本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种act好氧法处理市政污水的设备及工艺。
背景技术：
目前全球有近50个国家严重缺水，我国被联合国确认为严重缺水国家之一。但我国每年约有几百亿吨经深度处理可以利用的污水没有利用被排放掉，造成了水资源的浪费。
市政污水的水质相对稳定，但浑浊、深且具有恶臭，呈微碱性，氮磷含量高，一般不含有毒物质，同时生活污水很适合各种微生物的繁殖，因此常含有大量的细菌(包括病原菌)病毒和寄生虫卵，此类污水可生化性好，属于比较容易处理的污水。
市政污水处理中水是一种水质变化大，处理起来非常困难的水源，总溶解固体、cod、bod、全硅、氨和一些其他的污染物浓度变化非常频繁，再加上处理前的污水中含有高浓度的有机物，微生物等，所以任何设计用来处理中水的产品都必须能容忍这种可变性和含有高浓度的有机物和活性生物。
我国在2002年颁布的《城镇污水处理厂污染物排放标准》(gb18918-2002)中要求所有排污单位出水水质为氨氮小于5mg/l，总氮小于15mg/l，总磷小于0.5mg/l，化学需氧量cod小于50mg/l(一级a标准)，可见去除污水中氮磷污染物已经成为当今污水处理和再生回用的主要问题。
现有技术中存在的污水处理工艺中，连续流分段进水深度脱氮工艺是近年来国外新开发的生物脱氮工艺，它最初依托于传统a/o工艺，通常由2-5段a/o串联组合而成，采用多点进水的方式在各段缺氧区进水，污泥回流至反应器首段，第一段的缺氧区反硝化菌利用部分进水碳源对污泥回流中的硝态氮进行反硝化；每段好氧区硝化液和部分进水同时流入下一段的缺氧区进行反硝化。后续各段反应功能同第一段。但是目前关于连续流分段进水工艺的研究及应用仅局限于脱氮，往往采用通过投加药剂的方式化学除磷，因而实际污水处理的运行费用中包括大量的药剂投加费，不但提高了污水处理成本而且丧失了环保理念。
act是基于化学衡量原理，一旦系统经接种后启动运行就不再需要需要回流污泥。
技术实现要素：
针对上述存在的问题，本发明提供了一种具有高效性的、单向流的act好氧法处理市政污水的设备，本发明解决的另一个技术问题是提供了用act好氧法处理市政污水的工艺。
为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是：一种act好氧法处理市政污水的设备，主要包括预处理系统、生化处理系统、深度处理系统、污泥处理系统、检测系统、计算机和plc控制系统；所述预处理系统包括格栅、沉砂池、初沉池和油水分离池，所述生化处理系统包括act反应池、sbr反应池、二沉池和回流装置，所述act反应池内部分为悬浮污泥区和污水区，act反应池底部设置有进水口和污泥排口，右侧壁上部设置有排水口，内部设置有曝气装置，内部顶端设置有三相分离装置，外部设置有恒温装置，所述曝气装置外部连接有供气泵，所述三相分离装置上端设置有排气口，三相分离装置通过导管与排水口连接；所述深度处理系统包括过滤池和消毒池；所述格栅通过导管与沉砂池连接；所述沉砂池通过导管与初沉池连接；所述初沉池通过导管与油水分离池连接；所述油水分离池通过导管与act反应池的进水口连接；所述act反应池的排水口通过导管与sbr反应池连接；所述sbr反应池通过导管与二沉池连接；所述二沉池通过导管与过滤池连接，二沉池通过回流装置分别与act反应池、sbr反应池连接；所述过滤池通过导管与消毒池连接；格栅与沉砂池、沉砂池与初沉池、初沉池与油水分离池、油水分离池与act反应池、act反应池与sbr反应池、sbr反应池与二沉池、二沉池与过滤池、过滤池与消毒池连接处都设置有单向泵；所述污泥处理系统与沉砂池、初沉池、油水分离池、act反应池、sbr反应池、二沉池连接，连接处设置有电子阀门；所述检测系统包括检测装置一、检测装置二、检测装置三、检测装置四和检测装置五；所述检测装置一包括入水cod、氮磷浓度的入水水质在线监测仪，检测装置一用于检测初沉池的水质状况；所述检测装置二包括cod、氮磷浓度的入水水质在线监测仪、ph测试仪，检测装置二用于检测油水分离池工作完毕后的水质状况；所述检测装置三包括水位监测计和cod、氮磷浓度的入水水质在线监测仪，检测装置三用于检测act反应池内部的水质状况；所述检测装置四包括水位监测计和cod、氮磷浓度的入水水质在线监测仪，检测装置四用于检测sbr反应池内部水质状况；所述检测装置五包括cod、氮磷浓度的入水水质在线监测仪、ph测试仪，检测装置五用于检测二沉池内部水质状况；所述计算机通过接口和导线与检测系统连接；所述plc控制系统与计算机进行信号连接，plc控制系统与预处理系统、生化处理系统、深度处理系统、污泥处理系统、单向泵、电子阀门连接。
