一种污水厂的制作方法

本发明涉及污水处理
技术领域：
，特别是涉及一种污水厂。
背景技术：
：近年来，我国许多城市的污水处理率大幅提高，但城市水环境质量整体上却没有明显改善。例如，北京城市污水处理率从90年代的20％提高到2009年的94％，但从《北京市水资源公报》所公布的水质数据看，城市河湖水体的污染问题并没有得到彻底解决，水质较差的水体所占比例甚至有升高的趋势。参见图1，在现有技术中，污水厂仅仅具有一种运行模式，对于雨季(通常为夏季，如每年5-10月份)和旱季(例如冬季等)采用同一个运行模式。也就是说，在设计污水厂时，仅仅只考虑旱季流量峰值。而对于雨季的大量降雨没有进行考虑。在降雨时，污水厂直接通过溢流方式来解决超过旱季流量峰值的水量。从而，初期雨水成为水体的重要污染源。初期雨水形成的初期径流冲刷河道、管网而携带大量污染物，其浓度与城市污水厂的进水水质相似，且某些指标浓度甚至超过旱季进水水质。以溢流方式解决超过旱季流量峰值的水量或者放弃对初期雨水的处理而直接排入水体(河流、湖泊等)，会使得水体污染加剧。此外，如果大流量的雨季峰值流量直接冲击生物处理单元(例如厌氧池、好氧池、二沉池等)会严重扰动生物处理单元中的污泥，影响生物处理系统的处理效果。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种污水厂来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷中的至少一个。为实现上述目的，本发明提供一种污水厂(也称为污水处理厂)，所述污水厂包括依次连通设置的预处理单元、生物处理单元和二沉池，所述生物处理单元包括：依次连通的厌氧池、缺氧池、好氧池，经所述预处理单元处理后的预处理污水，经过多点进水通道，以受控方式通入厌氧池、缺氧池和/或好氧池，所述污水厂还包括混合液回流通道，所述混合液回流通道连通好氧池和缺氧池，用于将好氧池中的混合液回流至缺氧池，所述混合液回流通道设置有混合液回流泵，所述混合液回流泵为可控调节泵，可控调节泵是指流量可受控调节的泵。所述混合液回流泵能够提供泵送力，实现或促进混合液的泵送。所述污水厂还包括污泥回流通道，所述污泥回流通道连通二沉池和厌氧池，用于将二沉池中的污泥回流至厌氧池，所述污泥回流通道设置有污泥回流泵，所述污泥回流泵为可控调节泵。所述污泥回流泵能够提供泵送力，实现或促进污泥的泵送。所述污水厂具有旱季运行模式和雨季运行模式，在旱季运行模式下的旱季峰值流量v1＝k1*v0，在雨季运行模式下的雨季峰值流量v2＝k2*v0，其中，v0为年平均进水流量，k1和k2为设定系数，且k2>k1,所述混合液回流泵的最大泵送能力p1>＝max，其中，max为求最大值函数，m1为旱季混合液回流比，m2为雨季混合液回流比，所述污泥回流泵的最大泵送能力p2>＝max，其中，n1为旱季污泥回流比，n2为雨季污泥回流比,n1>n2，在旱季运行模式下，经所述预处理单元处理后的预处理污水，经过多点进水通道仅仅通入厌氧池；在雨季运行模式下，经所述预处理单元处理后的预处理污水，经过多点进水通道同时通入厌氧池、缺氧池和好氧池。优选地，旱季混合液回流比m1在250-400％的范围内取值；雨季混合液回流比m2在100-250％的范围内取值，在进水流量>＝85％*v2时，混合液回流比n2回流比设置在100％-150％的范围内；旱季污泥回流比n1在100-200％的范围内取值；雨季污泥回流比n2在50-100％的范围内取值，在进水流量>＝85％*v2时，污泥回流比n2设置在55％-65％的范围内。例如，在进水流量>＝85％*v2时，污泥回流比n2设置为60％。