一種自控間歇式進(jìn)水分段曝氣處理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明屬于污水生物處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于污水處理的自控間歇式進(jìn)水分段曝氣系統(tǒng)，能夠通過(guò)時(shí)間繼電器控制進(jìn)水栗和曝氣機(jī)間歇式運(yùn)行以實(shí)現(xiàn)曝氣區(qū)的不同曝氣量需求，并通過(guò)分區(qū)控制處理以實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的氨氮清除。
【背景技術(shù)】
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[0002]氮是水環(huán)境中的一個(gè)很重要的污染因子，其在污水中的主要存在形式為分子態(tài)氮、有機(jī)態(tài)氮、氨態(tài)氮、亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮以及硫氰化物和氰化物等，在未處理的原廢水中的主要存在形式為有機(jī)態(tài)氮和氨態(tài)氮，在經(jīng)二級(jí)生化處理后水中的主要存在形式為氨態(tài)氮和硝態(tài)氮；在新鮮的生活污水中，有機(jī)氮約占60%、氨氮約占40%，在陳腐的生活污水中，因受生物的分解使得有機(jī)氮含量有所降低而氨氮含量有所升高，許多工業(yè)廢水中如制革廢水、食品加工廢水、煉焦廢水、合成氨廢水等均含有大量的氮素污染物，而畜禽養(yǎng)殖廢水中也含有大量的氮素污染物，例如1999年我國(guó)排放的200億t養(yǎng)殖廢水中氮污染物高達(dá)1579t;值得關(guān)注的是，在解決垃圾問(wèn)題后，垃圾滲濾液已然成了突出的新問(wèn)題。
[0003]因此，廢水的脫氮處理已成為環(huán)境工作者研究的熱點(diǎn)之一。現(xiàn)有技術(shù)中的廢水脫氮處理主要有生物法和物理化學(xué)法(簡(jiǎn)稱(chēng)物化法)兩大類(lèi)，物化法主要包括空氣吹脫法、選擇性離子交換法、折點(diǎn)氯化法、磷酸氨鎂沉淀法等，但由于物化法的成本較高，而且容易造成二次污染，因此其推廣受到諸多限制；而生物脫氮法由于其具有的經(jīng)濟(jì)、有效、易操作、無(wú)二次污染等特點(diǎn)，被公認(rèn)為是具有發(fā)展前途的方法。生物脫氮可大致分為傳統(tǒng)脫氮和生物脫氮新工藝兩種，所謂傳統(tǒng)脫氮工藝，主要是指分級(jí)硝化和反硝化工藝、在時(shí)間上造成交替好氧和缺氧環(huán)境的同一個(gè)反應(yīng)器中進(jìn)行硝化與反硝化、后置反硝化工藝、前置反硝化工藝、A/0工藝、Badenpho、A2/0、UCT、VIP、JBH、AAA工藝等；而針對(duì)生物脫氮技術(shù)的新工藝和新概念上，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者取得了不少研究成果。
[0004]生物脫氮新工藝主要是指短程硝化反硝化(Sharon)工藝、同時(shí)硝化反硝化(SND)和厭氧氨氧化(ΑΜΑΜΜ0Χ)等；短程硝化反硝化工藝主要是用來(lái)處理城市污水二級(jí)處理系統(tǒng)中污泥硝化上清液和垃圾濾出液等高氨高溫廢水的，但大量的城市污水均屬于低溫低氨污水，要使城市污水保溫在30?35°C難以實(shí)現(xiàn)，因此，對(duì)低溫低氨的城市污水如何實(shí)現(xiàn)短程硝化反硝化還需進(jìn)一步研究；0LAND工藝是基于亞硝酸型硝化一厭氧氨氧脫氮技術(shù)而開(kāi)發(fā)的生物脫氮新工藝，其是在低氧濃度下實(shí)現(xiàn)亞硝酸鹽的積累，但是懸浮系統(tǒng)在低氧下活性污泥易解體和發(fā)生絲狀膨脹，因此低氧影響活性污泥的沉降性、污泥膨脹，以及對(duì)除氮以外的污染物質(zhì)去除效果等，所以仍需進(jìn)一步研究；雖然可以利用亞硝酸菌和硝酸菌的生理機(jī)制和動(dòng)力學(xué)特性的差異進(jìn)行控制，但由于微生物的變異性，采用抑制途徑實(shí)現(xiàn)亞硝酸型硝化必然會(huì)導(dǎo)致微生物對(duì)不良環(huán)境的適應(yīng)性，致使系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中不耐沖擊負(fù)荷導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行可能失敗，因此對(duì)于如何有效控制和實(shí)現(xiàn)亞硝酸鹽氮的積累，維持的途徑還需更深入的研究和探索。鑒于此，本發(fā)明研究設(shè)計(jì)出一種新型的污水生物脫氮工藝，采用間歇式進(jìn)水和曝氣方式，經(jīng)三段生化反應(yīng)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的去氮深化處理。
