一种用于污水处理的多模式反应池的制作方法

本发明属于环境工程污水处理技术领域，特别涉及一种用于污水处理的多模式反应池，可用于生活污水和能够采用活性污泥法处理的工业有机废水的处理。

背景技术：
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中国水资源人均占有量少，空间分布不均衡。随着中国城市化、工业化的加速，水资源的需求缺口也日益增大。这样的背景下，污水处理行业成为新兴产业，目前与自来水生产、供水、排水、中水回用行业处于同等重要地位。

近年来，我国污水处理行业突飞猛进，整体发展处于快速成长期，主要表现在污水处理能力迅速扩张、污水处理率稳步提高、污水处理量快速增长等方面。截止2016年6月底，全国设市城市、县(不含其它建制镇)累计建成污水处理厂3934座，污水处理能力1.69亿立方米/日。

建成的污水处理厂多数采用活性污泥法处理，目前较成熟的活性污泥法工艺分成三个系列：(1)氧化沟系列；(2)序批式反应池(SBR)；(3)A²O系列。

氧化沟工艺可分为卡罗塞尔氧化沟、奥伯尔氧化沟、双沟式氧化沟、三沟式氧化沟等，是活性污泥法的一种改进型，具有除磷脱氮功能，其反应池为封闭的沟渠，废水和活性污泥的混合液在其中不断循环流动，因此氧化沟又名“连续循环曝气法”。此类反应池的缺点是池深较浅，占地面积较大，表面机械曝气对周围环境影响较大，在冬季城市污水温度低地区脱氮效果差。

序批式反应池(SBR)的主要反应池的运行操作是由流入、反应、沉淀、排放和闲置五个工序组成。污水在反应池中按序列、间歇地进入每个反应工序，每个SBR反应池的运行操作在时间上也是按次序排列间歇运行的。在流入工序实施前，闲置工序处理后的污水已经排放，反应池中残存着高浓度的活性污泥混合液。当污水注入流入时，反应池可以起到调节池的作用，如果进行曝气可以取得预曝气效果，也可使污泥再生，恢复其活性。反应工序是SBR工艺最主要的一道工序。当污水注入达到预定容积后，可开始反应操作，如去除BOD、硝化、磷的吸收，以及反硝化等。在排泥工序，停止曝气和搅拌，使混合液处于静止状态，活性污泥与水分离，相当于二次沉淀池的作用。经过沉淀后的上清液作为处理出水排放，沉淀的污泥作为种泥留在反应池内，起到回流污泥的作用。在闲置工序，处理出水排放后，反应池处于停滞状态，等待下一个操作周期。序批式反应池(SBR)存在的主要问题是：操作复杂，对自控要求高；此外其工艺流程本身决定了设备装置利用率低。

A²O的反应池由厌氧、缺氧和好氧三段组成，菌群主要由硝化菌和反硝化菌、聚磷菌等组成。在好氧段，硝化细菌将入流中有机氮和氨氮通过生物硝化作用转化成硝酸盐；在缺氧段，反硝化细菌将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用，转化成氮气逸入到大气中，从而达到脱氮的目的；在厌氧段，聚磷菌释放磷，并吸收低级脂肪酸等易降解的有机物；而在好氧段，聚磷菌超量吸收磷，并通过剩余污泥的排放，将磷除去。由于脱氮和除磷对外部环境条件的要求是相互矛盾的，脱氮要求有机负荷较低，污泥龄较长，而除磷要求有机负荷较高，污泥龄较短，往往很难权衡；聚磷菌在厌氧状态下释放磷和缺氧区发生的反硝化往往会在碳源上形成竞争；总的来说，对于碳源较丰富的情况，该反应池运转稳定可靠，除磷脱氮程度高，出水处理效果好。

技术实现要素：
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本发明针对上述各反应池存在的技术问题，提供一种用于污水处理的多模式反应池。本发明提供的多模式反应池不仅氧利用率高，占地面积小，而且可以根据不同环境温度、不同进水水质条件采取不同运行方式，以确保最优的污水处理效果，本发明是一种综合性能良好的污水处理反应池。