优选地，在所述污水厂的实时进水流量>＝80％*v2时，或者在所述污水厂的实时进水流量>＝v1时，经所述预处理单元处理后的预处理污水，经过多点进水通道同时通入厌氧池、缺氧池和好氧池，其中，进入厌氧池的水量占比为10-30％，进入缺氧池的水量占比30-50％，进入好氧池的水量占比为40％。优选地，在所述预处理单元的上游设置有液位或流量监测装置，当所述液位或流量监测装置监测到的液位或流量上升达到或超过设定阈值时，通过污水厂报警和控制系统自动或手动改变污水厂的混合液回流比、污泥回流比。优选地，曝气系统以空气流量可调的方式对好氧池进行供气，在进水流量超过旱季峰值流量v1达到设定时长后，减少对好氧池的供气量。优选地，在旱季运行模式下，好氧池的混合液浓度mlss2采用3-4g/l；在雨季运行模式下，好氧池的混合液浓度mlss1采用2-3g/l；在进水流量超过旱季峰值流量v1达到设定时长后，将旱季运行模式下的混合液浓度mlss2采切换至雨季运行模式下的混合液浓度。优选地，二沉池表面负荷采用旱季流量表面负荷设计，采用雨季流量表面负荷校核。优选地，二沉池的表面积s以下述方法计算：s＝max(s1，s2)max为取最大值函数s1＝v1/q1，v1为冬季峰值流量，q1为冬季运行时的表面水力负荷，s2＝v2/q2，v2为夏季峰值流量，q2为夏季运行时的表面水力负荷，q1＝c*h*sqrt(ss)/(mlss1*svi1*(1+r1))q2＝c*h*sqrt(ss)/(mlss2*svi2*(1+r2))其中，c为设定的常数，c的值设置在51.5-61.5的范围内，h为预设二沉池水深，h>3.5米，mlss1为冬季运行时的曝气池污泥浓度，sqrt表示求平方根函数，ss为对二沉池的出水的悬浮颗粒浓度要求，svi1为冬季运行时的污泥容积指数，r1为冬季运行时的污泥回流比，r1在100％-200％的范围内，mlss2为夏季运行时的曝气池污泥浓度，其中，mlss2<mlss1svi2为夏季运行时的污泥容积指数，r2为夏季运行时的污泥回流比，r2在50％-100％的范围内，优选地，svi1＝a-b*t1；svi2＝a-b*t2。a和b为预先设定的常数，a在210至230的范围内，b在5.5至5.6的范围内，t1为二沉池冬季设计运行最低温度；t2为二沉池夏季设计运行最低温度。优选地，在雨季运行模式下，在初期雨水阶段(例如是指，进水流量初次达到80％*v2)，如果出水质量超标超过15％，设置辅助二沉池，所述辅助二沉池与二沉池并行运行。本发明的污水厂具有多点进水通道，所述多点进水通道以受控方式通入厌氧池、缺氧池和好氧池，从而能够选择性地将进水导入厌氧池、缺氧池和好氧池；并且，本发明的污水厂中的污泥回流泵和混合液回流泵为可控调节泵，可以根据进水量等具体情况设置泵的流量。从而本发明的污水厂能够针对旱季和雨季设置不同的工作模式，对雨季的初期雨水进行有效的处理。附图说明图1是现有技术的污水厂的示意图。图2是根据本发明一实施例的污水厂的示意图。附图标记：1预处理单元21厌氧池3混合液回流通道22缺氧池4污泥回流通道23好氧池5多点进水通道31混合液回流泵6曝气系统41污泥回流泵7二沉池61空气阀具体实施方式在附图中，使用相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。参见图2，本发明实施例的污水厂包括依次连通设置的预处理单元1、生物处理单元和二沉池7。也就是说，预处理单元1设置在生物处理单元的上游，二沉池7设置在的生物处理单元下游。所述生物处理单元包括依次连通的厌氧池21、缺氧池22和好氧池23。从而，来自预处理单元1的污水能够依次流经厌氧池21、缺氧池22、好氧池23。二沉池的出水下游可以进一步设置深度处理单元，从而能够对二沉池的出水进行深度处理，进一步提高污水厂的处理性能。预处理单元1例如包括依次设置的粗格栅、提升泵站、细格栅、沉砂池、初沉池等。