高效脱氮除磷多级AO+SBR污水处理反应池及方法与流程

本发明涉及一种水处理系统及方法，更具体的说，是涉及一种高效脱氮除磷多级AO+SBR污水处理反应池及方法。
背景技术：
：随着对出水水质要求的提高，污水处理已经由单独的去除SS、BOD、COD等污染物发展到脱氮除磷技术工艺。A2O工艺及其变种尤其是分段进水多级A/O工艺通过厌氧、缺氧、好氧的交替及分点进水来实现脱氮除磷的功能。分段进水多级A/O工艺由于能够合理利用碳源，较好的解决了脱氮除磷对碳源需求的矛盾，目前已经逐步发展成脱氮除磷的主流处理工艺。分段进水多级A/O工艺是由多个串联的A/O组成，回流污泥从首段进入，而污水按照一定比例从每个缺氧段进入。从形式上看，分段进水多级A/O工艺属于后置反硝化的范畴。在理想状态下，系统中每一段好氧区产生的硝化液直接进入下一段的缺氧区进行反硝化。因此，理论上不需要设置内回流设施。从脱氮方式上，除末端An段外，其他混合液均参与了反硝化过程。与传统A/O工艺相比，分段进水多级A/O工艺在节省能耗的同时可获得更高的反硝化率。但其主要存在三方面的缺点：一、由于在厌氧段无进水碳源的补充，因此除磷效率还有待进一步提高。二、进水碳源不足时，最末端An段只有好氧段，可能造成出水TN超标，解决这一办法的主要途径是最末段好氧设置污泥内回流，通过回流去除硝态氮或减少最末端缺氧段的进水比例。三、生物反应段与沉淀段分开，占地较大。SBR工艺由于其固有的脱氮除磷效率较低下的原因，近年来通过研究已成功开发出MSBR工艺。MSBR的流程的实质与传统A2/O工艺一样，也是通过厌氧、缺氧、好氧的交替来实现脱氮除磷的功能。但由于MSBR工艺强化了各反应区的功能，为各优势菌种创造了更优越的环境和水力条件，无论从理论上分析，或者实际的运行结果看，MSBR工艺是生物除磷脱氮效果较为理想，同时，MSBR工艺的厌氧区还可作为系统的厌氧酸化段，对进水中的高分子难降解有机物起到厌氧水解作用，聚磷菌释磷过程中释放的能量，可供聚磷菌主动吸收乙酸、H+、和e-、使之以PHB形式贮存在菌体内，从而促进有机物的酸化过程，提高污水的可生化性和好氧过程的反应速率，厌氧、缺氧、好氧过程的交替进行使厌氧区同时起到优化选择器的作用。但MSBR工艺存在固有缺点，由于其进水全部通过厌氧段后至缺氧段，好氧段通过大量内回流至缺氧段进行反硝化，碳源利用效率低于分段进水多级A/O工艺、大量内回流不够节约能耗；另外MSBR池各SBR工艺段曝气不能再时序上衔接，造成鼓风机瞬时高峰供气，不利于鼓风机的运行。技术实现要素：本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，在目前脱氮除磷主要采用厌氧、缺氧、好氧的交替来实现脱氮除磷功能这一理论体系框架内，根据工艺流程，提供一种高效脱氮除磷多级AO+SBR污水处理反应池及方法，给出了巧妙的池型布置方式，将多级AO与SBR工艺融合成为一种新型的组合式处理工艺，融合了多级AO工艺及MSBR工艺的原理及优点。本发明的目的可通过以下技术方案实现。本发明的高效脱氮除磷多级AO+SBR污水处理反应池，包括并排设置的综合管廊间和泥水分离池，所述综合管廊间一侧由左至右依次设置有彼此间连通的第一好氧池、第一缺氧池、第二好氧池、第二缺氧池、第三好氧池、第三缺氧池和第一SBR池，所述第一好氧池左侧设置有第一厌氧池和第一预缺氧池，所述第一厌氧池分别连通第一预缺氧池和第一好氧池，所述综合管廊间另一侧由左至右依次设置有彼此间连通的第四好氧池、第四缺氧池、第五好氧池、第五缺氧池、第六好氧池、第六缺氧池和第二SBR池，所述第四好氧池左侧设置有第二厌氧池和第二预缺氧池，所述第二厌氧池分别连通第二预缺氧池和第四好氧池，所述第一厌氧池、第一预缺氧池、第一缺氧池、第二缺氧池和第三缺氧池均连接有第一污水进水管，所述第二厌氧池、第二预缺氧池、第四缺氧池、第五缺氧池和第六缺氧池均连接有第二污水进水管，所述第一SBR池和第二SBR池分别连接有第一出水管和第二出水管，所述第一SBR池和第二SBR池均与泥水分离池连通，所述泥水分离池通过上清液管分别连通第三缺氧池和第六缺氧池，所述泥水分离池通过污泥管分别连通第一预缺氧池和第二预缺氧池。