进一步地，水质在线监测仪采用stip-scan在线检测仪；stip-scan在线检测仪可以同时监测的污水水质参数包括：硝氮、sac254、cod、toc、总固体、污泥沉降比、污泥指数等等，sstip-scan在线检测仪对于污水和活性污泥进行全面的、基于光学法的分析是一个非常流畅连贯的分析设备，其所有的测量装置均集中于一个探头之内。
进一步地，曝气装置包括摆动电机、联动转杆、摆动臂、加压装置和曝气头，所述联动转杆右半部内部设置有导气管，所述摆动臂内部设置有进气管；所述曝气头包括喷嘴、扩散管和混合嘴；所述摆动电机通过联动转杆与摆动臂连接，所述加压装置入口通过导气管与所述供气泵连接，加压装置出口通过进气管与喷嘴、扩散管连接，所述混合嘴设置在喷嘴上，且扩散管出口设置在混合嘴进水口正下端；通过扩散管的气冲将水流经过混合嘴进水口进入，再与喷嘴的气流形成水气混合流高速喷射而出，夹带许多气泡的水流在较大面积和深度的水域内涡旋搅拌，完成曝气，并且其轴功率不随潜水深度的变化而变化，进气量可以调节；同时，随着摆动臂的摆动在反应池中高效的进行曝气工序。
进一步地，过滤池为超滤膜过滤池；设备结构精巧，占地面积小，易于操作；超滤分离过程简单，设备自动化程度高；对水质的适用性强，应用的范围广，在超滤过程中不会发生任何质的变化，可以在常温下稳定运行。
为解决上述第二个技术问题，本发明的技术方案是：
一种用act好氧法处理市政污水的工艺，包括以下步骤：
(1)准备阶段
从污水处理厂回流污泥管道中取活性污泥混合液从油水分离池注入，通过单向泵抽入到act反应池和sbr反应池中，将城市生活污水注入，接种后混合液污泥浓度为mlss＝400ppm；
(2)启动阶段
将市政污水注入，启动装置，市政污水经过格栅进行粗滤；再经过沉砂池静置1h；将沉砂池上层液抽至初沉池将颗粒较细的污泥进行分离，再通过检测装置一检测初沉池的水质状况，上传计算机进行记录；再经过油水分离池进行除渣、去浮油、去离散油和过滤处理；使得市政污水中的悬浮物、漂浮状态和游离状态的油脂、生物需氧量、化学需氧量等污染物得到有效去除；
(3)生化处理
将油水分离池处理后的市政污水抽至act反应池，同时通过检测装置二检测油水分离池工作完毕后的水质状况，上传计算机进行记录；再在act反应池进行生化处理若干小时，再通过检测装置三检测act反应池内部的水质状况，上传计算机进行记录；再将市政污水抽至sbr反应池进行生化处理若干小时，再通过检测装置四检测sbr反应池内部水质状况，上传计算机进行记录；
(4)连续运行
当生化处理结束之后，打开电子阀门，处理后的水进入二沉池，通过检测装置五检测二沉池内部水质状况；当混合液氨氮大于10mg/l时，回流装置将二沉池中的水重新引入act反应池；当混合液氨氮介于5-10mg/l时，回流装置将二沉池中的水重新引入sbr反应池；当二沉池的氨氮小于5mg/l时，确认其启动结束进入平稳运行阶段，计算机记录、调整act反应池和sbr反应池的处理时间；此工艺采用闭环控制系统，具有以下特点：由于输出信号的反馈量与输入量作比较产生偏差信号，利用偏差信号实现对输出量的控制或者调节，所以系统的输出量能够自动地跟踪输入量，减小跟踪误差，提高控制精度，抑制扰动信号的影响；能够更加高效的完成市政污水的处理；
(5)深化处理
将最终生化处理后的水引入过滤池和消毒池进行进行超滤膜过滤和消毒。
进一步地，工艺的水力停留时间为30-60h；反应池中的污泥龄为30-60h，反应池中通过年轻、有活力的微生物来进行生化反应处理污水，菌龄等于水停留时间，且细菌的存活率达到90％。