经所述预处理单元1处理后的预处理污水，经过多点进水通道5，以受控方式通入厌氧池21、缺氧池22和/或好氧池23。例如，根据进水量的变化情况来控制多点进水通道5向厌氧池21、缺氧池22、好氧池23的供水。在旱季，多点进水通道5通常设置为仅向厌氧池2供水。多点进水通道5的入口与预处理单元1的出口连接。多点进水通道5具有三个出口通道，三个出口通道分别连通厌氧池21、缺氧池22、好氧池23。在一个实施例中，在三个出口通道上都设置有可控的通道阀。从而，通过多点进水通道5，以受控方式向厌氧池21、缺氧池22和好氧池23选择性地通入污水。生物处理单元采用a2/o工艺技术。厌氧池、缺氧池和好氧池中每个区段都可以设计成完全混合式、推流式或组合式。硝化混合液从好氧池末端回流至缺氧池进行反硝化，混合液回流比根据需要设置。回流污泥进入厌氧池，污泥回流比根据需要设置。在二沉池的下游可以设置三级处理，三级处理为深度处理，例如采用混凝、过滤等工艺。预处理单元1、生化处理单元、二沉池和/或后续的深度处理单元均按照旱季峰值流量和雨季峰值流量设置，同时满足旱季峰值流量和雨季峰值流量的要求。而不是如同对比技术那样，预处理单元1和/或后续的深度处理单元均按照旱季峰值流量设置；生化处理单元、二沉池采用年平均流量设计。从而，大大提高了整个污水厂的整体处理能力。消除了生化处理单元、二沉池带来的处理瓶颈。所述污水厂还包括混合液回流通道3，所述混合液回流通道3连通好氧池23和缺氧池22，用于将好氧池23中的混合液回流至缺氧池22，所述混合液回流通道3设置有混合液回流泵31，所述混合液回流泵31为可控调节泵。可控调节泵是指流量可受控调节的泵。例如，所述可控调节泵的流量或抽吸功率可以根据指令或控制信号而调整。混合液通道4可以采用任何适当的结构形式，但是其通流能力需要满足混合液最大回流能力的要求。所述污水厂还包括污泥回流通道4，所述污泥回流通道4连通二沉池7和厌氧池21，用于将二沉池7中的污泥回流至厌氧池21，所述污泥回流通道4设置有污泥回流泵41，所述污泥回流泵41为可控调节泵。污泥回流通道4可以采用任何适当的结构形式，但是其通流能力需要满足污泥最大回流能力的要求。所述污水厂具有旱季(例如冬季)运行模式和雨季(例如夏季)运行模式。在旱季运行模式下的旱季峰值流量v1＝k1*v0，在雨季运行模式下的雨季峰值流量v2＝k2*v0，其中，v0为年平均进水流量，k1和k2为设定系数，且k2>k1。旱季峰值流量v1主要为通过污水管网排放的生活污水、医疗污水、生产污水等的峰值流量。雨季峰值流量v2除了包括人工产生的污水之外，还包括降雨产生的污水(流入污水管网的雨水)。k1和k2根据污水厂所在区域的污水情况和降雨情况以及污水处理能力要求等确定。例如，k1为1.5；k2为3。年平均进水流量例如为污水厂的设计年处理能力，单位例如为吨/年。旱季峰值流量是指所有流量的80％分位数，单位例如为m3/h。雨季峰值流量是指所有流量的95％分位数，单位例如为m3/h。可以理解的是，各工段处理水量及管道管径等适应于雨季峰值流量v2。所述混合液回流泵31的最大泵送能力p1>＝max(m1*v1,m2*v2)，其中，max为求最大值函数，m1为旱季混合液回流比，m2为雨季混合液回流比，通常旱季混合液回流比和雨季混合液回流比设置为不同的值。通常m1>m2。所述污泥回流泵41的最大泵送能力p2>＝max(n1*v1,n2*v2)，其中，n1为旱季污泥回流比，n2为雨季污泥回流比,n1>n2。在旱季运行模式下，经所述预处理单元1处理后的预处理污水，经过多点进水通道5仅仅通入厌氧池21；在雨季运行模式下，经所述预处理单元1处理后的预处理污水，经过多点进水通道5同时通入厌氧池21、缺氧池22和好氧池23。