所述第一SBR池和第二SBR池均通过回流泵与泥水分离池相连通。所述第一好氧池、第二好氧池、第三好氧池、第四好氧池、第五好氧池、第六好氧池、第一缺氧池、第二缺氧池、第三缺氧池、第四缺氧池、第五缺氧池、第六缺氧池、第一SBR池、第二SBR池、第一厌氧池、第二厌氧池、第一预缺氧池和第二预缺氧池内均设置有与爆气系统联动的溶氧测定仪。所述第一厌氧池、第一预缺氧池、第一好氧池、第一缺氧池、第二好氧池、第二缺氧池、第三好氧池、第三缺氧池、第一SBR池构成第一个系列，所述第二厌氧池、第二预缺氧池、第四好氧池、第四缺氧池、第五好氧池、第五缺氧池、第六好氧池、第六缺氧池、第二SBR池构成第二个系列，两个系列同时连续进水，循环切换排水。本发明的目的还可通过以下技术方案实现。高效脱氮除磷的多级AO+SBR组合式污水处理方法，包括以下步骤：(1)进厂污水经预处理工序后分点进入第一预缺氧池、第二预缺氧池、第一厌氧池、第二厌氧池、第一缺氧池、第二缺氧池、第三缺氧池、第四缺氧池、第五缺氧池、第六缺氧池，经过硝化和反硝化作用后分别进入第一SBR池和第二SBR池，进入泥水分离池；(2)经泥水分离池分离出的上清液分别输送至第三缺氧池和第六缺氧池，经泥水分离池浓缩出的污泥通过提升分别进入第一预缺氧池和第二预缺氧池与部分污水混合，进行缺氧反硝化脱氮；(3)缺氧反硝化脱氮后的污泥混合液，分别进入第一厌氧池和第二厌氧池进行释磷，然后分别进入第一好氧池和第四好氧池进行硝化反应，进入第一缺氧池和第四缺氧池进行反硝化作用，经过后续重复的硝化、反硝化作用后分别进入第一SBR池和第二SBR池，进入泥水分离池，形成循环。所述进厂污水通过第一污水进水管输送至第一预缺氧池、第一厌氧池、第一缺氧池、第二缺氧池、第三缺氧池，通过第二污水进水管输送至第二预缺氧池、第二厌氧池、第四缺氧池、第五缺氧池、第六缺氧池，且所述第一污水进水管和第二污水进水管同时连续进水。所述第一SBR池和第二SBR池循环切换出水，间歇排水。与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：(1)本发明在OA段和SBR段内均设置有与爆气系统联动的溶氧测定仪，使之能够自动调整鼓风量以节省能耗，运行周期的切换及各设备的时序操作均实行自动控制；(2)本发明采用集约型一体化设计及深池型结构，不单独设置二沉池和回流泵房，节省了工艺水头损失，提高了土地利用率；本发明为厌氧段保留进水口，对生物除磷来说，连续的厌氧池进水可大大提高厌氧区BOD5及VFA(挥发性脂肪酸)的浓度，从而改善除磷效果；(3)本发明是由多级AO系统与SBR系统串联组成，集合了多级AO与MSBR的全部优势，出水水质稳定和高效，并且有较强的耐冲击负荷能力；多级AO与SBR工艺的融合更好的利用了碳源，其在多级AO段分点连续进水，将大部分好氧量从SBR池转移到连续运行的AO池中，解决了以往SBR反应池的设备利用率不高的问题；(4)本发明由于主反应段采用多级AO，因此本工艺与MSBR相比，减少了好氧污泥回流，提高了起端反应段的污泥浓度，提高了缺氧段反硝化反应速率，提高了好氧段硝化反应速率；大部分反应区域采用多级AO方式运行，避免了单纯采用SBR运行时不能适应水力冲击负荷的问题；(5)本发明延续了MSBR工艺中泥水分离池的设置，通过SBR池中沉淀段及泥水分离池的分离，进一步提高外回流的污泥浓度，提高了缺氧段、好氧段的反应速率。附图说明图1是本发明中反应池的平面布置图；图2是本发明中生物反应段处理工艺流程图。