本发明涉及一种活性污泥补充设备，具体地说是涉及一种生物法污水处理系统活性污泥应急补充设备与方法。
背景技术：
生物活性污泥法是依据污染源的类别选择适用的优势菌群对有机污水进行处理的方法，其对有机物的吸附和氧化能力强、处理效率高，广泛应用于各行业有机污水的处理过程。
现有生物法污水处理系统经常需要处理水污染物cod浓度严重超标的污水或进水营养物质cod浓度过低的污水，若水污染物cod浓度严重超标的污水直接进入污水处理系统的运行水池会产生冲击，导致微生物活性菌群大量减少，污水处理不达标；若进水营养物质cod浓度过低（如雨水）的污水直接进入污水处理系统，则会因营养不足导致微生物活性菌群大量减少，造成污水处理不达标。同时，外界条件的变化和操作调节不当等也可能导致有效活性菌群大量减少，污水处理不达标。
上述因素均会造成水处理系统内有效活性菌群大量减少，从而使生物法污水处理系统的出水水质不达标。然而，调整恢复混合液悬浮固体浓度（mlss）到基础保有量往往需要较长的增殖和驯化过程，严重影响污水处理系统运行的稳定性。此问题一直困扰着生物法污水处理行业，亟待解决。
目前已有企业采用投加生物菌制剂的方法将活性污泥恢复到有效浓度，但这种方法采购成本较高，而且需要有一定的激活时间和驯化适应，在一段时间的调整等待后才可见效。另一种恢复活性污泥有效浓度的方法是购买邻近同行业类似污水厂活性污泥或购买活性污泥产品运回投加至生物法污水处理系统中，此法需要寻找类似的厂家并进行联络和运输，耗费时间，而且投加活性污泥后也需要培养和驯化适应过程，见效慢。
技术实现要素：
本发明的目的之一是提供一种生物法污水处理系统活性污泥应急补充设备，以解决现有生物法污水处理系统活性菌群恢复时间长，成本高等问题。
本发明的目的之二是提供一种生物法污水处理系统活性污泥应急补充方法，以快速恢复污水处理系统降解能力，实现污水处理系统稳定运行。
本发明的目的之一是这样实现的：
一种生物法污水处理系统活性污泥应急补充设备，包括：
提升泵，经管路与分离罐相接，用于将正常运行的生物法污水处理系统中的部分剩余污泥污水抽送到分离罐中；
汲取泵，经管路与分离罐相接，用于向分离罐输送所汲取的含cod的待处理污水；
分离罐，经管路分别与提升泵、汲取泵、澄清液缓冲罐和外排泵相接，在所述分离罐上设置有检测罐内液位的液位传感器以及调节罐内温度的温度调节单元；所述分离罐用于对输入罐体内的剩余污泥污水进行沉降，得到活性污泥和澄清液，并富集活性污泥，且利用含cod的待处理污水作为营养物质对得到的活性污泥进行贮存培养；
营养储液罐，经管路与所述分离罐相接，用于向所述分离罐中的活性污泥提供营养液；
曝气装置，设置在所述分离罐中，用于向分离罐中的活性污泥提供溶解氧；
澄清液缓冲罐，经管路分别与所述分离罐和外排泵相接，在所述澄清液缓冲罐中设置有液位控制器；所述澄清液缓冲罐用于贮存由分离罐中分离出的澄清液；
外排泵，经管路分别与所述分离罐和所述澄清液缓冲罐相接，用于将所述分离罐中经贮存培养后的活性污泥回排至生物法污水处理系统中，并且也可将澄清液缓冲罐中的澄清液回排至生物法污水处理系统中；以及
控制单元，与所述提升泵、所述汲取泵、所述液位传感器、所述温度调节单元、所述营养储液罐、所述曝气装置、所述液位控制器和所述外排泵电连接，用于根据液位传感器和液位控制器的输入信息分别控制所述提升泵、汲取泵、外排泵的启闭，并通过对温度调节单元、对营养液储罐以及对曝气装置的控制来进行分离罐的参数调整，以在活性污泥菌群对数增殖期或所述生物法污水处理系统出现异常时，将贮存培养后的活性污泥回排至其中。
在所述分离罐内设置有观察窗和液位传感器；所述液位传感器包括上水位传感器和下水位传感器，所述上水位传感器设置在所述分离罐的自上而下的三分之一处，所述下水位传感器设置在所述分离罐的自下而上的三分之一处。
在所述分离罐与所述澄清液缓冲罐之间的连通管道上设置有射流导出部件，在所述澄清液缓冲罐内部设置有潜污泵，所述射流导出部件和所述潜污泵经由管道连通。
所述曝气装置包括可调浮动曝气头和若干个独立可调曝气泵，可调浮动曝气头与可调曝气泵经由管道相互连接，且可调浮动曝气头设置在分离罐自上而下三分之一范围内。
本发明的目的之二是这样实现的：
一种生物法污水处理系统活性污泥应急补充方法，包括下述步骤：
1、活性污泥的富集
1-1、在生物法污水处理系统正常运行时，开启提升泵，将正常运行的生物法污水处理系统中的部分剩余污泥污水抽送到分离罐中；
1-2、将剩余污泥污水在分离罐内静置，使污泥污水自然沉降分层，上层出现澄清液；