进一步地，工艺的污泥量超过15％时，通过污泥处理系统进行排污处理；挑选最有益的菌种在低浓度mlss情况下运作，所需污泥量较少，且为单向流悬浮生长，不需要回流活性污泥的悬浮生长。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明采用act好氧法进行污水处理，act反应池中采用独特的曝气装置不仅可以进行有效的氧气供给，并且能够在反应池中进行适当地搅拌作业，能够更充分的完成曝气工序，同时，反应池中所采用的细菌以独立个体或小块絮体的形式悬浮单向流生长，且存活率高达90％，无需回流污泥，反应池中的污泥龄为30-60h，所以整个水力停留时间缩短至30-60h，此技术极大地减少了工序运行成本；并且，采用自动控制系统对每个参数进行实时监控，使得act系统处于标准、稳定的状态，能够解决污水厂进水不稳定所导致的整体生化瘫痪的难题，并且可以保证出水的稳定，极大地节约了运行费用。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明的act反应池的结构示意图；
图3是本发明的曝气装置的结构示意图；
其中，1-预处理系统、11-格栅、12-沉砂池、13-初沉池、14-油水分离池、2-生化处理系统、21-act反应池、2110-进水口、2111-排水口、2112-污泥排口、212-悬浮污泥区、213-污水区、215-曝气装置、2150-供气泵、21501-导气管、2151-摆动电机、2152-联动转杆、2153-摆动臂、21530-进气管、2154-加压装置、2155-曝气头、21550-喷嘴、21551-扩散管、21552-混合嘴、216-三相分离装置、2160-排气口、217-恒温装置、22-sbr反应池、23-二沉池、24-回流装置、3-深度处理系统、31-过滤池、32-消毒池、4-污泥处理系统、5-检测系统、6-计算机、7-plc控制系统。
具体实施方式
实施例1：如图1-3所示的一种act好氧法处理市政污水的设备，主要包括预处理系统1、生化处理系统2、深度处理系统3、污泥处理系统4、检测系统5、计算机6和plc控制系统7；预处理系统1包括格栅11、沉砂池12、初沉池13和油水分离池14，生化处理系统2包括act反应池21、sbr反应池22、二沉池23和回流装置24，act反应池21内部分为悬浮污泥区212和污水区213，act反应池21底部设置有进水口2110和污泥排口2112，右侧壁上部设置有排水口2111，内部设置有曝气装置215，内部顶端设置有三相分离装置216，外部设置有恒温装置217，曝气装置215外部连接有供气泵2150，三相分离装置216上端设置有排气口2160，三相分离装置216通过导管与排水口2111连接；曝气装置215包括摆动电机2151、联动转杆2152、摆动臂2153、加压装置2154和曝气头2155，联动转杆2152右半部内部设置有导气管21501，摆动臂2153内部设置有进气管21530；曝气头2155包括喷嘴21550、扩散管21551和混合嘴21552；摆动电机2151设置在act反应池21内壁中部偏上位置，摆动电机2151通过联动转杆2152与摆动臂2153连接，加压装置2154入口通过导气管21501与供气泵2150连接，加压装置2154出口通过进气管21530与喷嘴21550、扩散管21551连接，混合嘴21552设置在喷嘴21550上，且扩散管21551出口设置在混合嘴21552进水口正下端；通过扩散管21551的气冲将水流经过混合嘴21552进水口进入，再与喷嘴21550的气流形成水气混合流高速喷射而出，夹带许多气泡的水流在较大面积和深度的水域内涡旋搅拌，完成曝气，并且其轴功率不随潜水深度的变化而变化，进气量可以调节；同时，随着摆动臂2153的摆动在反应池中高效的进行曝气工序；深度处理系统3包括过滤池31和消毒池32；格栅11通过导管与沉砂池12连接；沉砂池12通过导管与初沉池13连接；初沉池13通过导管与油水分离池14连接；油水分离池14通过导管与act反应池21的进水口2110连接；act反应池21的排水口2111通过导管与sbr反应池22连接；sbr反应池22通过导管与二沉池23连接；二沉池23通过导管与过滤池31连接，二沉池23通过回流装置24分