污水处理装置

1.本实用新型涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种污水处理装置。


背景技术：

2.污水的脱氮除磷一直是研究领域的热点及难点，传统生物活性污泥法处理污水的工艺成熟，普遍应用于城市污水处理与高浓度有机废水处理工程中，存在能耗大、运行成本高等问题，目前污水厂普遍存在增容、提标、降耗的压力，传统污水处理技术难以解决这一技术需求，同时存在不能连续运行的缺陷。
3.废水生物除磷是指利用微生物的代谢作用去除污水中的磷，微生物通过吸收污水中的po
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p形成富磷污泥，然后通过排放富磷污泥实现污水中磷的去除，活性污泥法处理污水时，将活性污泥交替在厌氧以及好氧状态下运行，能使过量积聚磷酸盐的积磷菌占优势生长，使活性污泥含磷量比普通活性污泥高。污泥中积磷菌在厌氧状态下释放磷，在好氧/缺氧状态下过量地摄取磷。经过排放富磷剩余污泥，传统的污水处理厂大都采用上述方法。
4.氮废水的脱氮机理包括硝化作用和反硝化作用两个基本过程。硝化作用是指由氨氮转化为硝态氮的过程，该过程主要依靠亚硝化细菌和硝化细菌两类好氧自养菌来完成。
5.其中，目前传统的污水处理厂面临的是老旧设备效率低，更新换代新设备成本高。因此，对传统的污水处理厂老旧设备的改造升级，利用既有设备进行改造，提出一种污水处理装置，实现半连续运行，提高效率，降低成本，是目前亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

6.为了解决上述技术问题，本实用新型公开一种污水处理装置，可以实现半连续运行，极大地提高了污水处理的效率，降低了运行成本，具体方案如下。
7.本实用新型公开了一种污水处理装置，包括：
8.反硝化除磷反应器，设置有第一进水口、第一出水口和排泥口，其中，所述反硝化除磷反应器内放置絮体泥以用来承载聚磷菌；
9.膜曝气反应器，设置有第二进水口、第二出水口和中空纤维膜膜组件，所述中空纤维膜膜组件设置在所述膜曝气反应器内部，所述中空纤维膜膜组件上置有生物膜，其中，所述生物膜包括氨氧化细菌和厌氧氨氧化细菌，所述中空纤维膜膜组件上设置有进气口；
10.中转器，所述中转器分别与所述第一出水口和所述第二进水口连接；
11.回流泵，所述回流泵两端分别与所述反硝化除磷反应器和所述膜曝气反应器连接。
12.根据本实用新型的一些实施例，所述反硝化除磷反应器内设置有搅拌器。
13.根据本实用新型的一些实施例，还包括第一空气压缩机，所述第一空气压缩机与所述进气口连接，用于向所述中空纤维膜膜组件气体。
14.根据本实用新型的一些实施例，所述第一空气压缩机与所述进气口之间设置有流
量计。
15.根据本实用新型的一些实施例，所述第一空气压缩机与所述进气口之间设置有压力表。
16.根据本实用新型的一些实施例，所述中转器与所述膜曝气反应器之间设置有第一进水泵，所述第一进水泵用于将所述中转器内液体输送至所述膜曝气反应器内。
17.根据本实用新型的一些实施例，所述膜曝气反应器中还设置有循环泵，所述循环泵的两端分别与所述膜曝气反应器的两端连接。
18.根据本实用新型的一些实施例，所述反硝化除磷反应器内设置有曝气装置，所述曝气装置连接第二空气压缩机，用于调节所述反硝化除磷反应器内的溶解氧浓度。
19.根据本实用新型的一些实施例，所述絮体泥的浓度为3000～4000mg/l。
20.根据本实用新型的一些实施例，所述生物膜的单位膜丝长度生物附着量为0.4～0.6mg/cm。
21.本实用新型通过上述技术方案，将污水的处理分别在反硝化除磷反应器和膜曝气反应器内进行，其中，反硝化除磷反应器采用序批式运行，膜曝气反应器采用连续运行，通过中转器临时性储存污水连通反硝化除磷反应器和膜曝气反应器，以实现污水处理装置的半连续运行，极大地提高了污水处理的效率，降低了运行成本。
附图说明
22.图1示意性示出了本实用新型实施例的污水处理装置的结构示意图；
23.其中，1表示进水池；2表示反硝化除磷反应器；2.1表示第一进水泵；2.2表示搅拌器；2.3表示曝气装置；2.4表示第二空气压缩机；3表示中转器；4表示膜曝气反应器；4.1表示第二进水泵；4.2表示中空纤维膜膜组件；4.3表示第一空气压缩机；4.4表示流量计；4.5表示压力表；4.6表示循环泵；4.7表示回流泵；5表示出水池。
