本發(fā)明屬于污水處理的技術領域，具體涉及一種實現高濃度活性污泥法的生化處理裝置及工藝。

背景技術：

高濃度活性污泥法是在高活性污泥濃度，低溶解氧的條件下，使得在生化反應裝置中的微生物數量極大、菌群特殊化、降解高效化，可以對污染物進行高效的降解。

高濃度活性污泥法，流程簡單，便于管理，在高濃度活性污泥法在運行良好的條件下，出水指標較優(yōu)，可作為再生水廠的原水，與其他工藝相比可不需活性炭吸附、臭氧氧化等高成本的工藝進行深度處理。高濃度活性污泥法的處理效果大大優(yōu)于一般活性污泥法，具有極好的去除總氮的效果和去除其它污染物的效果，適用于污水深度處理。

生化活性污泥處理系統(tǒng)，一般由生化池和沉淀池組成，在生化池中利用活性污泥去除污染物，在沉淀池中實現泥水分離，得到處理后的出水。

但是，穩(wěn)定維持生化處理系統(tǒng)的高濃度活性污泥是困難的，因為隨著活性污泥的濃度升高，污泥沉降性能會顯著降低，影響沉淀池中的泥水分離。實現穩(wěn)定維持生化系統(tǒng)高濃度活性污泥的方法很多，但均存在一定優(yōu)缺點，例如：

(1)生物膜法，需要價格高的膜組件，出水阻力大使得運行成本高，而且曝氣量很大使得有機碳損失大，不利于脫氮；

(2)投加比重大的加載物質，如泥沙或鐵粉等，克服了生物膜法的缺點，但需要投加和/或回收設備，操作麻煩且增加成本；

(3)采用高效沉淀池，克服了生物膜法和加載物質的缺點，但提高的幅度存在一定局限性。

輔助化學除磷，可以達到出水總磷的嚴格要求，如地方性準iv級排放標準(0.3mg/l)、地面水環(huán)境質量iv級標準(0.3mg/l)或地面水環(huán)境質量iii級標準(0.2mg/l)。但需要在生化處理之后設置混合反應池和沉淀池等構筑物，輔助化學除磷，一般置于生化處理之后。

技術實現要素：

為解決現有技術中的實現高濃度活性污泥法的途徑存在的不足問題，本發(fā)明的目的在于提供一種實現高濃度活性污泥法的生化處理裝置及工藝。

為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種實現高濃度活性污泥法的生化處理裝置，該處理裝置包括依次連通的缺氧池、兼氧池、好氧池、混合反應池、沉淀池，好氧池與缺氧池通過混合液回流管連接，沉淀池與缺氧池通過污泥回流管連接，混合反應池上連接化學藥劑投加系統(tǒng)。

現有技術中的生化活性污泥處理裝置是在生化池之后設置沉淀池，化學輔助除磷一般是在生化處理裝置之后設置混合反應池和沉淀池等構筑物。本發(fā)明是在生化池和沉淀池之間設置混合反應池，由此產生的化學污泥，對生化處理并無不利影響。本發(fā)明只需設置混合反應池，利用生化活性污泥處理裝置的沉淀池，不需另建沉淀池，節(jié)約了工程投資。

進一步地，混合反應池由絮凝池和出水槽組成，絮凝池包括橫向設置的第一絮凝池、第二絮凝池、第三絮凝池、第四絮凝池，第一絮凝池與好氧池的出水口連通，第一絮凝池、第二絮凝池、第三絮凝池、第四絮凝池、出水槽通過洞口依次連通，出水槽與沉淀池的進水口連通，化學藥劑投加系統(tǒng)設置在第一絮凝池上方。第一絮凝池的進水方式是上進下出，第二絮凝池的進水方式是下進上出，第三絮凝池的進水方式是上進下出，第四絮凝池的進水方式是下進上出。

其中，第一絮凝池、第二絮凝池、第三絮凝池、第四絮凝池內均設有攪拌器，各池的攪拌器相互聯(lián)動連接，且各池攪拌器的直徑依次遞減。

本發(fā)明的技術方案中，第一絮凝池、第二絮凝池、第三絮凝池、第四絮凝池橫向設置，混合液依次經過四個絮凝池，并且通過第四絮凝池進入到最后的沉淀池中。由于各個絮凝池的寬度小于沉淀池的寬度，為了使進水均勻，設置出水槽，出水槽起到進水緩沖的作用。各個絮凝池中的攪拌器為聯(lián)動連接，且各池攪拌器直徑直徑依次遞減，以控制其漿板的邊緣線速度，各池攪拌器的轉速依次遞減。