本发明所提供的一种用于污水处理的多模式反应池包括进水口1、污水分配单元2、预缺氧单元3、厌氧单元4、缺氧单元5、过渡单元6、好氧单元7、泥水混合液强制回流单元8及出水口9；所述污水分配单元2与所述预缺氧单元3相邻设置，在所述污水分配单元2上设置所述进水口1；所述预缺氧单元3与所述厌氧单元4相邻设置并连通，所述预缺氧单元3与所述好氧单元7相邻设置并连通；所述厌氧单元4与所述缺氧单元5相邻设置并连通；所述缺氧单元5与所述过渡单元6相邻设置并连通；所述过渡单元6与所述好氧单元7相邻设置并连通；所述好氧单元7内设置泥水混合液强制回流单元8和所述出水口9。

所述污水分配单元2中设置第一管道10与所述预缺氧单元3连通，所述第一管道10上设置第一闸门24；所述污水分配单元2中设置第二管道11与所述厌氧单元4连通，所述第二管道11上设置第二闸门25；所述污水分配单元2中设置第三管道12与所述过渡单元6连通，所述第三管道12上设置第三闸门26。

所述预缺氧单元3与所述好氧单元7之间设置第四闸门27，所述预缺氧单元3内设置第一搅拌器13，所述预缺氧单元3中设置污泥回流口23。

所述厌氧单元4内设置第二搅拌器14。

所述缺氧单元5内设置第一推流器15。

所述过渡单元6内设置第一曝气装置16和第二推流器17。

所述好氧单元7内设置第二曝气装置18及第三推流器19。

所述泥水混合液强制回流单元8上设置第一水泵20，第一水泵20通过第四管道21与所述厌氧单元4连通；所述泥水混合液强制回流单元8上设置第二水泵28，第二水泵28通过第五管道22与所述缺氧单元5连通。

经过预处理的污水由进水口1进入污水分配单元2，根据需要通过控制第一闸门24、第二闸门25、第三闸门26的开启度调节进入相应后续单元的水量。

由污水分配单元2进入的污水与污泥回流口23进入的回流污泥充分混合，并通过反硝化反应以消除回流污泥中硝酸盐对厌氧区生物释磷产生的不利影响。设置第一搅拌器13以保证污水和回流污泥在此单元内充分混合。第四闸门27控制进入预缺氧单元3泥水混合液的量。

所述厌氧单元4与缺氧单元5相邻布置并连通，并在厌氧单元4内设置第二搅拌器14。聚磷菌在所述厌氧单元4厌氧释磷，为后续好氧吸磷做准备。设置第二搅拌器14以保证污水和回流污泥在此单元内充分混合。

所述缺氧单元5与过渡单元6相邻布置并连通，并在缺氧单元5内设置第一推流器15。反硝化细菌在缺氧条件下，还原硝酸盐，释放出分子态氮或一氧化二氮，设置第一推流器15以保证此单元内不发生污泥沉积。

所述过渡单元6与好氧单元7相邻设置并连通，并在过渡单元6内设置第一曝气装置16和第一推流器17。硝化菌在好氧的条件下，将氨氧化为硝酸盐，在所述过渡单元6与好氧单元7内微生物通过增殖降解有机物。设置第一推流器17以保证此单元内不发生污泥沉积，设置第一曝气装置16提供好氧环境。

所述好氧单元7内设置第二曝气装置18、第二推流器19及出水口9。硝化菌在好氧的条件下，将氨氧化为硝酸盐，在单元内微生物通过增殖降解有机物。设置第二推流器19以保证此单元内不发生污泥沉积，设置第二曝气装置18提供好氧环境。处理后的污水经出水口9进入后续处理设施。

所述泥水混合液强制回流单元8上设置第一水泵20，第一水泵20通过第四管道21与厌氧单元4连通；泥水混合液强制回流单元8上设置第二水泵28，第二水泵28通过第五管道22与缺氧单元5连通。根据处理需要，通过控制第一水泵20、第二水泵28的频率来调节进入厌氧单元4和缺氧单元5泥水混合液的量。

本发明运行模式及工作原理如下：

运行模式一：经过前端预处理的污水由进水口进入污水分配单元，通过调整与各单元闸门的开启度，调节进入各单元的污水量。其中，30％的污水进入预缺氧单元，20％的污水进入厌氧单元，50％的污水进入缺氧单元，混合液回流至缺氧单元，回流污泥回至预缺氧单元，则整个反应池按进水→预缺氧单元(缺氧)→厌氧单元(厌氧)→缺氧单元(缺氧)→过渡单元(缺氧)→好氧单元(好氧)→出水模式运行。