别与act反应池21、sbr反应池22连接；过滤池31通过导管与消毒池32连接；格栅11与沉砂池12、沉砂池12与初沉池13、初沉池13与油水分离池14、油水分离池14与act反应池21、act反应池21与sbr反应池22、sbr反应池22与二沉池23、二沉池23与过滤池31、过滤池31与消毒池32连接处都设置有单向泵；污泥处理系统4与沉砂池12、初沉池13、油水分离池14、act反应池21、sbr反应池22、二沉池23连接，连接处设置有电子阀门；检测系统5包括检测装置一51、检测装置二52、检测装置三53、检测装置四54和检测装置五55；检测装置一51包括入水cod、氮磷浓度的入水水质在线监测仪，检测装置一51用于检测初沉池13的水质状况；检测装置二52包括cod、氮磷浓度的入水水质在线监测仪、ph测试仪，检测装置二52用于检测油水分离池14工作完毕后的水质状况；检测装置三53包括水位监测计和cod、氮磷浓度的入水水质在线监测仪，检测装置三53用于检测act反应池21内部的水质状况；检测装置四54包括水位监测计和cod、氮磷浓度的入水水质在线监测仪，检测装置四54用于检测sbr反应池22内部水质状况；检测装置五55包括cod、氮磷浓度的入水水质在线监测仪、ph测试仪，检测装置五55用于检测二沉池23内部水质状况；计算机6通过接口和导线与检测系统5连接；plc控制系统7与计算机6进行信号连接，plc控制系统7与预处理系统1、生化处理系统2、深度处理系统3、污泥处理系统4、单向泵、电子阀门连接。
其中，水质在线监测仪采用stip-scan在线检测仪；stip-scan在线检测仪可以同时监测的污水水质参数包括：硝氮、sac254、cod、toc、总固体、污泥沉降比、污泥指数等等，sstip-scan在线检测仪对于污水和活性污泥进行全面的、基于光学法的分析是一个非常流畅连贯的分析设备，其所有的测量装置均集中于一个探头之内；过滤池31为超滤膜过滤池；设备结构精巧，占地面积小，易于操作；超滤分离过程简单，设备自动化程度高；对水质的适用性强，应用的范围广，在超滤过程中不会发生任何质的变化，可以在常温下稳定运行。
利用本装置对某住宅小区实际生活污水(cod＝180-265mg/l，tp＝4-8.4mg/l，ss＝19-34mg/l，no3-n＝16-20mg/l)进行act好氧法处理市政污水的工艺，包括以下步骤：
(1)准备阶段
从污水处理厂回流污泥管道中取活性污泥混合液从油水分离池14注入，通过单向泵抽入到act反应池21和sbr反应池22中，将城市生活污水注入，接种后混合液污泥浓度为mlss＝400ppm；
(2)启动阶段
将市政污水注入，启动装置，市政污水经过格栅11进行粗滤；再经过沉砂池12静置1h；将沉砂池12上层液抽至初沉池13将颗粒较细的污泥进行分离，再通过检测装置一51检测初沉池13的水质状况，上传计算机6进行记录；再经过油水分离池14进行除渣、去浮油、去离散油和过滤处理；
(3)生化处理
将油水分离池14处理后的市政污水抽至act反应池21，同时通过检测装置二52检测油水分离池14工作完毕后的水质状况，上传计算机6进行记录；再在act反应池21进行生化处理10h，再通过检测装置三53检测act反应池21内部的水质状况，上传计算机6进行记录；再将市政污水抽至sbr反应池22进行生化处理5h，再通过检测装置四54检测sbr反应池22内部水质状况，上传计算机6进行记录；
(4)连续运行
当生化处理结束之后，打开电子阀门，处理后的水进入二沉池23，通过检测装置五55检测二沉池23内部水质状况，混合液氨氮＝21mg/l，打开回流装置24将二沉池23中的水重新引入act反应池21进行处理10h；再将市政污水抽至sbr反应池22进行生化处理5h；再通过检测装置五55检测二沉池23内部水质状况，混合液氨氮＝3.6mg/l，通过计算机6调整act反应池21和sbr反应池22的处理时间的反应时间分别为20h和10h；
(5)深化处理
将最终生化处理后的水引入过滤池31和消毒池32进行进行超滤膜过滤和消毒。
其中，水力停留时间32h，污泥龄30h，平均污泥浓度400mg/l，温度为室温，在20℃左右；工艺的污泥量超过15％时，通过污泥处理系统4进行排污处理；
