足的推进序批式活性污泥反应工艺及装置。
本发明目的的实现方式为，推进序批式活性污泥反应工艺，表现在如下三个方面1)在平面空间上，尽管采用多点进水和多点出水，但每阶段从进水至出水间的单元组成中，单元数量和单元反应功能次序一致，2)在运行时序中，随着进出水点交替变化，工艺系统内各组成单元在程序控制器作用下，单元功能相应发生改变厌氧、缺氧、好氧或沉淀、好氧，3)在整个运行过程中，工艺系统内各单元间以及各单元内污水流向都不发生改变，污水流动顺序向前推进，同时，在工艺系统内水体顺序向前推进过程中，通过个别单元的短流或部分短流，改变该功能单元的回流污泥量。
推进序批式装置，由六个矩形池组成，各池相互连在一起共用池壁，两边为大池13、16，中间为四个小池14、15、17、18，池间设有壁板阀2和过流连通洞7。其中一大两小的池容13、14、15与另一组一大两小的池容16、17、18对应相等。大池设有出水槽3、配水槽8，剩余污泥泵9和剩余污泥排放管12以及出水口1。六池均设有曝气头10，厌氧池14、17设有潜水推进器5和进水口4。
运行时依据不同的组合方式承担不同的功能。池容的计算将根据进出水水质和运行时各池的功能要求确定，但由于每池的功能在一个完整周期中的不同时段将顺序变化，计算时应遵循最不利原则确定单池池容。
本发明有以下特点1、装置结构紧凑，采用矩形池型、各池相互连在一起共用池壁，结构布置紧凑，减少占地和混凝土用量，与传统的圆形池相比，矩形池可共用池壁，大量地降低了混凝土用量；2、无污泥回流，单元反应池池容大，采用多点进水、多点出水，混合液循环推进流动，不仅解决了污水因除磷脱氮而要求的污泥回流，无需回流和刮(排)泥设备，最大限度地降低了污水处理过程的运行费用，工程投资省、运行费用低，而且整个过程中，系统水流均为同一方向的推进式流动，最大限度地提高了各反应单元的效率，与UNITANK系统中两边池对比，其主曝气/沉淀单元池容效率提高40％，从而增强了生物池降解、固液分离效果；3、采用恒定出水，避免了经典SBR由于变水位出水而造成较高的水头损失，减少了为保持较高水头所发生的运行费用；4、在空间和平面上设计了明显的厌氧、缺氧、和好氧/沉淀功能分区，较好地满足污水生物除磷脱氮要求，保证了出水水质；同时，在传统的A2/O工艺上又增加缺氧、好氧功能区，最大限度满足了除磷脱氮充分，出水水质良好；5、在过渡期间，采用自然静态曝气沉淀的运行模式，能将上一流程末刚进入的污水快速地降解，混合液能较快地沉降分离达标，从而避免半周期转换过程中后进入的污水因降解、沉淀时间较短而不能达标的现象，提高混合液生物降解和固液分离效率，保证了整个系统出水全过程达标；6、采用多点进水、多点出水，平行流程推进，每一时间进入的污水，其水流路线不因流程的变化而缩短，混合液流程线路不受周期时序影响，从而避免了由于流程转换造成水流短路而影响出水达标的现象；7、工艺设备简单、运行维护方便采用循环推进式运行，程序化控制，可根据进出水水质对不同功能单元进行不同的运行时间控制，对不同类型的进水水质有较好的适应性，同时运行调节灵活，此外，由于不需要刮泥、污泥回流等机械设备，操作更加简洁，维护更趋方便；8、由于集成紧凑布置，同时无刮泥设备，整个生物池易于完全覆盖或建造在地下，实现无废气和噪音排放，达到零污染目标。
图1 装置平面结构示意2a、b、c本发明反应工艺流程3a、b、cUNITANK工艺流程4 MSBR工艺流程图具体实施方式
参照图1，本装置由六个矩形池组成，各池相互连在一起共用池壁，两边为大池13、16，中间为四个小池14、15、17、18，池间设有壁板阀2和过流连通洞7。其中一大两小的池容13、14、15与另一组一大两小的池容16、17、18对应相等。大池设有出水槽3、配水槽8，剩余污泥泵9和剩余污泥排放管12以及出水口1。六池均设有曝气头10，厌氧池14、17设有潜水推进器5和进水口4。
运行时依据不同的组合方式承担不同的功能。池容的计算将根据进出水水质和运行时各池的功能要求确定，但由于每池的功能在一个完整周期中的不同时段将顺序变化，计算时应遵循最不利原则确定单池池容。由于功能的需要，六池均设有曝气头10，均有曝气功能，厌氧池设有潜水推进器5，沉淀池设有排放剩余污泥12的排放泵9等部分污泥回流设备。