附图标记:A1第一厌氧池；A2第一预缺氧池；A3第一好氧池；A4第一缺氧池；A5第二好氧池；A6第二缺氧池；A7第三好氧池；A8第三缺氧池；A9第一SBR池；A10第一出水管；A11第一污水进水管；B1第二厌氧池；B2第二预缺氧池；B3第四好氧池；B4第四缺氧池；B5第五好氧池；B6第五缺氧池；B7第六好氧池；B8第六缺氧池；B9第二SBR池；B10第二出水管；B11第二污水进水管；C1泥水分离池；C2上清液管；C3污泥管；D综合管廊间。具体实施方式下面结合附图对本发明作进一步的描述。本发明的高效脱氮除磷多级AO+SBR污水处理反应池，如图1所示，包括并排设置的综合管廊间D和泥水分离池C1，所述综合管廊间D一侧由左至右依次设置有彼此间连通的第一好氧池A3、第一缺氧池A4、第二好氧池A5、第二缺氧池A6、第三好氧池A7、第三缺氧池A8和第一SBR池A9，所述第一好氧池A3左侧设置有第一厌氧池A1和第一预缺氧池A2，所述第一厌氧池A1分别连通第一预缺氧池A2和第一好氧池A3。所述综合管廊间D另一侧由左至右依次设置有彼此间连通的第四好氧池B3、第四缺氧池B4、第五好氧池B5、第五缺氧池B6、第六好氧池B7、第六缺氧池B8和第二SBR池B9，所述第四好氧池B3左侧设置有第二厌氧池B1和第二预缺氧池B2，所述第二厌氧池B1分别连通第二预缺氧池B2和第四好氧池B3。所述第一厌氧池A1、第一预缺氧池A2、第一缺氧池A4、第二缺氧池A6和第三缺氧池A8均连接有第一污水进水管A11。所述第二厌氧池B1、第二预缺氧池B2、第四缺氧池B4、第五缺氧池B6和第六缺氧池B8均连接有第二污水进水管B11。所述第一SBR池A9和第二SBR池B9分别连接有第一出水管A10和第二出水管B10，所述第一SBR池A9和第二SBR池B9均通过回流泵与外回流泥水分离池C1(污泥浓缩池)相连通。所述泥水分离池C1通过上清液管C2分别连通第三缺氧池A8和第六缺氧池B8，所述泥水分离池C1通过污泥管C3分别连通第一预缺氧池A2和第二预缺氧池B2。所述第一好氧池A3、第二好氧池A5、第三好氧池A7、第四好氧池B3、第五好氧池B5、第六好氧池B7、第一缺氧池A4、第二缺氧池A6、第三缺氧池A8、第四缺氧池B4、第五缺氧池B6、第六缺氧池B8、第一SBR池A9、第二SBR池B9、第一厌氧池A1、第二厌氧池B1、第一预缺氧池A2和第二预缺氧池B2内均设置有与爆气系统联动的溶氧测定仪，使之能够自动调整鼓风量以节省能耗，运行周期的切换及各设备的时序操作均实行自动控制。每座污水处理反应池分为两个系列，共十九单元格组成，其中，第一厌氧池A1、第一预缺氧池A2、第一好氧池A3、第一缺氧池A4、第二好氧池A5、第二缺氧池A6、第三好氧池A7、第三缺氧池A8、第一SBR池A9构成第一个系列；第二厌氧池B1、第二预缺氧池B2、第四好氧池B3、第四缺氧池B4、第五好氧池B5、第五缺氧池B6、第六好氧池B7、第六缺氧池B8、第二SBR池B9构成第二个系列；两个系列同时连续进水，两个系列间歇排水，排水时间不重叠。最后一段缺氧段与SBR池之间设置保留了MSBR反应池的中间底部挡板，其可有效避免水力射流的影响，从而改善了水力运行状态。在SBR池切换为沉淀池出水前的预沉淀过程中，在它的下部形成了一个高浓度的污泥层。该池的进水由SBR池的底部配水槽进入，穿过污泥层，污泥层起着接触过滤的作用，也即在利用来自曝气池混合液中的硝酸盐作为氧源进行污泥自身消化稳定的同时将进水中的悬浮物滤除。