具体实施方式
24.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型作进一步的详细说明。
25.但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本实用新型实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
26.在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本实用新型。在此使用的术语“包括”表明了特征、步骤、操作的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征。
27.在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释，例如，sbr是序批式活性污泥法的简称，在同一反应池(器)中，按时间顺序由进水、曝气、沉淀、排水和待机五个基本工序组成的活性污泥污水处理方法，简称sbr法；又例如，水力停留时间(hrt)，水处理工艺名词，指待处理污
水在反应器内的平均停留时间，也就是污水与生物反应器内微生物作用的平均时间，反应器的有效容积为v，水流速度为q，则hrt＝v/q。
28.为了解决上述技术问题，实现污水处理装置的半连续运行，提高污水处理的效率，降低运行成本，本实用新型公开一种污水处理装置，具体方案如下。
29.图1示意性示出了本实用新型实施例的污水处理装置的结构示意图。
30.根据本实用新型的一些实施例，本实用新型公开一种污水处理装置，如图1所示，包括反硝化除磷反应器2、膜曝气反应器4、中转器3和回流泵4.7。
31.根据本实用新型的一些实施例，反硝化除磷反应器2设置有第一进水口、第一出水口和排泥口，其中，反硝化除磷反应器2内放置絮体泥以用来承载聚磷菌。
32.根据本实用新型的一些实施例，反硝化除磷反应器2进水口与进水池1连接，可选的，进水池1可以是污水处理厂的既有污水池，也可以省略，可以采用污水管道直接将污水通入到反硝化除磷反应器2内。
33.根据本实用新型的一些实施例，反硝化除磷反应器2的排泥口用来排出高磷污泥以实现除磷的作用。
34.根据本实用新型的一些实施例，生物膜的单位膜丝长度生物附着量为0.4～0.6mg/cm，膜曝气反应器内脱氮除磷效果较佳。
35.根据本实用新型的一些实施例，反硝化除磷反应器2内设置有搅拌器2.2，用于将絮体泥以及污水混合均匀。
36.根据本实用新型的一些实施例，反硝化除磷反应器2在工作状态分为三个阶段：厌氧阶段、缺氧阶段以及好氧阶段。
37.根据本实用新型的一些实施例，在厌氧阶段，反硝化除磷反应器2的溶氧量为0。
38.根据本实用新型的一些实施例，在厌氧阶段，通过搅拌器2.2实现对反硝化除磷反应器2内的絮体泥以及污水进行搅拌混合均匀，聚磷菌分解体内的聚磷酸盐产生atp，利用atp将污水中的有机物摄入体内，以聚b
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羟基丁酸等有机颗粒的形式储存在细胞内。
39.根据本实用新型的一些实施例，在缺氧阶段，反硝化除磷反应器2的溶氧量为0～0.1mg/l。
40.根据本实用新型的一些实施例，在缺氧阶段，污水中的硝酸盐作为反硝化聚磷菌的电子受体来氧化聚
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β
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羟基丁酸盐(phb)，不仅可以使硝态氮转化为氮气溢出体外，同时过量地摄取污水中的磷酸盐，从而达到除磷和反硝化(脱氮)在同一时期同一环境下进行的目的，同步去除污水的氮与磷。
41.根据本实用新型的一些实施例，在好氧阶段，反硝化除磷反应器2的溶氧量为0.2～1.0mg/l。
42.根据本实用新型的一些实施例，在好氧阶段，聚磷菌不断摄取并氧化分解有机物，产生的能量一部分用于磷的吸收和聚磷的合成，一部分则使adp与po