進一步地，兼氧池與好氧池內均設置有多個微孔曝氣盤。

進一步地，沉淀池內設置有鏈式刮泥機和穿孔排泥管，穿孔排泥管與污泥回流管連接。

本發(fā)明還提供了一種實現高濃度活性污泥法的處理工藝，該工藝包括以下步驟：

(1)進水污水、好氧池回流的混合液與沉淀池回流的污泥形成混合液，在缺氧池內進行反硝化處理；

(2)步驟(1)處理后的混合液在兼氧池內進行同步硝化與反硝化處理；

(3)步驟(2)處理后的混合液在好氧池內進行硝化處理，然后將部分混合液回流到缺氧池中；

(4)在混合反應池內，向步驟(3)處理后的混合液中投加混凝劑和絮凝劑進行化學輔助除磷；

(5)步驟(4)處理后的混合液在沉淀池進行泥水分離后，清水排放，同時將部分污泥回流到缺氧池中。

輔助化學除磷本來就需要投入化學藥劑，本發(fā)明的生化處理工藝無須另外投入藥劑，且同時實現高濃度活性污泥法，節(jié)約了運行成本，而且，高濃度活性污泥法的曝氣量較少，也可以節(jié)約運行成本。

進一步地，步驟(1)中形成混合液的活性污泥濃度mlss控制在6g/l以上。

進一步地，步驟(2)中控制混合液的溶氧量為0.8-1.2mg/l，步驟(3)中控制混合液的溶氧量為2-2.5mg/l。

進一步地，混凝劑為硫酸鋁、堿式氯化鋁、三氯化鐵中的一種，絮凝劑為聚丙烯酰胺。其中，混凝劑與絮凝劑的投加量均為50-100ppm。

本發(fā)明的有益效果為：

(1)本發(fā)明的生化處理裝置只需在好氧池與沉淀池之間設置混合反應池，在混合反應池中結合化學藥劑輔助處理，實現了高濃度活性污泥法，且裝置結構簡單，節(jié)約了工程投資。

(2)本發(fā)明化學輔助除磷投加的化學藥劑，可以顯著提高生化處理系統(tǒng)的活性污泥的沉降性能，穩(wěn)定維持生化系統(tǒng)的高濃度活性污泥，實現高濃度活性污泥法，投加化學藥劑，由此產生的化學污泥，對生化處理并無不利影響；在利用化學輔助除磷實現深度除磷的同時，利用高濃度活性污泥法實現深度去除總氮和其它污染物。

(3)本發(fā)明的處理工藝既實現了化學輔助除磷，同時又實現了高濃度活性污泥法，可以達到更高水平的總磷和總氮去除效果，并相當有效地去除其它污染物，可以廣泛應用于所有城市黑臭水體治理、城市污水深度處理或類似的工業(yè)廢水處理。

附圖說明

圖1為本發(fā)明生化處理裝置的縱切結構示意圖；

圖2為本發(fā)明生化處理裝置的俯視圖；

圖3為本發(fā)明生化處理工藝的流程圖；

圖中：

1、缺氧池；2、兼氧池；3、好氧池；4、混合反應池；5、沉淀池；6、絮凝池；61、第一絮凝池；62、第二絮凝池；63、第三絮凝池；64、第四絮凝池；7、出水槽；8、混合液回流管；9、污泥回流管；10、化學藥劑投加系統(tǒng)；11、攪拌器；12、微孔曝氣盤。

具體實施方式

下面通過說明書附圖對本發(fā)明做進一步地詳細描述。

如附圖1、2所示，本發(fā)明的一種實現高濃度活性污泥法的生化處理裝置，該處理裝置包括依次連通的缺氧池1、兼氧池2、好氧池3、混合反應池4、沉淀池5，好氧池3與缺氧池通過混合液回流管8連接，沉淀池5與缺氧池1通過污泥回流管9連接，混合反應池4上連接化學藥劑投加系統(tǒng)10。