结合图2所示，本发明的高效脱氮除磷的多级AO+SBR组合式污水处理方法具体过程：首先，进厂污水经预处理工序后分点进入AO+SBR反应池的第一预缺氧池A2、第二预缺氧池B2、第一厌氧池A1、第二厌氧池B1、第一缺氧池A4、第二缺氧池A6、第三缺氧池A8、第四缺氧池B4、第五缺氧池B6、第六缺氧池B8，经过反复的硝化和反硝化作用后分别进入第一SBR池A9和第二SBR池B9，进入泥水分离池C1；所述进厂污水通过第一污水进水管A11输送至第一预缺氧池A2、第一厌氧池A1、第一缺氧池A4、第二缺氧池A6、第三缺氧池A8，通过第二污水进水管B11输送至第二预缺氧池B2、第二厌氧池B1、第四缺氧池B4、第五缺氧池B6、第六缺氧池B8，且所述第一污水进水管A11和第二污水进水管B11同时连续进水；然后，经泥水分离池C1分离出的上清液分别输送至第三缺氧池A8和第六缺氧池B8，经泥水分离池C1浓缩出的污泥通过提升分别进入第一预缺氧池A2和第二预缺氧池B2，与部分污水混合，进行缺氧反硝化脱氮，回流的硝态氮充分反硝化；最后，缺氧反硝化脱氮后的污泥混合液，分别进入第一厌氧池A1和第二厌氧池B1，富含磷的污泥进行充分释磷，然后分别进入第一好氧池A3和第四好氧池B3，对污水中的氨氮进行充分的硝化反应，之后进入第一缺氧池A4和第四缺氧池B4进行充分反硝化作用，经过后续重复的硝化、反硝化作用后分别进入第一SBR池A9和第二SBR池B9，进入泥水分离池C1进行泥水分离，形成循环。所述第一SBR池A9和第二SBR池B9交替作为沉淀池，循环切换出水，间歇排水。如果第一SBR池A9作为沉淀池出水，则第一SBR池A9首先进行缺氧反应，再进行好氧反应，或交替进行缺氧、好氧反应。在缺氧、好氧反应阶段，第一SBR池A9的混合液通过回流泵回流到泥水分离池C1，泥水分离池C1的上清液进入第三缺氧池A8，沉淀污泥经过提升进入第一预缺氧池A2，经缺氧反硝化脱氮后进入第一厌氧池A1与部分污水混合释磷，依次循环。如果第二SBR池B9作为沉淀池出水，循环原理同上。所述泥水分离池C1将从第一SBR池A9或第二SBR池B9回流的污泥作了2～3倍的浓缩，同时将进入第一预缺氧池A2及第一厌氧池A1(或第二预缺氧池B2及第二厌氧池B1)的回流量减少了70％以上，从而强化了系统的脱氮除磷效果。由于主反应段采用多级AO，所以本工艺无需设置内回流，第一SBR池A9或第二SBR池B9至泥水分离池C1的回流泵可进行变速调节，以保证整个系统的污泥平衡。与T型氧化沟、Unitank、MSBR等系统类似，多级AO+SBR也是将运行过程分为不同的时间段，在同一周期的不同时段内，一些单元采用不同的运转方式，以便完成不同的处理目的。MSBR系统是由传统A2/O系统与SBR系统串联组成，并集合了A2/O与SBR的全部优势。典型AO+SBR工艺将一个运转周期分为六个时段(可自动设置调整)，由三个时段组成一个半周期。在两个相邻的半周期内，除序批池的运转方式不同外，其余各单元的运转方式完全一样。一般各时段的持续时间如表1所示：表1AO-SBR工艺运行时段表时段1时段2时段3时段4时段5时段630min60min30min30min60min30min其中，时段1、2、3为第一个半周期，时段4、5、6为第二个半周期。出水在第一SBR池A9与第二SBR池B9循环切换，如表2所示。表2AO-SBR每周期出水在第一个半周期内，第二SBR池B9起的是沉淀池的作用，而在第二个半周期内单元第一SBR池A9起沉淀池的作用。AO-SBR工艺的回流仅有外回流，无污泥内回流。AO-SBR工艺各池的工作状态根据各循环周期内的时段确定如表3所示：表3AO-SBR工艺循环周期内各单元功能表由于在SBR段前存在缺氧段，即时AO-SBR工艺的SBR池与MSBR工艺一样属于间歇曝气，但第一SBR池A9与第二SBR池B9曝气可在时序上完美衔接，可使鼓风机房的供气较为均匀，不存在瞬时高风量。尽管上面结合附图对本发明的功能及工作过程进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体功能和工作过程，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。当前第1页1 2 3