A²/O和UCT工艺一体化组合污水处理反应器的制作方法

专利名称：A²/O和UCT工艺一体化组合污水处理反应器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种一体化反应器，具体是一种通过在一体化反应器中交替运行两种污水处理工艺A2/O工艺和UCT工艺，从而高效经济的提高一体化反应器对城市生活污水脱氮除磷处理效果的A2/O和UCT工艺一体化组合污水处理反应器。

背景技术：
A2/O(Anaerobic-Anoxic-Oxic)工艺，是在原有生物除磷A/O(Anaerobic-Oxic)工艺的基础上，嵌入一个缺氧池。污水在好氧池中进行硝化反应，好氧池中混合液回流到缺氧池进行反硝化脱氮，沉淀池含磷污泥部分回流和原水一起进入厌氧池，进行厌氧释磷，最后再到好氧池好氧摄磷，这样厌氧-缺氧-好氧相串联的活性污泥系统能同时实现脱氮除磷。A2/O工艺是目前许多脱氮除磷结合工艺的出发点，由于其流程简单、操作方便，在同一系统中能同时实现脱氮除磷，因而得到广泛的应用。
UCT(University of Cape town)工艺，是南非开普敦大学开发的一种类似于A2/O工艺的脱氮除磷工艺。UCT工艺与A2/O工艺不同之处在于将沉淀池的污泥回流到缺氧池，污泥中携带的硝酸盐在缺氧池中反硝化脱氮，避免了回流至厌氧池时对除磷效果的影响。同时为了弥补厌氧池中污泥的流失，增设缺氧池至厌氧池的污泥回流。UCT工艺的除磷效果获得较大的提高，但是由于整加了回流系统，也提高了运行成本。

实用新型内容本实用新型的目的在于结合上述A2/O与UCT两种工艺存在的优点，提供一种可节约空间和投资成本的A2/O和UCT工艺一体化组合污水处理反应器，通过控制一体化反应器中污泥回流管网和混合液回流管网的关停，实现交替运行A2/O工艺和UCT工艺。
为达到上述实用新型目的，本实用新型采取了如下工艺技术方案 A2/O和UCT工艺一体化组合污水处理反应器，包括厌氧区、缺氧区、好氧区和沉淀区，进水管与厌氧区连接；厌氧区、缺氧区中设有潜水推流搅拌机；好氧区设有多个微孔曝气盘；沉淀区的前端设有整流区，后端设有出水区，鼓风机与好氧区连接；设有阀门的回流污泥管之一和回流污泥管之二分别从沉淀区连接到厌氧区和缺氧区，设有阀门的混合液回流管之一及混合液回流管之二分别由好氧区的末端及缺氧区的末端连接到缺氧区及厌氧区的前端。
为进一步实现本实用新型目的，所述反应器还设有剩余污泥排管，剩余污泥排管设在回流污泥管之一的管道后，与外界接通。
所述厌氧区、缺氧区和好氧区分别设有厌氧区分隔板、缺氧区分隔板和好氧区隔板；厌氧区分隔板、缺氧区分隔板及好氧区隔板分别将厌氧区、缺氧区及好氧区隔成三格、四格及三格。
在好氧区的三格中设有42个微孔曝气盘。
所述回流污泥管之一和回流污泥管之二通过同一管道从沉淀区引出，再分别连接到厌氧区和缺氧区。
所述回流污泥管之一和回流污泥管之二共用的管道上，以及混合液回流管之一和混合液回流管之二分别设有排污泵。
本实用新型A2/O和UCT工艺一体化组合污水处理反应器对实际生活污水进行处理，处理规模为312m3/d，好氧区水力停留时间为2-5.8小时，厌氧区水力停留时间为1.0-2.5小时，缺氧区水力停留时间为2.0-4.0小时。