本发明的污水厂具有多点进水通道，所述多点进水通道以受控方式通入厌氧池、缺氧池和好氧池，从而能够选择性地将进水导入厌氧池、缺氧池和好氧池；并且，本发明的污水厂中的污泥回流泵和混合液回流泵为可控调节泵，可以根据进水量等具体情况设置泵的流量。从而本发明的污水厂能够针对旱季和雨季设置不同的工作模式，对雨季的初期雨水进行有效的处理。本发明的发明人注意到：随着每年5-10月份的雨季到来，进入污水厂的水量明显增加，各种污染物浓度普遍被稀释。降雨开始的几周内，污水浓度开始有所升高(对沉积在污水管中的污染物的冲刷)，随后数月污染物浓度有不同程度的降低(降低幅度在30-50％左右)。以往污水厂没有考虑这部分冲击水量而造成大量雨污水未经污水厂计量和处理而直接外排造成环境污染。本发明的污水厂在初期雨水之后，切换至雨季运行模式，以适应雨季大流量、污染物浓度被稀释的特点。旱季混合液回流比m1和雨季混合液回流比m2的值可以根据需要设置。在一个实施例中，旱季混合液回流比m1在250-400％的范围内取值。雨季混合液回流比m2在100-250％的范围内取值，在进水流量>＝85％*v2时，混合液回流比n2回流比设置在100％-150％的范围内。旱季污泥回流比n1和雨季污泥回流比n2的值可以根据需要设置。在一个实施例中，旱季污泥回流比n1在100-200％的范围内取值；雨季污泥回流比n2在50-100％的范围内取值，在进水流量>＝85％*v2时，污泥回流比n2设置在55％-65％的范围内。例如，在进水流量>＝85％*v2时，污泥回流比n2设置为60％。在一个实施例中，在所述污水厂的实时进水流量>＝80％*v2时，或者在所述污水厂的实时进水流量>＝v1时，经所述预处理单元1处理后的预处理污水，经过多点进水通道5同时通入厌氧池21、缺氧池22和好氧池23，其中，进入厌氧池21的水量占比为10-30％，进入缺氧池22的水量占比30-50％，进入好氧池23的水量占比为40％。从而，适当地分配进入生物处理单元的污水，减少对厌氧池21、缺氧池22和好氧池23中污泥的扰动。提高生物处理单元的处理性能。为了进行流量监测或降雨监测优选地，在所述预处理单元1的上游设置有液位或流量监测装置。当所述液位或流量监测装置监测到的液位或流量上升达到或超过设定阈值时，通过污水厂报警和控制系统自动或手动改变污水厂的混合液回流比、污泥回流比。污水厂报警和控制系统可以是整个污水厂的总控制系统的一个组成部分，或者集成在整个污水厂的总控制系统中。曝气系统6以空气流量可调的方式对好氧池23进行供气，在进水流量超过旱季峰值流量v1达到设定时长(例如持续3个小时，6个小时；或者在3天内累计达到12个小时，或者24个小时)后，减少对好氧池23的供气量，切换至减量供气模式。在图示的实施例中，曝气系统8通过三个带有空气阀61的供气管路对好氧池23供气。在正常工作模式下，三个供气管路同时开启，对好氧池23供气。在减量供气模式下，仅仅开启两个或一个供气管路，对好氧池23供气。有利的是，三个供气管路上的空气阀61均为电磁阀。在一个备选实施例中，三个电磁阀中的两个为简单的开关阀，所述开关阀只具有全开和全闭两个状态。三个电磁阀中的另一个为比例阀，所述比例阀的开启程度是可控的。从而，能够根据进水流量、进水的成分、温度等因素来调节曝气系统8对好氧池23的实际供气量。好氧池23的混合液浓度可以根据需要设置。有利的是，在雨季运行模式和旱季运行模式下设置不同的混合液浓度。在雨季运行模式下，采用较低的混合液浓度。在一个实施例中，在雨季运行模式下，好氧池23的混合液浓度mlss1采用2-3g/l；在旱季运行模式下，好氧池23的混合液浓度mlss2采用3-4g/l。在一个实施例中，在进水流量超过旱季峰值流量v1达到设定时长后，将旱季运行模式下的混合液浓度mlss2采切换至雨季运行模式下的混合液浓度。为了应对雨季峰值流量，污水厂的二沉池需要具有合适的处理能力。