一种针对高氨氮低碳氮比污水的双沉淀污水处理装置

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体设计一种针对高氨氮低碳氮比污水的双沉淀污水处理装置。

背景技术

分散式生活污水，具有水质水量波动大、间歇性排放、纳管成本高等特点，对于日常排水检测或监管的指标主要包括COD、氨氮、总氮、总磷等，通常未经处理的生活污水COD浓度不大于350mg/L，氨氮不大于40mg/L，总氮不大于50mg/L，总磷不大于5mg/L，碳氮比通常在5～8之间，碳氮比是表征生活污水营养物是否充分的重要指标，当碳氮比较高时，更有利于生物反应的进行。但是在个别区域还存在进水氨氮和总氮浓度高于常规值，碳氮比远低于常规值，已不能满足正常的生化反应的情况，这种情况就属于典型的高氨氮低碳氮比污水，这种类型污水处理难度较大。同时，随着我国对污水排放监管日趋严格，现有的污水处理系统或工艺通常难以使出水稳定达标，因此合理的设计污水处理工艺和相对应的控制系统尤为重要。

目前对于分散式高氨氮低碳氮比的生活污水的处理，一般会采用传统污水处理技术和控制手段，多表现为出水不能稳定达标的问题，特别是对总氮的去除效果不理想，难以满足排水要求，分析原因主要包括四点：(1)对于分散式生活污水水量波动较大，不能做到恒定流量控制，这就导致进水提升泵会随着前端调节池内液位变化出现进水量的波动，甚至出现间歇运行的情况，对于生化系统有一定冲击性。特别是进水量较大时，对生化池后端的二沉池会产生较大的冲击，进而影响出水水质的稳定；(2)采用传统的如AO、AAO等工艺对于总氮去除效果不佳，特别是厌氧反应区和缺氧反应区由于采用如曝气搅拌或无搅拌自然过流的方式会存在短流甚至反应死区的情况，这就造成出水特别是总氮不能稳定达标的情况；(3)对于设计之初未考虑水质波动的影响，设备结构比较固定化，当进水水质有较大幅度波动时，由于各区不能灵活调整而导致出水不能稳定达标；(4)为了节省成本，对于低碳氮比污水缺少碳源补充机制，同时也缺少合理的配水方式影响低碳氮比污水处理效果。

综上，本发明通过分析分散式高氨氮低碳氮比污水的水质水量等特点，对现有污水处理装置进行改进，实现系统的稳定运行，出水能够稳定达标，并保证对总氮的去除效果，为分散式高氨氮生活污的处理提供了可行的解决方案。

发明内容

本发明的目的是克服上述不足之处，提供一种针对高氨氮浓度低碳氮比污水的双沉淀污水处理装置，通过该装置处理的污水能够稳定达标，并保证对总氮的去除效果。

本发明的目的是通过以下方式实现的：

一种针对高氨氮低碳氮比污水的双沉淀污水处理装置，包括依次设置的生化反应单元、固液分离单元和设备间，所述的生化反应单元包括依次连接的厌氧反应区，缺氧反应1区，好氧反应区，缺氧反应2区，硝化液回流管路贯穿好氧反应区、缺氧反应1区和厌氧反应区且位于各反应区的上部；所述的固液分离单元包括固液分离1区和位于固液分离1区上方的固液分离2区，污泥回流管路贯穿固液分离1区、缺氧反应2区、好氧反应区、缺氧反应1区和厌氧反应区且位于固液分离1区的下部。

所述的厌氧反应区、缺氧反应1区、好氧反应区和缺氧反应2区、固液分离2区贯通设置进水管，进水管上进水管上设有多个进水口，在厌氧反应区的进水口设有厌氧区进水阀门、在缺氧反应1区的进水口设缺氧反应1区进水阀门、在缺氧反应2区的进水口设缺氧反应1区进水阀门。

所述的硝化液回流管路在缺氧反应1区内设有缺氧反应1区内回流阀门，在厌氧反应区内设有厌氧区内回流阀门。

厌氧反应区可根据硝化液回流管路上的阀门启闭实现厌氧反应区与缺氧区之间的自由变换，缺氧反应2区可根据曝气管上的阀门启闭和开度大小实现缺氧区与好氧区之间的自由变换；所述厌氧反应区、缺氧反应1区、缺氧反应2区均可通过各反应区进水管路的阀门启闭和开度大小实现进水的自由分配。