与已有技术相比，本实用新型具有如下有益效果 (1)本实用新型由于所有回流污泥管及混合液回流管中设置阀门，当运行A2/O工艺时，打开回流污泥管之一和混合液回流管之一，关闭回流污泥管之二、混合液回流管之二和剩余污泥管；当运行UCT工艺时，打开回流污泥管之二、混合液回流管之一及混合液回流管之二，关闭回流污泥管之一和剩余污泥管。该A2/O和UCT工艺一体化组合污水处理反应器可灵活运行A2/O工艺和UCT工艺。
(2)通过与实际污水处理厂运行单一AB工艺进行对比，本实用新型反应器对污染物的去除效果有较大的提升，其中对COD、氨氮都具有很好的效果，出水COD在50mg/L以下(实际生活污水，处理规模312m3/d)，氨氮在5mg/L以下；对TN、TP的去除效果均优于实际污水处理厂运行单一AB工艺的处理效果。
(3)当处理污水含磷浓度不高时，运行A2/O工艺可以高效经济的进行生物脱氮除磷处理；当处理污水含磷浓度较高且要求脱氮作用时，运行UCT工艺可以有效提高除磷效果，并能保证脱氮要求。本实用新型在一体化反应器中进行污水处理，可以节约空间和投资成本；而结合两种污水处理工艺，整合技术优势，可以根据不同污水处理的要求，灵活方便的进行操作。

图1为本实用新型一体化组合工艺城市污水处理反应器结构示意图； 图2-1为一体化组合工艺城市污水处理反应器A2/O工艺对COD的去除效果示意图； 图2-2为一体化组合工艺城市污水处理反应器UCT工艺对COD的去除效果示意图； 图3-1为本实用新型一体化组合A2/O工艺城市污水处理氨氮的去除效果示意图； 图3-2为本实用新型一体化组合UCT工艺城市污水处理对氨氮的去除效果示意图； 图4-1为本实用新型一体化组合A2/O工艺城市污水处理对TN的去除效果示意图； 图4-2为本实用新型一体化组合UCT工艺城市污水处理对TN的去除效果示意图； 图5-1为本实用新型一体化组合A2/O工艺城市污水处理对TP的去除效果示意图。
图5-2为本实用新型一体化组合UCT工艺城市污水处理对TP的去除效果示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图来对本实用新型作进一步说明，但本实用新型所要求保护的范围并不局限于具体实施方式
中所描述的范围。
本实用新型的装置如附图1所示，A2/O和UCT工艺一体化组合污水处理反应器，包括进水管1、厌氧区2、厌氧区分隔板3、潜水推流搅拌机4、缺氧区5、缺氧区分隔板6、好氧区7、好氧区隔板8、微孔曝气盘9、整流区10、沉淀区11及出水区12。按水流方向，进水管1设在厌氧区2的角部；厌氧区2和缺氧区5中皆设有2个潜水推流搅拌机4；厌氧区分隔板3缺氧区分隔板6及好氧区隔板8分别将厌氧区2、缺氧区5及好氧区7隔成三格、四格及三格；在好氧区的三格中设有42个微孔曝气盘9；2台鼓风机18与好氧区7连接。整流区10设于沉淀区11的前端；出水区12设于沉淀区11的末端。A2/O和UCT工艺一体化组合污水处理反应器还设有回流污泥管13、回流污泥管14、剩余污泥排管15、混合液回流管16及混合液回流管17；回流污泥管13和回流污泥管14分别从沉淀区11连接到厌氧区2和缺氧区5，剩余污泥排管15设在回流污泥管13的管道后，与外界连通；该连接方式还可以是回流污泥管之一13和回流污泥管之二14通过同一管道从沉淀区引出，再分别连接到厌氧区2和缺氧区5。混合液回流管16及混合液回流管17分别由好氧区7的末端及缺氧区5的末端连接到缺氧区5及厌氧区2的前端。上述所有回流污泥管及混合液回流管中设置阀门。当运行A2/O工艺时，打开回流污泥管13和混合液回流管16，关闭回流污泥管14、混合液回流管17和剩余污泥管15；当运行UCT工艺时，打开回流污泥管14、混合液回流管16及混合液回流管17，关闭回流污泥管13和剩余污泥管15。