本發(fā)明的缺氧池1、兼氧池2、好氧池3、混合反應池4、沉淀池5通過洞口依次連通，缺氧池1進水，然后依次通過兼氧池2、好氧池3、混合反應池4、沉淀池5，剩余清水排出。本技術方案的生化池包括缺氧池1、兼氧池2、好氧池3，在缺氧池1、兼氧池2、好氧池3內微生物對污水中的污染物進行降解。在好氧池3和沉淀池5之間設置結合化學輔助處理的混合反應池4，混合反應池4上連接化學藥劑投加系統(tǒng)10(化學藥劑投加系統(tǒng)10包括化學藥劑儲箱、水泵和控制閥)，利用投加的化學藥劑去除污染物，由此產生的化學污泥，對生化處理并無不利影響。好氧池3中的混合液通過混合液回流管8回流到缺氧池1中，沉淀池5中的活性污泥通過污泥回流管9連接回流到缺氧池1中，從而使得缺氧池1的活性污泥維持高濃度狀態(tài)。

進一步地，混合反應池4由絮凝池6和出水槽7組成，絮凝池6包括橫向設置的第一絮凝池61、第二絮凝池62、第三絮凝池63、第四絮凝池64，第一絮凝池61與好氧池3的出水口連通，第一絮凝池61、第二絮凝池62、第三絮凝池63、第四絮凝池64、出水槽7依次連通，出水槽7與沉淀池5的進水口連通。第一絮凝池61的進水方式是上進下出，第二絮凝池62的進水方式是下進上出，第三絮凝池63的進水方式是上進下出，第四絮凝池64的進水方式是下進上出，沉淀池5的進水口設置在下端，這樣設置不易出現短流。

其中，第一絮凝池61、第二絮凝池62、第三絮凝池63、第四絮凝池64內均設有攪拌器11，各池中的攪拌器11相互聯(lián)動連接，且各池攪拌器11的直徑依次遞減。

本發(fā)明的技術方案中，絮凝池6位于混合反應池4上游，分為四個部分，沿裝置橫向安排，混合液依次流過。出水槽7位于混合反應池4下游，下部連接沉淀池5的進水口。為了使進水均勻，設置出水槽7，混合液由出水槽7進入到沉淀池5中。各個絮凝池中的攪拌器11，聯(lián)動，各池攪拌器11直徑按5、4、3、2的比例確定，依次遞減，以控制其漿板的邊緣線速度。

本發(fā)明的技術方案中，兼氧池2與好氧池3內均設置有多個微孔曝氣盤12。本發(fā)明一個實施例中，兼氧池2與好氧池3內均設置有φ176mm微孔曝氣盤，各25只，曝氣盤間距縱橫皆為0.5米。本發(fā)明選擇的微孔曝氣盤12將空氣分散成氣泡，擴散到混合液中，使氣泡中的氧溶解到混合液中，提供微生物生化反應所要的溶解氧，同時保證污水的充分混合，使活性污泥處于懸浮狀態(tài)，通過泥、水、氣三相的充分接觸，保證活性污泥充分利用水中的溶解氧來分解污染物。

本發(fā)明的技術方案中，缺氧池1內設置有懸掛式攪拌器，漿板伸入池中，以使得進水污水、好氧池3回流的混合液與沉淀池5回流的污泥混合均勻。缺氧池1設置為兩格，在第一格缺氧池的上端進水，下端出水進入到第二格缺氧池中，再通過上端的出水口進水到兼氧池2中，這樣不易出現短流。好氧池3內安裝有混合液回流泵，混合液回流管8上安裝電磁流量計，以便計量?；旌弦夯亓鞴?上安裝閥門，以便檢修。

本發(fā)明的技術方案中，沉淀池5內設置有鏈式刮泥機和穿孔排泥管，穿孔排泥管與污泥回流管9連接。穿孔排泥管安裝在沉淀池5始端池底，用于收集污泥，穿孔排泥管連接污泥回流管9。沉淀池5內還設置有污泥回流泵，其安裝于污泥回流管9上，污泥回流管9上帶閥門，污泥回流管9上還安裝電磁流量計，以便計量。

本發(fā)明的生化處理裝置可以集中安裝在1eee集裝箱中，便于移動。池體置于集裝箱內，全部配套設備和管道布置在池體之內，便于埋入地下?？刂圃O備、投藥設備、走道、扶梯另設于集裝箱外。集裝箱內外均防腐，整套裝置可以埋于地下，以減少占地面積。