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结合，转化为atp而储存起来。细菌以聚磷(一种高能无机化合物)的形式在细胞中储存磷，其能量可以超过生长所需，这一过程称为聚磷菌磷的摄取，同时，完成聚磷菌的增殖。
43.根据本实用新型的一些实施例，通过反硝化除磷反应器2的排泥口将高磷污泥排出，以调节反硝化除磷反应器2内絮体泥的浓度以及污泥龄。
44.根据本实用新型的一些实施例，絮体泥的浓度为3000～4000mg/l。
45.根据本实用新型的一些实施例，反硝化除磷反应器2通过排泥口排出污泥后保持絮体泥的污泥龄在20～30d，以保证良好的生态环境，保持聚磷菌有较高的活性。
46.根据本实用新型的一些实施例，反硝化除磷反应器2与进水池1之间设置有第一进水泵2.1。
47.根据本实用新型的一些实施例，反硝化除磷反应器2为序批式运行，在每批运行的开始，第一进水泵2.1从进水池1内抽取预设量的污水至反硝化除磷反应器2中。
48.根据本实用新型的一些实施例，膜曝气反应器4设置有第二进水口、第二出水口和中空纤维膜膜组件4.2。
49.根据本实用新型的一些实施例，中空纤维膜膜组件4.2设置在膜曝气反应器4内部，中空纤维膜膜组件4.2上置有生物膜，中空纤维膜膜组件4.2上设置有进气口。
50.根据本实用新型的一些实施例，生物膜包括氨氧化细菌和厌氧氨氧化细菌。
51.根据本实用新型的一些实施例，生物膜上附着有氨氧化细菌和厌氧氨氧化细菌，氨氧化细菌附着在生物膜上接近膜丝表面一侧，厌氧氨氧化细菌附着在生物膜上远离膜丝表面的一侧。
52.根据本实用新型的一些实施例，中转器3分别与第一出水口和第二进水口连接。
53.根据本实用新型的一些实施例，膜曝气反应器4的排水口与出水池5连接，膜曝气反应器4将处理后的污水排入到出水池5中。
54.根据本实用新型的一些实施例，可选的，出水池5可以省略，膜曝气反应器4的排水口直接与出水管道连接。
55.根据本实用新型的一些实施例，回流泵4.7两端分别与反硝化除磷反应器2和膜曝气反应器4连接。
56.根据本实用新型的一些实施例，膜曝气反应器4处理后的污水，部分排出至出水池5，部分通过回流泵4.7回流至反硝化除磷反应器2中。所含po
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p及no3‑
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n回流至反硝化除磷反应器2，反硝化聚磷菌利用厌氧段储存的内碳源以no3‑
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n为电子受体发生缺氧反硝化除磷，之后进行短时间的曝气，进一步降低出水po
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p浓度，最后沉淀排水排泥。实现低碳氮比生活污水的高效节能同步脱氮除磷。
57.根据本实用新型的一些实施例，根据膜曝气反应器4排出水的硝酸盐含量和反硝化除磷反应器2内反硝化聚磷菌的含量适应性调节回流泵4.7的回流比。
58.根据本实用新型的一些实施例，通过调节水力停留时间(hrt)来控制膜曝气反应器4排出至出水池5的污水内的氮磷含量。
59.根据本实用新型的一些实施例，膜曝气反应器4与中转器3之间设置有第二进水泵4.1。
60.根据本实用新型的一些实施例，膜曝气反应器4为连续运行模式，膜曝气反应器4通过第二进水泵4.1持续不断的从中转器3内抽取污水，同时将处理过后的污水排出至出水池中5。
61.根据本实用新型的一些实施例，还包括第一空气压缩机4.3，第一空气压缩机4.3与进气口连接，用于向中空纤维膜膜组件4.2气体。
62.根据本实用新型的一些实施例，第一空气压缩机4.3与进气口之间设置有流量计。
63.根据本实用新型的一些实施例，第一空气压缩机4.3与进气口之间设置有压力表。
64.根据本实用新型的一些实施例，通过第一空气压缩机4.3、流量计和压力表调控通入到中空纤维膜膜组件4.2内的气体流量和压强。