回流污泥管之一13和回流污泥管之二14共用的管道上，以及混合液回流管之一16和混合液回流管之二17分别设有排污泵19。
A2/O和UCT工艺一体化组合污水处理反应器设有4个潜水推流搅拌机，两个鼓风机18潜水推流搅拌机可以控制反应器内厌氧区和缺氧区溶解氧为0.1～0.6mg/L。鼓风机曝气控制好氧区溶解氧为1～3mg/L。
本实用新型的改进之处在于在一体化反应器中交替运行A2/O工艺和UCT工艺，设置两种工艺的所有回流系统，通过阀门控制各个回流系统的关停，灵活交替运行两种工艺。
本实用新型用上述一体化组合工艺反应器对广州市某污水处理厂实际城市污水进行处理，有效容积为190m3，处理规模为312m3/d，好氧区水力停留时间为5.84小时，厌氧区水力停留时间为1.45小时，缺氧区水力停留时间为2.25小时。
实施效果 1、COD的去除效果 由附图2-1、图2-2可以看出一体化组合工艺城市生活污水处理反应器对COD有很好的处理效果。对于处理实际生活污水，进水COD为150～250mg/L，A2/O和UCT工艺一体化组合污水处理反应器的出水COD保持在50mg/L以下，均可达到国家排放一级标准。
2、氮的去除 2.1氨氮的硝化作用 由附图3-1、图3-2可以看出，在碱度足够的情况下，一体化组合工艺城市生活污水处理反应器对于氨氮的硝化作用十分彻底。A2/O和UCT工艺一体化组合污水处理反应器在处理生活污水的过程中，进水氨氮为20mg/L、TN在20多mg/L的情况下，最终出水氨氮都保持在5mg/L以下，去除率在80％以上，其中运行A2/O工艺时出水氨氮有些浮动，运行UCT工艺时出水氨氮均保持在2mg/L左右。广州市现有大型城市污水处理厂工艺氨氮去除率只有70％～80％左右，相比提高了总氮去除率10％左右。
2.2反硝化脱氮作用 在缺氧区，反硝化细菌利用进水中易生物降解的COD作电子受体，使硝基氮还原成N2，从而使氮营养元素从水体中去除。在A2/O和UCT工艺一体化组合污水处理反应器中，A2/O工艺和UCT工艺均能有效进行反硝化脱氮作用，如图4-1、图4-2所示，出水总氮保持在10mg/L左右，总氮去除率在50％以上。在对实际生活污水、TN进水浓度高、波动较大的情况下，要提高反硝化脱氮效果，可以适当增加缺氧区的水力停留时间，严格控制反应器各反应段溶解氧，创造低氧状态下良好的反硝化脱氮效果。广州市某大型城市污水处理厂工艺总氮去除率只有30％～40％左右，相比提高了总氮去除率20％左右。
3、P的去除 磷的去除的影响因素也较多。A2/O和UCT工艺一体化组合污水处理反应器可以尽量消除DO的影响、有机物的影响、硝基氮的影响。缺氧区的存在，为聚磷菌提供一个厌氧放磷的场所，直接进水中的有机物为后续的好氧聚磷作用提供基质，从缺氧区回流混合液最大限度地消除硝酸盐氮对磷的释放的影响。
如图5-1、图5-2所示，在进水的实际生活污水中总磷在2mg/L以上变化时，A2/O和UCT工艺一体化组合污水处理反应器运行A2/O工艺，虽然能良好的进行反硝化脱氮，但是除磷效果不稳，出水TP在0.5mg/L左右，TP去除率在80％左右；这时运行UCT工艺，可以保持出水TP在0.2mg/L左右，去除率在80％以上。A2/O和UCT工艺一体化组合污水处理反应器在对实际生活污水处理工程状态的情况下取得的良好的除磷效果，若要进一步提高除磷率，可以适当增加厌氧区的水力停留时间。广州市某大型城市污水处理厂工艺生物除磷去除率只有60％左右，相比提高了除磷去除率20％以上。