1-3、将澄清液导入澄清液缓冲罐中进行缓存，待澄清液缓冲罐中澄清液的液位达到外排液位时，开启外排泵，将澄清液回排至生物法污水处理系统中；
1-4、重复步骤1-1~1-3，待活性污泥自然沉降层的高度到达设定位置时，结束富集程序，测定mlss的富集含量，并作为基础含量记录；
2、活性污泥的贮存
2-1、开启汲取泵，将水解酸化池的含cod的待处理污水抽送到分离罐内，当分离罐内的液位到达设定位置后，停止抽取含cod的待处理污水；
2-2、当分离罐内液体的cod值等于生物法污水处理系统中cod排出值时，更换分离罐中含cod的待处理污水，并且可由营养储液罐提供辅助碳源，温度调节单元调整分离罐内的温度，曝气装置进行曝气，维持分离罐内菌群的营养代谢平衡和贮存条件；
2-3、在生物法污水处理系统出现异常时，开启外排泵，将分离罐内的高浓度活性污泥回排到生物法污水处理系统内；
2-4、关闭外排泵和高浓度活性污泥外排阀，重复步骤1-1~2-3，进行下一批次活性污泥的富集和贮存。
本发明可在生物法污水处理系统正常运行时，利用剩余污泥富集活性污泥，并在适宜的条件下贮存培养，使活性污泥的浓度大幅度提高，为高浓度的活性污泥，当系统出现异常时，可立即回排到生物法污水处理系统中，即时恢复系统中活性污泥浓度，快速恢复系统的生化降解能力，提高了系统运行的稳定性；同时，本发明中的微生物菌群源自本系统，并在类同条件下代谢繁殖进行贮存培养，再回到本系统，无需驯化环节，适应能力强。
本发明首先利用生物法污水处理系统中的剩余污泥污水富集活性污泥，并采用含cod待处理污水中的部分营养物质向活性污泥中的菌群提供营养物质，保持原有代谢模式，维持菌群的活性，同时通过营养液储罐、曝气装置及温度调节单元调节菌群的贮存培养条件，使其在适宜的条件下延长菌群活性贮存时间，当系统出现异常时，可立即回排到生物法污水处理系统中，方法简单，成本低，稳定性高，效果显著，易于实际应用。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中，11、提升泵，12、第一开关阀，13、汲取泵，14、第二开关阀，15、第一支管，16、第二支管，17、输送管道，21、分离罐，22、射流导出部件，23、澄清液缓冲罐，231、外排液位控制器，232、外排停泵液位控制器，24、潜污泵，25、高浓度活性污泥外排阀，26、下水位传感器，27、上水位传感器，28、观察窗，29、澄清液外排阀，31、营养液储罐，32、营养液控制阀门，41、可调浮动曝气头，42、可调曝气泵，51、温度调节单元，61、外排泵，62、外排管道。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的阐述，下述实施例仅作为说明，并不以任何方式限制本发明的保护范围。
如图1所示，生物法污水处理系统活性污泥应急补充设备主要包括提升泵11、汲取泵13、分离罐21、营养储液罐31、曝气装置、澄清液缓冲罐23、外排泵61及控制单元，分离罐21经管路分别与提升泵11、汲取泵13、澄清液缓冲罐23和外排泵61相接，控制单元与提升泵11、汲取泵13、营养储液罐31、曝气装置及外排泵61等装置电连接，用于控制提升泵11、汲取泵13、外排泵61的启闭，并控制营养储液罐31中温度调节单元、营养液储罐31及曝气装置的参数调整。
第一支管15以及第二支管16分别为两个支路，两个支管与输送管道17经三通相连接，在两个支路上分别设置有开关阀门（即第一开关阀12和第二开关阀14），提升泵11用于从二沉池或曝气池汲取剩余污泥污水，在第一开关阀12打开时，将剩余污泥污水经第一支管15和输送管道17输送至分离罐21。汲取泵13用于从水解酸化池汲取含cod待处理污水，在第二开关阀14打开时，将含cod的待处理污水经由第二支管16和输送管道17输送至分离罐21。第一开关阀12和第二开关阀14不同时打开，以将所汲取的剩余污泥污水或含cod待处理污水经由输送管道17输送至分离罐21。
分离罐21用于将来自二沉池或曝气池的剩余污泥污水进行沉降，得到活性污泥和澄清液，并将所得到的活性污泥进行贮存培养；所分离出的澄清液经管道被输送至澄清液缓冲罐23进行缓存，当澄清液缓冲罐23内的液位达到外排液位时，将其排出。
在分离罐21内设置有下水位传感器26、上水位传感器27和观察窗28。优选地，下水位传感器26设置在分离罐21的自下而上的三分之一处，上水位传感器27设置在分离罐21的自上而下的三分之一处。观察窗28用于观察分离罐21内的液位和颜色等，可在分离罐21的上部和下部各设一个观察窗28，以分别观察澄清液和污泥的颜色及液位。