65.根据本实用新型的一些实施例，中转器3与膜曝气反应器4之间设置有第一进水泵2.1，第一进水泵2.1用于将中转器3内液体输送至膜曝气反应器4内。
66.根据本实用新型的一些实施例，膜曝气反应器4中还设置有循环泵4.6，循环泵4.6的两端分别与膜曝气反应器4的两端连接，增加膜曝气反应器4内的反应效率。
67.根据本实用新型的一些实施例，反硝化除磷反应器2内设置有曝气装置2.3，用于调节反硝化除磷反应器2内的溶解氧浓度。
68.根据本实用新型的一些实施例，曝气装置2.3与第二空气压缩机2.4连接，可选的，曝气装置2.3为微曝气装置，曝气出的微气泡是直径小于50μm的微小气泡。
69.通过上述技术方案，本实用新型公开的污水处理装置与现有技术相比具有以下的优势。
70.(1)自养脱氮和异养反硝化除磷分别在两个反应器内实现，解决了除磷菌和脱氮菌在srt、do等方面的竞争，为系统稳定脱氮除磷提供保障。
71.(2)第一反应器能利用原始污水中的碳源发生po
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p的释放及内碳源的储存，反硝化除磷“一碳两用”进行脱氮除磷，提高了碳源的利用率。
72.(3)第二反应器采用间歇曝气方式，有利于no2‑
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n积累及抑制亚硝酸盐氧化菌，在节省曝气能耗前提下维持系统稳定运行。
73.(4)第二反应器中采用膜曝气生物膜的运行方式，有利用提高充氧效率，提高氧气利用率，大幅降低运行能耗。
74.(5)第二反应器采用膜曝气方式，形成异向传质生物结构，有利于氨氧化细菌和厌氧氨氧化细菌实现亚硝化
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厌氧氨氧化的有机结合，实现了高效的nh4
+
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n去除，同时减少了污水处理工程中温室气体的排放。
75.(6)第二反应器产生的no3‑
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n回流至反硝化除磷反应器被反硝化除磷菌利用，有利于进一步降低出水氮、磷污染物的浓度，提高出水水质，实现同步脱氮除磷。
76.反硝化除磷耦合亚硝化
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厌氧氨氧化膜曝气反应的系统具有装置集成度高，占地面积小，运行能耗、成本低的特点，适用于小规模污水处理装置化运行，或污水厂升级改造。
77.至此，已经结合附图对本实用新型实施例进行了详细描述。需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各零部件的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。
78.还需要说明的是，在本实用新型的具体实施例中，除非有所知名为相反之意，本说明书及所附权利要求中的数值参数是近似值，能够根据通过本实用新型的内容所得的所需特性改变。具体而言，所有使用于说明书及权利要求中表示组成的尺寸、范围条件等等的数字，应理解为在所有情况中是受到“约”的用语所修饰。一般情况下，其表达的含义是指包含由特定数量在一些实施例中
±
10％的变化、在一些实施例中
±
5％的变化、在一些实施例中
±
1％的变化、在一些实施例中
±
0.5％的变化。
79.本领域技术人员可以理解，本实用新型的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合或/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本实用新型中。特
别地，在不脱离本实用新型精神和教导的情况下，本实用新型的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本实用新型的范围。
80.以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。