处理结果表明，cod平均去除率为84.6％，tp平均去除率为96％，ss平均去除率为100％,no3-n平均去除率为93％。
实施例2：与实施例1不同的是利用本装置对某住宅小区实际生活污水(cod＝180-265mg/l，tp＝4-8.4mg/l，ss＝19-34mg/l，no3-n＝16-20mg/l)进行act好氧法处理市政污水的工艺，包括以下步骤：
(1)准备阶段
从污水处理厂回流污泥管道中取活性污泥混合液从油水分离池14注入，通过单向泵抽入到act反应池21和sbr反应池22中，将城市生活污水注入，接种后混合液污泥浓度为mlss＝400ppm；
(2)启动阶段
将市政污水注入，启动装置，市政污水经过格栅11进行粗滤；再经过沉砂池12静置1h；将沉砂池12上层液抽至初沉池13将颗粒较细的污泥进行分离，再通过检测装置一51检测初沉池13的水质状况，上传计算机6进行记录；再经过油水分离池14进行除渣、去浮油、去离散油和过滤处理；
(3)生化处理
将油水分离池14处理后的市政污水抽至act反应池21，同时通过检测装置二52检测油水分离池14工作完毕后的水质状况，上传计算机6进行记录；再在act反应池21进行生化处理25h，再通过检测装置三53检测act反应池21内部的水质状况，上传计算机6进行记录；再将市政污水抽至sbr反应池22进行生化处理5h，再通过检测装置四54检测sbr反应池22内部水质状况，上传计算机6进行记录；
(4)连续运行
当生化处理结束之后，打开电子阀门，处理后的水进入二沉池23，通过检测装置五55检测二沉池23内部水质状况，混合液氨氮＝2.9mg/l；
(5)深化处理
将最终生化处理后的水引入过滤池31和消毒池32进行进行超滤膜过滤和消毒。
其中，水力停留时间32h，污泥龄45h，平均污泥浓度400mg/l，温度为室温，在20℃左右；工艺的污泥量超过15％时，通过污泥处理系统4进行排污处理；
处理结果表明，cod平均去除率为86.7％，tp平均去除率为97％，ss平均去除率为100％,no3-n平均去除率为95％。
实施例3：与实施例1不同的是利用本装置对某住宅小区实际生活污水(cod＝180-265mg/l，tp＝4-8.4mg/l，ss＝19-34mg/l，no3-n＝16-20mg/l)进行act好氧法处理市政污水的工艺，包括以下步骤：
(1)准备阶段
从污水处理厂回流污泥管道中取活性污泥混合液从油水分离池14注入，通过单向泵抽入到act反应池21和sbr反应池22中，将城市生活污水注入，接种后混合液污泥浓度为mlss＝400ppm；
(2)启动阶段
将市政污水注入，启动装置，市政污水经过格栅11进行粗滤；再经过沉砂池12静置1h；将沉砂池12上层液抽至初沉池13将颗粒较细的污泥进行分离，再通过检测装置一51检测初沉池13的水质状况，上传计算机6进行记录；再经过油水分离池14进行除渣、去浮油、去离散油和过滤处理；
(3)生化处理
将油水分离池14处理后的市政污水抽至act反应池21，同时通过检测装置二52检测油水分离池14工作完毕后的水质状况，上传计算机6进行记录；再在act反应池21进行生化处理30h，再通过检测装置三53检测act反应池21内部的水质状况，上传计算机6进行记录；再将市政污水抽至sbr反应池22进行生化处理10h，再通过检测装置四54检测sbr反应池22内部水质状况，上传计算机6进行记录；
(4)连续运行
当生化处理结束之后，打开电子阀门，处理后的水进入二沉池23，通过检测装置五55检测二沉池23内部水质状况，混合液氨氮＝2.7mg/l；
(5)深化处理
将最终生化处理后的水引入过滤池31和消毒池32进行进行超滤膜过滤和消毒。
其中，水力停留时间46h，污泥龄60h，平均污泥浓度400mg/l，温度为室温，在20℃左右；工艺的污泥量超过15％时，通过污泥处理系统4进行排污处理；
处理结果表明，cod平均去除率为87.3％，tp平均去除率为97.3％，ss平均去除率为100％,no3-n平均去除率为95.5％。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。