运行模式二：经过前端预处理的污水由进水口进入污水分配单元，通过调整与各单元闸门的开启度，调节进入各单元的污水量。其中，90％的污水进入预缺氧单元，10％的污水进入厌氧单元，混合液回流至预缺氧单元和厌氧单元，回流污泥回至预缺氧单元，则整个反应池按进水→预缺氧单元(缺氧)→厌氧单元(缺氧)→缺氧单元(厌氧)→过渡单元(亏氧)→好氧单元(好氧)→出水模式运行。

运行模式三：经过前端预处理的污水由进水口进入污水分配单元，通过调整与各单元闸门的开启度，调节进入各单元的污水量。其中，100％的污水进入预缺氧单元，混合液回流至预缺氧单元、厌氧单元和缺氧单元，回流污泥回至预缺氧单元，则整个反应池按进水→预缺氧单元(缺氧)→厌氧单元(缺氧)→缺氧单元(缺氧)→过渡单元(好氧)→好氧单元(好氧)→出水模式运行。

运行模式四：经过前端预处理的污水由进水口进入污水分配单元，通过调整与各单元闸门的开启度，调节进入各单元的污水量。其中，100％的污水进入预缺氧单元，活性污泥的混合液由第四闸门27进入预缺氧单元，使污水和活性污泥的混合液在整个反应池内不断循环流动。整个反应池按氧化沟模式运行。

附图说明：

图1是本发明反应池的分区结构示意图；

图2是本发明反应池的内部结构布置图。

图中：1：进水口；2：污水分配单元；3：预缺氧单元；4：厌氧单元；5：缺氧单元；6：过渡单元；7：好氧单元；8：泥水混合液强制回流单元；9：出水口；10：第一管道；11：第二管道；12：第三管道；13：第一搅拌器；14：第二搅拌器；15：第一推流器；16：第一曝气装置；17：第二推流器；18：第二曝气装置；19：第三推流器；20：第一水泵；21：第四管道；22：第五管道；23：污泥回流口；24：第一闸门；25：第二闸门；26：第三闸门；27：第四闸门；28：第二水泵。

具体实施方式：

下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。

本发明所提供一种用于污水处理的多模式反应池的实施步骤如下：

1、经过预处理的污水由进水口进入污水分配单元，根据需要通过控制闸门的开启度调节进入预缺氧单元、厌氧单元及缺氧单元的水量。

2、由污水分配单元进入的污水与污泥回流口进入的回流污泥经搅拌器搅拌在预缺氧单元充分混合，反硝化细菌利用污水里的碳源发生反硝化作用，将回流污泥中的硝酸盐还原成氮气，以消除其对厌氧区生物释磷产生的不利影响。

3、由预缺氧单元进入的泥水混合液与污水分配单元进入的污水经搅拌器搅拌在厌氧单元充分混合，聚磷菌在厌氧单元内厌氧释磷，为后续好氧吸磷做准备。

4、由厌氧单元进入的泥水混合液与好氧单元回流的泥水混合液在缺氧单元内充分混合，反硝化细菌在此条件下，还原硝酸盐，释放出分子态氮或一氧化二氮。

5、过渡单元处于好氧状态，硝化菌在此条件下，将氨氧化为硝酸盐，在单元内微生物通过增殖降解其它有机物。

6、好氧单元进一步去除氨氮和有机物，通过出水口进入后续深度处理。

7、使好氧单元内的泥水混合液强制回流前端的预缺氧和缺氧单元进行反硝化反应以降低出水中硝酸盐的含量。

下面以某城市污水处理厂为例，经多次监测分析，反应池进水的COD、NH₃-N、TN、TP平均分别为226.4mg/L、23.6mg/L、34.9mg/L、3.3mg/L；反应池出水的对应污染物指标平均值分别为32.8mg/L、3.9mg/L、9.7mg/L、0.8mg/L；COD、NH₃-N、TN、TP的去除率为85.5％、83.5％、72.2％、75.8％，反应池出水在经过沉淀、过滤、消毒等深度处理后，出水指标均可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)》中的一级A标准。

以上仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。