所述的硝化液回流管路可根据回流管路上阀门的启闭将好氧反应区内混合液输送至厌氧反应区或缺氧反应1区，回流混合液流量是系统进水流量的2～6倍；

所述污泥回流管路将固液分离1区底部污水输送至厌氧反应区，输送的污水流量是系统进水流量的0.2～1倍，回流方式为气提回流、泵回流的一种或多种组合形式。

所述的设备间内设有鼓风装置控制柜、第一加药装置、第二加药装置和第二回流装置；所述的与第一加药装置连接的加药管路贯通厌氧反应区、缺氧反应1区、好氧反应区、缺氧反应2区和固液分离2区，在厌氧反应区、缺氧反应1区、好氧反应区、缺氧反应2区均设有加药口，加药口处设有加药阀门；所述的与第二加药装置连接的加药管路贯通缺氧反应2区和固液分离1区，在缺氧反应2区和固液分离1区均设有加药口，加药口处设有加药阀门。控制柜内可含有PLC、变频器、继电器等进。

所述的在好氧反应区内设置第一回流装置，且第一回流装置与硝化液回流管路相接。污泥回流管路与设备间内的第二回流装置相接。

上述第一加药装置通过加药管路1可分别或同时在厌氧反应区、缺氧反应1区、缺氧反应2区加药，药剂为复合碳源、乙酸钠、葡萄糖、甲醇中的一种或多种组合；第二加药装置通过加药管路2可分别或同时在缺氧反应2区和固液分离1区内进行加药，药剂为聚合氯化铝、聚合氯化铁、硫酸铝、氯化铁、硫酸亚铁中的一种或多种组合。这样设置一旦在固液分离1区加药效果不明显时，可在缺氧反应2区加药，增加絮凝反应时间和絮凝效果，更有利于污染物TP的去除。

上述好氧反应区、缺氧反应2区底部均布置有曝气系统。具体为在好氧反应区、缺氧反应2区和固液分离1区下部设有曝气管，且曝气管与设备间内的鼓风装置连接，在好氧反应区的曝气管上设有曝气阀门，在缺氧反应2区的曝气管上设有曝气阀门。可以实现缺氧区向好氧区的转变，实现不同工艺形式的自由转变。

上述厌氧反应区、缺氧反应1区、缺氧反应2区内均设有液体混合扰动装置。所述的液体混合扰动装置为旋桨式搅拌器、桨式搅拌器、涡轮式搅拌器、潜水推流器中的一种，搅拌叶轮转速不低于980r/min。避免出现短流甚至反应死区的情况，使得出水特别是总氮能进一步稳定达标。

所述的各反应区之间通过隔板分隔开。

所述的生化反应单元各反应区均布置填料。

所述的固液分离1区底部设有固液分离1区排泥管，排泥管上设置有固液分离1区自动排泥装置。

所述的固液分离2区底部设有固液分离2区排泥管，排泥管上设置有固液分离2区自动排泥装置。

固液分离1区和固液分离2区底部为圆锥、棱锥结构中的一种，锥面倾角不低于45°，底部的排泥管上安装有泵、电动阀、电磁阀、手动阀的一种或多种组合方式，固液分离方式可以为平流式、竖流式、斜管/斜板式的一种或多种组合。其中固液分离1区水力负荷可在1.0-2.0m

所述的固液分离2区连接出水管，出水管经过设备间内的消毒装置通至外部。即固液分离2区出水经过设备间内的消毒装置消毒后排水。

利用本发明装置，可依靠控制柜中PLC、380V进水提升泵、变频器以及编程的控制逻辑实现恒进水流量。

与现有技术比较本发明有益效果：

本发明对高氨氮低碳氮比且流量变化系数较大的生活污水有较好的处理效果，系统整体高度集成、占地面积小、自动化程度高，恒进水流量的设计可有效降低水量变化对污水处理系统的冲击；后端设置缺氧反应2区可根据进水水质情况实现多种运行模式的自由切换，可对污染物特别是总氮具有优异的处理效果。