在分离罐21与澄清液缓冲罐23之间的连通管道上设置有射流导出部件22，潜污泵设置24在澄清液缓冲罐23内部，射流导出部件22和潜污泵24之间经由管道连通。在澄清液缓冲罐23内部设置有外排液位控制器231和外排停泵液位控制器232，当澄清液缓冲罐23内澄清液的液位达到外排液位控制器231的位置时，通过外排泵61将澄清液外排；当澄清液的液位达到外排停泵液位控制器232时，外排泵61停止澄清液的外排。
在分离罐21的上方设置有营养液储罐31，两者经由管道连通，在管道上设置有营养液控制阀门32，用以控制营养液的添加，向分离罐内活性污泥的菌群补充营养物质。
曝气装置包括设置在分离罐21液位下方的可调浮动曝气头41和设置在分离罐21上方的多个独立可调曝气泵42，可调浮动曝气头41与可调曝气泵42经由管道相互连接。
温度调节单元51设置在分离罐21的外壳壁上，用以控制分离罐21内的温度为22~35℃，从而保持其内微生物活性。
外排泵61设置在外排管道62上，高浓度活性污泥外排阀25设置在分离罐21的下方与外排管道62之间的高浓度活性污泥外排支路管道上，澄清液外排阀29设置在澄清液缓冲罐23的下方与外排管道62之间的澄清液外排支路管道上，分别控制高浓度活性污泥与澄清液的排放。
富集活性污泥的方法是：在系统正常运行时，打开第一开关阀12，关闭第二开关阀14，采用提升泵11从二沉池或曝气池抽取剩余污泥，将污泥污水经由第一支管15和输送管道17泵入分离罐21内。将剩余污泥污水在分离罐21内静置20~25分钟，使污泥污水自然沉降分层，上层出现澄清液，下层为活性污泥，此时，剩余污泥自然沉降层体积约占总污水量的五十分之一左右。然后，开启射流用潜污泵24，通过澄清液射流导出部件22将澄清液导入澄清液缓冲罐23中，待澄清液缓冲罐23内的液位达到外排液位控制器231时，通过程序控制系统，控制澄清液外排阀29开启，同时控制外排泵61启动，将澄清液排至污水处理系统中。如此反复操作，直到污水中的剩余污泥自然沉降分层高度达到富集预定的下水位传感器26位置时，结束富集程序，采用干固法测定mlss的富集含量，并作为基础含量记录。
贮存活性污泥的方法是：得到富集的基础量mlss后，开启汲取泵13和第二开关阀14，将含cod待处理污水经由第二支管16和输送管道17注入到分离罐21内，达到上水位传感器27位置后，关闭汲取泵13和第二开关阀14，此部分含污染物的污水可作为微生物菌群所需的一部分营养物质提供给罐内菌群。适时更换含污染物质的污水维持分离罐中活性污泥内菌群的营养供给，按照所测定的降解数据确定污水更换频次，具体方法是：每30分钟测定一次分离罐21内的cod含量，当cod测得值等于生物法污水处理系统cod排出值时，其时长可设定为含cod待处理污水更换时长；同时由营养储液罐31提供辅助碳源，维持分离罐21内菌群的营养代谢平衡。同时，温度调节单元调整分离罐21内的温度为22~35℃，并在贮存活性污泥时，由曝气装置进行曝气。曝气时，可调浮动曝气头41需在分离罐21自上而下三分之一的范围内调整位置，在分离罐21的上层形成好氧环境区域，中层形成缺氧环境区域，下层形成厌氧区域，以利于不同菌群存活。调整可调浮动曝气头41位置的方法是：在确定含cod待处理污水更换时长后，将可调浮动曝气头41向上提升3次，每次提升50mm，选定cod被降解值最小的位置作为合理的位置，固定。此外，还可调整多个独立可调曝气泵42的曝气量，防止出现过曝气造成微生物醉氧或严重欠曝气造成微生物大量死亡。可根据通过观察窗28所观察到的分离罐21内的液体颜色调整曝气量：当菌群活性较好时，分离罐21内的液体呈黄褐色；当菌群活性趋于较差时，分离罐21内的液体呈黑褐色；当曝气量过大时，分离罐21内的液体趋于呈乳白色。当储存条件控制适当时，在6~13天内活性污泥菌群有3~6倍的增殖，其后增殖速率降低。在菌群活性寿命周期旺盛时段即对数增殖期时，将分离罐21内的活性污泥排到污水处理系统内，保持活性污泥的有效性。在将贮存的活性污泥回排至生物法污水处理系统后，关闭外排泵61和高浓度活性污泥外排阀25，重复上述富集、贮存的过程，进行下一批次活性污泥的培养。
本发明可由控制单元监测、控制上述各装置的参数及操作；在控制单元的作用下，重复以上富集、培养、贮存过程，当水处理系统出现异常时，立即将贮存的活性污泥返回至污水处理系统中，快速恢复系统降解能力，达到系统稳定运行目的。