在一个实施例中，二沉池表面负荷采用旱季流量表面负荷设计，采用雨季流量表面负荷校核。具体地，二沉池的表面积s以下述方法计算：s＝max(s1，s2)max为取最大值函数s1＝v1/q1，v1为冬季峰值流量，q1为冬季运行时的表面水力负荷，s2＝v2/q2，v2为夏季峰值流量，q2为夏季运行时的表面水力负荷，q1＝c*h*sqrt(ss)/(mlss1*svi1*(1+r1))q2＝c*h*sqrt(ss)/(mlss2*svi2*(1+r2))。其中，c为设定的常数，c的值设置在51.5-61.5的范围内，h为预设二沉池水深，h>＝3.5米，例如，预设为4.0米，mlss1为冬季运行时的曝气池污泥浓度，sqrt表示求平方根函数，ss为对二沉池的出水的悬浮颗粒浓度要求，svi1为冬季运行时的污泥容积指数，r1为冬季运行时的污泥回流比，r1在100％-200％的范围内。mlss2为夏季运行时的曝气池污泥浓度，其中，mlss2<mlss1，夏季运行时的曝气池污泥浓度低于冬季的曝气池污泥浓度，从而，在冬季提供更多的污泥，从而适应于冬季较低的污泥活性。此外，有利于减轻瞬态峰值流量冲击的影响。通过使得二沉池排出污泥，或者减小污泥回流比，可以降低曝气池污泥浓度。通过减少二沉池排出污泥，或者增大污泥回流比，可以提高曝气池污泥浓度。svi2为夏季运行时的污泥容积指数。r2为夏季运行时的污泥回流比，r2在50％-100％的范围内。优选地，svi1＝a-b*t1；svi2＝a-b*t2。a和b为预先设定的常数，a在210至230的范围内，b在5.5至5.6的范围内，t1为二沉池冬季设计运行最低温度；t2为二沉池夏季设计运行最低温度。优选地，在雨季运行模式下，在初期雨水阶段(例如，进水流量初次达到80％*v2，或者超过v1)，如果出水质量超标超过15％，设置辅助二沉池，所述辅助二沉池与二沉池并行运行。预设二沉池水深h可以根据经验数据确定。本发明还提供量化确定预设二沉池水深h的方法。具体地，所述二沉池设计方法进一步包括确定预设二沉池水深h的初始化步骤s0。所述初始化步骤s0包括：步骤s01：确定全年平均进水量v0(例如，15000m3/d＝625m3/h)；步骤s02：在0.60m/h-1.5m/h或0.60m/h-0.7m/h的范围内选取与全年平均进水量v0对应的平均表面水力负荷q0；(例如，q0＝0.65m/h)步骤s03：计算二沉池预估表面积s0和直径d0，对于非圆形的二沉池，此处的直径d0为当量直径，也同样的计算，s0＝v0/q0；(s0＝625/0.65＝961.5m2)d0＝2*sqrt(s0/π)(d0＝35m)。例如，对于正方形或矩形的二沉池，直径是当量直径，也是采用相同的方法计算。步骤s04：基于下表，选取与预估直径d0对应的预估水深h0(d0＝4.5m)，将预估水深h0作为预设二沉池水深h，用于前述二沉池的表面积s的计算，二沉池直径水深10-19米3.5米20-30米4米30-40米4.5米40米以上5米为了提高计算的精确度，所述二沉池设计方法进一步包括校核二沉池水深h的水深校核步骤步骤s6，所述水深校核步骤s6包括：步骤s61：基于表面积设计值s计算二沉池直径d，此处的直径也包括当量直径；步骤s62：校核二沉池直径d与所述预设水深h的对应关系是否满足下表，二沉池直径水深10-19米3.5米20-30米4米30-40米4.5米40米以上5米步骤s63：如果不满足，将预设水深h调整为与二沉池直径d相对应，并基于前述方法重新计算二沉池表面积s。最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。本领域的普通技术人员应当理解：可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。当前第1页12