一种适用于低、高碳氮比的污水处理系统及工艺的制作方法

本发明涉及一种适用于低、高碳氮比的污水处理系统及工艺，更具体的说，尤其涉及一种根据检测的污水中的cod含量来控制硝化污水是否回流以及是否加入碳源的适用于低、高碳氮比的污水处理系统及工艺。

背景技术

我国农村污水中普遍呈现氨氮浓度过高，cod浓度变化大，范围从100mg/l到1000mg/l不等，不能满足合适的碳氮比，所以导致农村生活污水的生物脱氮效果甚微。污水生物脱氮包括氨化、硝化、反硝化三个过程。其中，氨化、硝化需要曝气提供适合的条件将有机氮、氨态氮转化为硝态氮，能量消耗巨大。同时，反硝化过程需要为反硝化菌提供充足的有机物使硝态氮转化为氮气。本发明基于以上所述农村污水处理技术存在的问题，提出了一种能够同时实现低、高碳氮比的污水生物脱氮处理系统及工艺。

技术实现要素：

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种根据检测的污水中的cod含量来控制硝化污水是否回流以及是否加入碳源的适用于低、高碳氮比的污水处理系统及工艺。

本发明的适用于低、高碳氮比的污水处理系统，包括待处理污水依次流经的格栅池、调节沉淀池、水解酸化池、好氧池、厌氧池和曝气膜池，以及鼓风机、污泥池、除磷剂添加装置、碳源添加装置和控制器；其特征在于：格栅池与调节沉淀池之间的管路上设置有对污水的cod含量进行测量的cod传感器，调节沉淀池、曝气膜池中均设置有对水位进行检测的探测头，控制器经检测线与cod传感器、探测头相连接；调节沉淀池中设置有将其中的污水提升至水解酸化池中的潜污泵，鼓风机经曝气管线与调节沉淀池、好氧池、曝气膜池相连接，以实现曝气，好氧池与水解酸化池之间、曝气膜池与水解酸化池之间均通过设置有输送泵的回流管线相通；除磷剂添加装置经管线与调节沉淀池和好氧池均相连通，以实现除磷剂的添加，碳源添加装置经管线与厌氧池相通，以实现碳源的添加；调节沉淀池、曝气膜池均通过污泥管线与污泥池相通，污泥池的上部经回流管线与水解酸化池相通，以实现污泥池中上层清液的回流；控制器经控制线对潜污泵、输送泵、除磷剂添加装置和碳源添加装置的工作状态进行控制。

本发明的适用于低、高碳氮比的污水处理系统，所述格栅池中设置有滤除污水中杂物的格栅，调节沉淀池的前端设置有穿孔管，除磷添加装置将除磷剂添加至格栅池与调节沉淀池之间的管路中，以便除磷剂与污水中的磷酸盐充分混合并生成沉淀；潜污泵设置于调节沉淀池的1/3高度处；所述水解酸化池、好氧池和厌氧池中均悬挂有组合填料，组合填料的直径为150mm、间距为80mm。

本发明的适用于低、高碳氮比的污水处理系统，污水在水解酸化池中的停留时间为5～8h，在好氧池中的停留时间为8～12h，在厌氧池中的停留时间为2～4h，在曝气膜池中的停留时间为4～6h；曝气膜池中选用的污泥泥龄为25～35天。

本发明的适用于低、高碳氮比的污水处理系统，水解酸化池、厌氧池中均设置有防止污泥沉降、使进水与污泥充分混合和接触的搅拌装置；鼓风机在实现调节沉淀池、好氧池和曝气膜池曝气、为微生物提供氧气的同时，也使污水与污泥充分混合和接触。