综合上述实验，本实用新型一体化组合工艺城市生活污水处理反应器对污染物的去除效果如下对COD、氨氮的去除效果好，出水COD在50mg/L以下，氨氮出水在5mg/L以下；TN去除率在TN去除率在50％左右；对TP的去除率在80％左右。
权利要求1、A2/O和UCT工艺一体化组合污水处理反应器，包括厌氧区(2)、缺氧区(5)、好氧区(7)和沉淀区(11)，进水管(1)设在厌氧区(2)的角部；厌氧区(2)、缺氧区(5)中皆设有潜水推流搅拌机(4)；好氧区(7)设有多个微孔曝气盘(9)；沉淀区(11)的前端设有整流区(10)，后端设有出水区(12)，鼓风机(18)与好氧区(7)连接；其特征在于，设有阀门的回流污泥管之一(13)和回流污泥管之二(14)分别从沉淀区(11)连接到厌氧区(2)和缺氧区(5)，设有阀门的混合液回流管之一(16)及混合液回流管之二(17)分别由好氧区(7)的末端及缺氧区(5)的末端连接到缺氧区(5)及厌氧区(2)的前端。
2、根据权利要求1所述的A2/O和UCT工艺一体化组合污水处理反应器，其特征在于所述反应器还设有剩余污泥排管(15)，剩余污泥排管(15)设在回流污泥管之一(13)的管道后，与外界接通。
3、根据权利要求1或2所述的A2/O和UCT工艺一体化组合污水处理反应器，其特征在于所述厌氧区(2)、缺氧区(5)和好氧区(7)分别设有厌氧区分隔板(3)、缺氧区分隔板(6)和好氧区隔板(8)；厌氧区分隔板(3)、缺氧区分隔板(6)及好氧区隔板(8)分别将厌氧区(2)、缺氧区(5)及好氧区(7)隔成三格、四格及三格。
4、根据权利要求3所述的A2/O和UCT工艺一体化组合污水处理反应器，其特征在于在好氧区(7)的三格中设有42个微孔曝气盘。
5、根据权利要求1所述的A2/O和UCT工艺一体化组合污水处理反应器，其特征在于所述回流污泥管之一(13)和回流污泥管之二(14)通过同一管道从沉淀区(11)引出，再分别连接到厌氧区(2)和缺氧区(5)。
6、根据权利要求5所述的A2/O和UCT工艺一体化组合污水处理反应器，其特征在于所述回流污泥管之一(13)和回流污泥管之二(14)共用的管道上，以及混合液回流管之一(16)和混合液回流管之二(17)分别设有排污泵(19)。
专利摘要本实用新型公开了A2/O和UCT工艺一体化组合污水处理反应器。该反应器包括厌氧区(2)、缺氧区(5)、好氧区(7)和沉淀区(11)，设有阀门的回流污泥管之一(13)和回流污泥管之二(14)分别从沉淀区(11)连接到厌氧区(2)和缺氧区(5)，设有阀门的混合液回流管之一(16)及混合液回流管之二(17)分别由好氧区(7)的末端及缺氧区(5)的末端连接到缺氧区(5)及厌氧区(2)的前端。本实用新型在一体化反应器中交替运行两种污水处理工艺，通过在一体化反应器中设置厌氧池、缺氧池和好氧池，能有效经济的实现脱氮除磷作用。在不同条件要求下，交替运行两种工艺，整合技术资源，实现高效而经济的生活污水处理功能。
文档编号C02F3/30GK201141000SQ20072006187
公开日2008年10月29日 申请日期2007年12月18日 优先权日2007年12月18日
发明者周少奇, 丁进军 申请人:华南理工大学