附图说明

图1为本发明提供的一种针对高氨氮低碳氮比污水的双沉淀污水处理装置的整体结构示意图。

图中，1-一种针对高氨氮低碳氮比污水的双沉淀污水处理装置，2-厌氧反应区，3-缺氧反应1区，4-好氧反应区，5-缺氧反应2区，6-固液分离1区，7-固液分离2区，8-设备间，9-回流装置1，10-控制柜，11-第一加药装置，12-鼓风装置，13-第二加药装置，14-回流装置2，15-污泥回流管路2，16-加药管路2，17-加药管路1，18-回流管路1，19-曝气管，20-进水管，21-进水口，22-出水管，23-厌氧区进水阀门，23-1-缺氧反应1区进水阀门，23-2-缺氧反应2区进水阀门,24-厌氧区内回流阀门，24-1-缺氧反应1区内回流阀门，25-曝气阀门1,25-1-曝气阀门2,26-加药阀门，27-污泥回流阀门，28-固液分离1区排泥管，28-1-固液分离1区自动排泥装置，29-固液分离2区排泥管，29-1-固液分离2区自动排泥装置。

具体实施方式

以下通过具体实施例对本发明进行进一步解释说明：

如图1所示，一种针对高氨氮低碳氮比污水的双沉淀污水处理装置，包括依次设置的生化反应单元、固液分离单元和设备间8，所述的生化反应单元包括依次连接的厌氧反应区2，缺氧反应1区3，好氧反应区4，缺氧反应2区5，硝化液回流管路18贯穿好氧反应区4、缺氧反应1区3和厌氧反应区2且位于各反应区的上部；所述的固液分离单元包括固液分离1区6和位于固液分离1区6上方的固液分离2区7，污泥回流管路15贯穿固液分离1区6、缺氧反应2区5、好氧反应区4、缺氧反应1区3和厌氧反应区2且位于固液分离1区6的下部。厌氧反应区2、缺氧反应1区3、好氧反应区4和缺氧反应2区5、固液分离2区7贯通设置进水管20，进水管20上，在厌氧反应区2的进水口设有厌氧区进水阀门23、在缺氧反应1区3的进水口设缺氧反应1区进水阀门23-1、在缺氧反应2区5的进水口设缺氧反应1区进水阀门23-2。所述的硝化液回流管路18在缺氧反应1区3内设有缺氧反应1区内回流阀门24-1，在厌氧反应区2内设有厌氧区内回流阀门24。

厌氧反应区可根据硝化液回流管路18上的阀门24启闭实现厌氧反应区与缺氧区之间的自由变换，缺氧反应2区可根据曝气管上的阀门25-1启闭和开度大小实现缺氧区与好氧区之间的自由变换；厌氧反应区、缺氧反应1区、缺氧反应2区均可通过各反应区进水管路的阀门23,23-1,23-2启闭和开度大小实现进水的自由分配。

硝化液回流管路18根据回流管路上阀门的启闭将好氧反应区内混合液输送至厌氧反应区或缺氧反应1区，回流混合液流量是系统进水流量的2～6倍，污泥回流管路15将固液分离1区底部污水输送至厌氧反应区，输送的污水流量是系统进水流量的0.2～1倍。回流方式为气提回流、泵回流的一种或多种组合形式。

设备间内设有鼓风装置12、控制柜10、第一加药装置11、第二加药装置13和第二回流装置14；与第一加药装置11连接的加药管路贯通厌氧反应区2、缺氧反应1区3、好氧反应区4、缺氧反应2区5和固液分离2区7，在厌氧反应区2、缺氧反应1区3、好氧反应区4、缺氧反应2区5均设有加药口，加药口处设有加药阀门26；与第二加药装置13连接的加药管路贯通缺氧反应2区5和固液分离1区6，在缺氧反应2区5和固液分离1区6均设有加药口，加药口处设有加药阀门26。控制柜内可含有PLC、变频器、继电器等。在好氧反应区4内设置第一回流装置9，且第一回流装置9与硝化液回流管路18相接。