本发明的适用于低、高碳氮比的污水处理系统，包括消毒池和设置于曝气膜池中的水泵，水泵将曝气膜池的产水抽至消毒池中，杀死水中的病原菌和微生物后再排入受纳水体。

本发明的适用于低、高碳氮比的污水处理系统的污水处理工艺，其特征在于，通过以下步骤来实现：

a).固体物质截留和除磷，待处理的污水首先进入格栅池，格栅池中的格栅将污水中的粗、细杂物进行拦截；污水进入调节沉淀池后，在除磷剂的作用下使污水中的磷酸盐沉淀、分离；b).降解和/或反硝化反应，控制器通过cod传感器检测污水中的cod含量，当污水中cod含量低于设定值时，污水在水解酸化池中将难降解的大分子有机物转化为易降解的小分子有机物；当污水中cod含量高于设定值时，污水在水解酸化池中不仅将难降解的大分子有机物转化为易降解的小分子有机物，而且控制器还开启输送泵，将好氧池和曝气膜池中的液体作为碳源补充至水解酸化池中，以利用水解酸化池的厌氧条件和碳源进行反硝化脱氮；c).好氧反应，污水由水解酸化池流入好氧池后，好氧池中的微生物在曝气条件下充分降解污水中的有机物，并在亚硝化菌、硝化菌的作用下，将氨氮转化为硝氮、亚硝氮；d).厌氧反应，污水由好氧池进入厌氧池后，根据所检测的污水中的cod含量，来控制碳源添加装置向厌氧池中添加的碳源量，厌氧池中的反硝化均在缺氧环境下利用碳源进行反硝化脱氮；e).水位控制，控制器通过探测头检测调节沉淀池和曝气膜池中的水位，当调节沉淀池中的液位过高或过低时，则分别增加和减小潜污泵的抽水流量，以控制调节沉淀池的污水处于适当的液位；当曝气膜池中的液位过高或过低时，则分别减小和增加潜污泵的抽水量，以便将曝气膜池中的液位维持在适当位置；f).污泥排出和清液回流，调节沉淀池产生的含磷污泥以及曝气膜池截留下来的悬浮颗粒物和微生物污泥，通过污泥管线排入至污泥池中，在污泥池中沉淀、浓缩，污泥池的上层清液回流至水解酸化池；g).水体消毒和排出，水泵将曝气膜池产生的水体抽至消毒池中，在消毒池中杀死绝大部分病原菌和微生物，再排入受纳水体。

本发明的有益效果是：本发明的适用于低、高碳氮比的污水处理系统及工艺，设置有污水依次流经的格栅池、调节沉淀池、水解酸化池、好氧池、厌氧池和曝气膜池，依次实现了对污水的固体物质过滤、磷酸盐去除、难溶性大分子有机物转化、曝气条件下的硝化反应、缺氧环境下的反硝化反应处理，有效地实现了污水中磷酸盐、氨氮和有机物的去除，可将农村生活污水净化为可直接排入受纳水体中的程度。通过设置cod传感器可检测污水中的cod含量，当cod含量较低时，则好氧池、曝气膜池不返回溶液，水解酸化池只进行难溶性大分子有机物转化；当污水中cod含量较高时，水解酸化池还利用好氧池、曝气膜池返回的溶液作为碳源进行反硝化反应，使得本发明的污水处理系统对高、低碳氮比的污水均可进行较为彻底的净化处理，有益效果显著，适于应用推广。

附图说明

图1为本发明的用于低、高碳氮比的污水处理系统的原理图。

图中：1格栅池，2调节沉淀池，3水解酸化池，4好氧池，5厌氧池，6曝气膜池，7鼓风机，8cod传感器，9控制器，10污泥池，11碳源添加装置，12潜污泵，13、14探测头，15除磷剂添加装置，16、17输送泵。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，给出了本发明的用于低、高碳氮比的污水处理系统的原理图，其由依次对生活污水进行处理的格栅池1、调节沉淀池2、水解酸化池3、好氧池4、厌氧池5和曝气膜池6，以及鼓风机7、控制器9、污泥池10、碳源添加装置11和除磷剂添加装置15，格栅池1中设置有对污水中粗、细杂物进行过滤的格栅，格栅池1经管线将污水排入至调节沉淀池2中。格栅池1与调节沉淀池2之间的管线上设置有cod传感器8，以实现对污水中cod含量的检测，同时为了实现除磷剂与污水的充分混合、反应，除磷剂添加装置15向调节沉淀池中所添加的除磷剂也注入至格栅池1与调节沉淀池2之间的管线中，并可在调节沉淀池2的前端设置穿孔管，以便于除磷剂与污水中磷酸盐的充分混合并生成沉淀沉积下来。调节沉淀池2中设置有潜污泵12，潜污泵12用于将调节沉淀池2中的污水抽至水解酸化池3中，潜污泵12可设置在调节沉淀池2的1/3位置高度处。

水解酸化池3排出的污水经管线进入好氧池4，好氧池4排出的污水经管线进入厌氧池5，厌氧池5排出的污水经管线进入曝气膜池6。鼓风机7经曝气管线对调节沉淀池2、好氧池4和曝气膜池6进行曝气作业，曝气不仅可增加水中的含氧量，而且还实现了对污水的搅拌作用。除磷剂添加装置15不仅向调节沉淀池2中添加除磷剂，而且还向好氧池4中加入除磷剂；碳源添加装置11用于先厌氧池5中加入碳源，以便在污水中cod含量较低时，补充碳源的消耗。好氧池4与水解酸化池3之间经设置有输送泵16的回流管线相连通，曝气膜池6与水解酸化池3之间也经设置输送泵17的回流管线相连通，以便将好氧池4和曝气膜池6中的溶液回流至水解酸化池3中。调节沉淀池2中设置有对其液位进行检测的探测头13，曝气膜池6中设置有对其液位进行检测的探测头14。控制器9对潜污泵12、两输送泵（16、17）、碳源添加装置11和除磷剂添加装置15的运行状态进行控制。