【發(fā)明內(nèi)容】
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[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，尋求設(shè)計(jì)一種自控間歇式進(jìn)水分段曝氣處理系統(tǒng)，能夠在高效去除氨氮的同時(shí)確保有機(jī)質(zhì)的去除，并對(duì)不同的污泥齡及基質(zhì)均具有去除能力。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明設(shè)計(jì)的自控間歇式進(jìn)水分段曝氣處理系統(tǒng)主體結(jié)構(gòu)包括進(jìn)水管、進(jìn)水栗、I段曝氣區(qū)、II段沉積區(qū)、III段曝氣區(qū)、出水管、II段排泥管、III段排泥管、污泥回流栗、回流污泥管、污泥排放管、I段鼓風(fēng)機(jī)、III段鼓風(fēng)機(jī)、I段風(fēng)管、III段風(fēng)管、I號(hào)時(shí)間繼電器、II號(hào)時(shí)間繼電器和III號(hào)時(shí)間繼電器，I段曝氣區(qū)、II段沉積區(qū)和III段曝氣區(qū)相鄰設(shè)置，I段曝氣區(qū)中設(shè)置有與進(jìn)水栗連接的進(jìn)水管用于抽取污水，進(jìn)水栗上設(shè)置有I號(hào)時(shí)間繼電器用于控制間歇式進(jìn)水；結(jié)構(gòu)相同的I段曝氣區(qū)和III段曝氣區(qū)中分別設(shè)置有I段風(fēng)管和III段風(fēng)管，I段風(fēng)管和III段風(fēng)管分別與I段鼓風(fēng)機(jī)和III段鼓風(fēng)機(jī)密封對(duì)接，I段鼓風(fēng)機(jī)和III段鼓風(fēng)機(jī)上分別設(shè)置有II號(hào)時(shí)間繼電器和III號(hào)時(shí)間繼電器，以分別控制I段曝氣區(qū)和III段曝氣區(qū)的間歇式曝氣；I段曝氣區(qū)中埋設(shè)有回流污泥管，II段沉積區(qū)和III段曝氣區(qū)中分別埋設(shè)有II段排泥管和III段排泥管，回流污泥管分別與并聯(lián)式連通的II段排泥管和III段排泥管串聯(lián)式連通，并聯(lián)的II段排泥管和III段排泥管與回流污泥管之間設(shè)置有污泥回流栗，用于將II段沉積區(qū)和III段曝氣區(qū)中的部分污泥送入I段曝氣區(qū)中；111段曝氣區(qū)外圍埋設(shè)的污泥排放管與II段排泥管和III段排泥管并聯(lián)式連通，用于排除II段沉積區(qū)和III段曝氣區(qū)中的剩余污泥，III段曝氣區(qū)中設(shè)置有出水管用于排出曝氣處理后的水體，實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的自控間歇式進(jìn)水分段曝氣處理。
[0007]優(yōu)選的，所述II段排泥管、III段排泥管、回流污泥管和污泥排放管均為結(jié)構(gòu)相同的管道；I號(hào)時(shí)間繼電器、II號(hào)時(shí)間繼電器和III號(hào)時(shí)間繼電器均預(yù)先根據(jù)間歇進(jìn)水和曝氣的需要設(shè)定有延時(shí)時(shí)間。
[0008]優(yōu)選的，所述I段曝氣區(qū)中曝氣運(yùn)行方式為連續(xù)式或間歇式，間歇式包括進(jìn)水時(shí)/進(jìn)水后；111段曝氣區(qū)中曝氣運(yùn)行方式為間歇式，包括進(jìn)水前、進(jìn)水時(shí)/進(jìn)水后；II段沉積區(qū)中以傳統(tǒng)方式提供的亞硝酸鹽作為厭氧氨氧化的基質(zhì)污泥。
[0009]進(jìn)一步的，所述自控間歇式進(jìn)水分段曝氣處理系統(tǒng)的具體運(yùn)行過(guò)程包括以下步驟:
[0010](I) I段高負(fù)荷間歇曝氣:進(jìn)水栗在I號(hào)時(shí)間繼電器的控制下通過(guò)進(jìn)水管向I段曝氣區(qū)中間歇式送入污水，I段鼓風(fēng)機(jī)在II號(hào)時(shí)間繼電器的控制下通過(guò)I段風(fēng)管向I段曝氣區(qū)中間歇式充氧曝氣，污泥回流栗通過(guò)II段排泥管、III段排泥管和回流污泥管向I段曝氣區(qū)中回流部分污泥，實(shí)現(xiàn)I段曝氣區(qū)中間歇式進(jìn)水、曝氣、停曝運(yùn)行模式；
[0011](2) II段氨氧化反應(yīng):I段曝氣區(qū)中經(jīng)曝氣后的污水被推流至II段沉積區(qū)中，在II段沉積區(qū)中沉積的污泥作用下，水體中的亞硝酸鹽與氨氮發(fā)生氨氧化反應(yīng)，反應(yīng)后的污水被推流至III段曝氣區(qū)中，部分沉積的污泥在污泥回流栗的作用下通過(guò)II段排泥管和回流污泥管回流至I段曝氣區(qū)中；
[0012](3) III段低負(fù)荷間歇曝氣JII段鼓風(fēng)機(jī)在III號(hào)時(shí)間繼電器的控制下通過(guò)III段風(fēng)管向III段曝氣區(qū)中的污水進(jìn)行間歇式充氧曝氣，實(shí)現(xiàn)III段曝氣區(qū)中間歇式曝氣、停曝運(yùn)行模式，以進(jìn)一步去除污水中的有機(jī)質(zhì)和氨氮；
[0013](4)污泥與凈水的排出:111段曝氣區(qū)中的水體在停曝期間進(jìn)行沉淀，沉積到III段曝氣區(qū)底部的污泥沿III段排泥管進(jìn)入II段排泥管/污泥排放管，或回流至I段曝氣區(qū)或排出處理系統(tǒng)；III段曝氣區(qū)中沉淀后的凈水通過(guò)出水管被推送出曝氣處理系統(tǒng)。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，在I段曝氣區(qū)中交替形成好氧和厭氧環(huán)境，在高負(fù)荷、低氧狀態(tài)下進(jìn)行硝化與反硝化同步反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)有機(jī)質(zhì)的去除、亞硝酸鹽的積累和氮的去除；在II段沉積區(qū)缺氧、高污泥狀態(tài)下，實(shí)現(xiàn)厭氧氨氧化對(duì)氮的進(jìn)一步去除；III段曝氣區(qū)作為精處理，在低負(fù)荷、低氧狀態(tài)下間歇曝氣以進(jìn)一步去除有機(jī)質(zhì)和氨氮，并形成較長(zhǎng)泥齡的污泥回流給I段曝氣區(qū)；污泥間的交換能夠避免低溶解氧狀態(tài)下的污泥膨脹，多段式組合能夠避免斷流并實(shí)現(xiàn)分區(qū)控制，時(shí)間繼電器控制間歇式運(yùn)行方便、靈活，且各段的間歇性與整體的連續(xù)性相結(jié)合，能夠做到功能明確、取長(zhǎng)補(bǔ)短；兩段曝氣區(qū)的間歇曝氣和高低負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)不同的污泥齡和基質(zhì)去除能力；該系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，原理科學(xué)，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，投資成本低，控制方式簡(jiǎn)單，可調(diào)性強(qiáng)，靈活度高，處理效果好，處理效率高。
【附圖說(shuō)明】
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[0015]圖1為本發(fā)明的主體結(jié)構(gòu)平面原理示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明涉及的I段曝氣區(qū)、II段沉積區(qū)和III段曝氣區(qū)的剖面結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0017]圖3為本發(fā)明涉及的處理系統(tǒng)的運(yùn)行流程原理示意框圖。
【具體實(shí)施方式】
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[0018]下面結(jié)合附圖并通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0019]實(shí)施例:
[0020]本實(shí)施例涉及的曝氣處理系統(tǒng)主體結(jié)構(gòu)包括進(jìn)水管1、進(jìn)水栗2、I段曝氣區(qū)3、II段沉積區(qū)4、111段曝氣區(qū)5、出水管6、II段排泥管7、111段排泥管8、污泥回流栗9、回流污泥管10、污泥排放管11、I段鼓風(fēng)機(jī)12、111段鼓風(fēng)