如附圖3所示，本發(fā)明還提供了一種實現高濃度活性污泥法的處理工藝，該工藝包括以下步驟：

(1)進水污水、好氧池3回流的混合液與沉淀池5回流的污泥形成混合液，在缺氧池1內進行反硝化處理；

(2)步驟(1)處理后的混合液在兼氧池2內進行同步硝化與反硝化處理；

(3)步驟(2)處理后的混合液在好氧池3內進行硝化處理，然后將部分混合液回流到缺氧池1中；

(4)在混合反應池4內，向步驟(3)處理后的混合液中投加絮凝劑和混凝劑進行化學輔助除磷；

(5)步驟(4)處理后的混合液在沉淀池進行泥水分離后，清水排放，同時將部分污泥回流到缺氧池1中。

進水污水與來自好氧池3的回流混合液，以及來自沉淀池5的回流污泥，混合形成混合液，依次經過缺氧池1、兼氧池2和好氧池3。在缺氧池1中進行反硝化處理，反硝化細菌將混合液中的硝氮轉化為氮氣排出，在兼氧池2中進行同步硝化反硝化處理，將進水帶來的氨氮直接轉化為氮氣，在好氧池3中進行硝化處理，硝化細菌將將進水帶來的氨氮轉化為硝氮?；旌弦涸诨旌戏磻刂?，投入化學藥劑輔助除磷，進行混合反應，在生物除磷的基礎上，進一步化學除磷，同時提高了活性污泥的沉降性能?；旌弦鹤詈筮M入沉淀池5，進行固液分離，上層澄清水排出，濃縮的污泥回流到裝置前端的缺氧池1中。

其中，混合反應池4由絮凝池6和出水槽7組成，絮凝池6包括橫向設置的第一絮凝池61、第二絮凝池62、第三絮凝池63、第四絮凝池64。這樣，混合液由好氧池3進入到第一絮凝池61中，化學藥劑投加到第一絮凝池61中，混合液依次流過第一絮凝池61、第二絮凝池62、第三絮凝池63、第四絮凝池64。各個絮凝池中的攪拌器11，聯(lián)動，各池攪拌器11直徑依次遞減，以控制其漿板的邊緣線速度。各個絮凝池中的轉速依次遞減，漿板外緣速度分別為0.5m/s、0.4m/s、0.3m/s0.2m/s。在第一絮凝池61中，設置相對較快的轉速，使得化學藥劑與混合液快速地混合均勻，進行絮凝反應；第二絮凝池62、第三絮凝池63、第四絮凝池64中攪拌器的轉速依次遞減，是為了防止在反應過程中，形成的絮凝狀態(tài)被破壞。

步驟(1)中形成混合液的活性污泥濃度mlss控制在6g/l以上。控制的活性污泥濃度較高，使得混合液的有機負荷相對較小，對污染指標具有較高的去除效率。

步驟(2)中控制混合液的溶氧量為0.8-1.2mg/l，步驟(3)中控制混合液的溶氧量為2-2.5mg/l。在溶解氧0.8-1.2mg/l的條件下，細菌利用混合液中的污染物進行同步硝化反硝化處理，在兼氧池2中的同步硝化反硝化的作用下，可以縮短停留時間并在較低回流比的條件下，對氮有極好的去除效果，并可高效地去除總磷和其他的污染物。在好氧池3溶氧量為2-2.5mg/l的條件下，使得硝化細菌混合液中的氨氮轉化為硝氮，后將部分混合液回流到缺氧池1中，形成循環(huán)，從而將污染物中的氮元素很好地去除。

絮凝劑為聚丙烯酰胺，混凝劑為硫酸鋁、堿式氯化鋁、三氯化鐵中的一種。絮凝劑與混凝劑的投加量均為50-100ppm。在混合反應池4中投加絮凝劑和混凝劑進行化學輔助除磷，可以達到出水總磷的嚴格要求，如地方性準iv級排放標準(0.3mg/l)、地面水環(huán)境質量iv級標準(0.3mg/l)或地面水環(huán)境質量iii級標準(0.2mg/l)。

本發(fā)明在實現深度除磷的同時，利用化學輔助除磷投加的化學藥劑，顯著提高活性污泥的沉淀能力，從而穩(wěn)定維持生化處理裝置的高濃度活性污泥，顯著強化生物處理能力，能夠在相當短的水力停留時間內，達到極高的總氮去除效果，同時有效地去除了其它污染物。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。