下面举例说明本发明的工艺。反应工艺包括两个主体流程和一个短暂的过渡流程。在两主体流程中，以混合液的流向观察，后一流程的进水推进到上一流程流程的末段，即厌氧或缺氧段，而上一流程流程的前段则变为本流程流程的后段，混合液如此往复循环流动推进。具体过程如下见图2参照图2a，污水首先进入中间厌氧池14，因该池在上一个主体运行流程作为缺氧池已积累了大量的具有缺氧反硝化功能的活性污泥，在此厌氧条件下，聚磷菌进行充分的释磷，然后混合液进入缺氧池15进行反硝化，经过反硝化后的污水进入大池16进行主曝气，污水中的有机物被好氧降解，氮化物被硝化释放，活性污泥吸磷从而使污水实现了除磷脱氮。其后污水再进入缺氧池17，此时反硝化活性污泥的总氮负荷很低，从而能最大限度地把前面反硝化不够充分的氮化物降解为硝化物，再进入辅曝气室18曝气，在池内彻底硝化成氮气而被去除，剩余的有机物也由于污泥负荷率极低而被最大程度地降解成无机物，此后进入大池13沉淀，降解成无机物的水体污染物由于良好的沉降性能而被沉淀去除。出水水质良好。
转换过程见2b，污水进水从上一流程的厌氧池14进入改为从两主辅曝气池中的缺氧池17进入，此时缺氧池停止曝气逐渐进入厌氧，而上一流程的辅助曝气池18与沉淀池13功能不变，继续曝气、沉淀出水，以保持整个混合液流程的平衡，而刚进入本流程厌氧池17的污水也由于整个池内流态顺序推进的构成，不会流至沉淀池而影响出水水质。而上一流程中的厌氧、缺氧池14、15则均变为静态曝气，以最大限度地降解上一流程末刚进入的污水，而上一流程的主曝气池16在进水切换的过渡流程转为静止沉淀，以为下一流程转为沉淀出水作准备。
参照图2c经过渡时间段后，上一流程中的主曝气池经静止沉淀一定时间，出水达到排放要求。此时，停止过渡流程沉淀池13的出水，开启过渡期间静止部分的连通阀而使混合液在水压的作用下经过过渡期的曝气、沉淀池，经沉降后出水达标。此时，原过渡期的沉淀出水池13变为主曝气好氧池。污水从厌氧池17进，依次经缺氧池18、主曝气池13、缺氧池14、辅助曝气15、沉淀池16出水，完成一个完整的运行周期后再重复进行。在两个主体运行流程中，处理出水通过溢流堰排放，沉积的剩余污泥通过剩余污泥泵或依靠静压排放。从而保持整个系统内污水与污泥的整体循环、平衡，确保整个污水处理流程的顺利进行。
权利要求
1.推进序批式活性污泥反应工艺，其特征在于表现在如下三个方面1)在平面空间上，尽管采用多点进水和多点出水，但每阶段从进水至出水间的单元组成中，单元数量和单元反应功能次序一致，2)在运行时序中，随着进出水点交替变化，工艺系统内各组成单元在程序控制器作用下，单元功能相应发生改变厌氧、缺氧、好氧或沉淀、好氧，3)在整个运行过程中，工艺系统内各单元间以及各单元内污水流向都不发生改变，污水流动顺序向前推进，同时，在工艺系统内水体顺序向前推进过程中，通过个别单元的短流或部分短流，改变该功能单元的回流污泥量。
2.推进序批式活性污泥装置，其特征在于由六个矩形池组成，各池相互连在一起共用池壁，两边为大池(13)、(16)，中间为四个小池(14)、(15)、(17)、(18)，池间设有壁板阀(2)和过流连通洞(7)，其中一大两小的池容(13)、(14)、(15)与另一组一大两小的池容(16)、(17)、(18)对应相等，大池设有出水槽(3)、配水槽(8)，剩余污泥泵(9)和剩余污泥排放管(12)以及出水口(1)，六池均设有曝气头(10)，厌氧池(14)、(17)设有潜水推进器(5)和进水口(4)。
全文摘要
推进序批式活性污泥反应工艺及装置，涉及一种采用活性污泥生物降解污水的工艺及装置。装置由六个矩形池组成，各池相互连在一起共用池壁，池间设有壁板阀和过流连通洞；六池均设有曝气头，其中厌氧池设有潜水推进器和进水口，曝气沉淀池不仅设有配水槽、出水槽，而且设有剩余污泥泵等污泥回流设备。反应工艺包括两个主体流程和一个过渡流程。每－流程完成厌氧－缺氧－主曝气好氧－缺氧－辅助好氧－沉淀－出水，在主体流程中，上主体流程的前段经过渡流程变为本主体流程的后段，混合液如此往复循环流动推进。装置结构紧凑，无污泥回流，系统水流均为同一方向的推进式流动，效率高，运行费用低、除磷脱氮充分，出水水质好，单组装置日处理水量几百吨－几万吨。
文档编号C02F9/14GK1544364SQ20031011139
公开日2004年11月10日 申请日期2003年11月17日 优先权日2003年11月17日
发明者李迪田, 叶鼎, 段锦章 申请人:李迪田, 叶鼎, 段锦章