污水在水解酸化池3中的反应与污水中cod含量有关，当污水中的cod含量较低时，两输送泵（16、17）不工作，好氧池4和曝气膜池6均不向水解酸化池3中返回液体，污水在水解酸化池3中仅将难降解的大分子有机物转化为易降解的小分子有机物。当污水中的cod含量较高时，好氧池4和厌氧池5中的部分液体经回流管线返回至水解酸化池3中，利用水解酸化池3的厌氧环境、污水中的碳源进行和返回水中的硝氮进行反硝化脱氮，实现氨氮的去除。

污水进入好氧池4后，污水中的好氧菌在曝气作用下消耗水中的有机物，并在亚硝化菌、硝化菌的作用下，将氨氮转化为硝氮、亚硝氮。进入厌氧池5中的污水，当污水中cod含量较低时，则碳源添加装置11向厌氧池5中加入碳源，厌氧池中的反硝化均在缺氧环境下利用碳源进行反硝化脱氮。污水由厌氧池5进入到曝气膜池6中后，进一步对水中的有机物进行降解；曝气膜池6的产水经水泵抽至消毒池中，杀死绝大部分病原菌和微生物，再排入受纳水体。所示调节沉淀池2中产生的含磷污泥以及曝气膜池生截留下来的悬浮颗粒物和微生物污泥，通过污泥管线排入至污泥池10中，在污泥池10中沉淀、浓缩，污泥池的上层清液回流至水解酸化池3中。

所示的水解酸化池3、好氧池4和厌氧池5中均悬挂有组合填料，组合填料的直径为150mm、间距为80mm。污水在水解酸化池3中的停留时间为5～8h，在好氧池4中的停留时间为8～12h，在厌氧池5中的停留时间为2～4h，在曝气膜池6中的停留时间为4～6h；曝气膜池中选用的污泥泥龄为25～35天。

本发明的适用于低、高碳氮比的污水处理系统的污水处理工艺，通过以下步骤来实现：

a).固体物质截留和除磷，待处理的污水首先进入格栅池，格栅池中的格栅将污水中的粗、细杂物进行拦截；污水进入调节沉淀池后，在除磷剂的作用下使污水中的磷酸盐沉淀、分离；

b).降解和/或反硝化反应，控制器通过cod传感器检测污水中的cod含量，当污水中cod含量低于设定值时，污水在水解酸化池中将难降解的大分子有机物转化为易降解的小分子有机物；当污水中cod含量高于设定值时，污水在水解酸化池中不仅将难降解的大分子有机物转化为易降解的小分子有机物，而且控制器还开启输送泵，将好氧池和曝气膜池中的液体作为碳源补充至水解酸化池中，以利用水解酸化池的厌氧条件和碳源进行反硝化脱氮；

c).好氧反应，污水由水解酸化池流入好氧池后，好氧池中的微生物在曝气条件下充分降解污水中的有机物，并在亚硝化菌、硝化菌的作用下，将氨氮转化为硝氮、亚硝氮；

d).厌氧反应，污水由好氧池进入厌氧池后，根据所检测的污水中的cod含量，来控制碳源添加装置向厌氧池中添加的碳源量，厌氧池中的反硝化均在缺氧环境下利用碳源进行反硝化脱氮；

e).水位控制，控制器通过探测头检测调节沉淀池和曝气膜池中的水位，当调节沉淀池中的液位过高或过低时，则分别增加和减小潜污泵的抽水流量，以控制调节沉淀池的污水处于适当的液位；当曝气膜池中的液位过高或过低时，则分别减小和增加潜污泵的抽水量，以便将曝气膜池中的液位维持在适当位置；

f).污泥排出和清液回流，调节沉淀池产生的含磷污泥以及曝气膜池截留下来的悬浮颗粒物和微生物污泥，通过污泥管线排入至污泥池中，在污泥池中沉淀、浓缩，污泥池的上层清液回流至水解酸化池；

g).水体消毒和排出，水泵将曝气膜池产生的水体抽至消毒池中，在消毒池中杀死绝大部分病原菌和微生物，再排入受纳水体。