第一加药装置11通过加药管路1 17可分别或同时在厌氧反应区、缺氧反应1区、缺氧反应2区加药，药剂为复合碳源、乙酸钠、葡萄糖、甲醇中的一种或多种组合；第二加药装置13通过加药管路2 16可分别或同时在缺氧反应2区和固液分离1区内进行加药，药剂为聚合氯化铝、聚合氯化铁、硫酸铝、氯化铁、硫酸亚铁中的一种或多种组合。

在好氧反应区4、缺氧反应2区5和固液分离1区6下部设有曝气管19，且曝气管19与设备间8内的鼓风装置12连接，在好氧反应区4的曝气管19上设有曝气阀门25,在缺氧反应2区5的曝气管19上设有曝气阀门25-1；污泥回流管路15与设备间8内的第二回流装置14相接。

在厌氧反应区2、缺氧反应1区3、缺氧反应2区5内均设有液体混合扰动装置。液体混合扰动装置为旋桨式搅拌器、桨式搅拌器、涡轮式搅拌器、潜水推流器中的一种，搅拌叶轮转速不低于980r/min。各反应区之间通过隔板分隔开。生化反应单元各区均布置填料。

固液分离2区7连接出水管22，出水管22经过设备间8内的消毒装置通至外部。

所述的固液分离1区底部设有固液分离1区排泥管28，排泥管上设置有自动排泥装置28-1；固液分离2区底部有固液分离2区排泥管29，排泥管上设置有自动排泥装置29-1。固液分离1区和固液分离2区底部为圆锥、棱锥结构中的一种，锥面倾角不低于45°，底部的排泥管上安装有泵、电动阀、电磁阀、手动阀的一种或多种组合方式，固液分离方式可以为平流式、竖流式、斜管/斜板式的一种或多种组合。其中固液分离1区水力负荷可在1.0-2.0m

在操作时：污水主要经过进水管22依次进入厌氧反应区2、缺氧反应1区3、好氧反应区4、缺氧反应2区5、固液分离1区6、固液分离2区7，其中小部分污水从缺氧反应1区3和缺氧反应2区4的进水口进入，最后从固液分离2区7的出水经过设备间8内的消毒装置消毒后排水。

实施例2

具体应用例：

1、实施例1一台处理规模为20t/d的污水处理设备，通过投加活性污泥前期培养驯化微生物直至稳定运行检测出水COD、氨氮、总氮、总磷的值；

2、生化反应单元各区布置填料为弹性填料、软性填料、复合填料的一种或多种组合，第一加药装置加的药剂是碳源，碳源为甲醇、乙酸钠、葡萄糖、复合碳源的一种或多种组合，第二加药装置加的药剂是絮凝剂，絮凝剂为PAC、PAM中的一种或组合。设备运行稳定时，本实施例通过自控使进水流量一直恒定在0.83m

3、污水进入设备后，首先进行污泥接种培养，即将污泥投加在厌氧反应区或缺氧反应区内，污泥浓度为3500mg/L，厌氧池、缺氧池和好氧池总容积为61.34m3，则需要的绝干污泥量为214，69kg，换算成含水率80％的污泥量为1.07吨，暂按1吨计。同步开启厌氧反应区、缺氧反应区搅拌器、曝气风机以及回流泵等设备，投泥结束后，进行闷曝2天，观察SV30和污泥状态，絮体。然后再通过提升泵间歇进水，每次进水量为20％；每天观察SV30和污泥状态，絮体。后面逐渐提高进水负荷，直至达到设计值的20t/d的处理量，最后进入稳定运行阶段，同步的在调试期及运行稳定期每天取进出水水样进行检测。

4、利用实施例1装置，经过近一个月的稳定运行，各指标均能稳定达标，COD出水指标平均浓度为45.73mg/L(≤50mg/L)，氨氮出水指标平均浓度为2.54mg/L(≤5mg/L)，总氮出水指标平均浓度为8.12mg/L(≤15mg/L)，总磷出水指标平均浓度为1.82mg/L(≤3mg/L)。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施案例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本发明领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。