多级污水处理装置及其污水处理方法与流程

本发明属于污水处理技术领域，特别涉及一种多级污水处理装置及其污水处理方法。

背景技术：

活性污泥法被广泛应用于污水处理系统，该方法是在人工充氧的曝气池中，利用活性污泥去除废水中的有机物，aao工艺是一种改进的活性污泥法，它的优越性是除了使有机污染物得到降解之外，还具有一定的脱氮除磷功能。传统aao工艺往往存在着总氮去除率低的问题，其一是因为反硝化菌与聚磷菌的竞争关系，厌氧段聚磷菌利用了大量碳源，从而导致缺氧池碳源不足。其二是因为内回流污泥溶解氧浓度高，导致缺氧池溶解氧浓度不稳定。且传统的好氧池功能微生物种类较多，却难以形成高效的优势菌属。同时，系统在长时间运行后，污泥浓度高，大幅增加了系统后续运行负荷。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种多级污水处理装置，确保为污水处理提供足够的碳源，提高脱氮除磷效果，同时提高有机物去除效果。

为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种多级污水处理装置，包括顺次连通设置的初沉池、厌氧池、缺氧池及好氧池，所述好氧池顺次连通设置多个，所述好氧池内设置有隔板一，所述隔板一的下端与所述好氧池的底壁间隙设置，顺延水流方向所述隔板一将所述好氧池分隔为好氧区与沉淀区，所述好氧区内设置有曝气装置，所述初沉池的下部设置有污泥收集区，所述污泥收集区与所述厌氧池/缺氧池连通。

可选的，顺次连通设置的多个所述好氧池内的曝气装置的曝气量逐渐减少，处于末端的好氧池通过混合液回流泵与所述缺氧池连通。

可选的，所述好氧池内还设置有用于检测污水溶氧浓度的溶氧仪，所述溶氧仪连接有曝气控制器，所述曝气控制器用于接收所述溶氧仪检测的溶氧浓度，还包括为所述曝气装置供气的曝气风机，所述曝气控制器与所述曝气风机电连接。

可选的，所述好氧池内设置有坡板，所述坡板自所述好氧池的底壁向所述好氧池的后壁斜向延伸设置。

可选的，所述初沉池的前壁上部设置有进水管，污水由所述初沉池的后壁上部流入所述厌氧池，所述污泥收集区设置有集泥装置，所述初沉池的下部通过污泥输送泵与所述厌氧池/缺氧池连通。

可选的，所述好氧池的后端设置有斜沉池，所述斜沉池内设置有隔板二，所述隔板二与所述斜沉池的底壁间隙设置，所述隔板二将所述斜沉池分隔为缓冲区与聚沉区，所述斜沉池的下部呈倒锥形，所述聚沉区内设置有斜管，所述斜沉池的下部与所述厌氧池/缺氧池连通。

可选的，所述斜沉池的后端还依次设置有过滤池和消毒池，所述过滤池内设置有过滤填料，所述消毒池内设置有紫外线发生装置。

可选的，所述消毒池的后端设置有设备室，所述设备室内设置有药剂投加装置和曝气风机，所述药剂投加装置与各池体之间设置有投加管。

本发明的目的还在于提供一种多级污水处理装置，确保为污水处理提供足够的碳源，同时能有效地减少污泥排放量。

为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种多级污水处理装置的污水处理方法，包括如下步骤：

a、污水自进水管流入初沉池的上部，污泥在初沉池内沉淀至污泥收集区，污泥在初沉池的下部水解酸化一定时间后由污泥输送泵通入厌氧池/缺氧池内；

b、污水由初沉池流入厌氧池，污水在厌氧池内发生厌氧反应再流入缺氧池，污水在缺氧池内发生缺氧反应再流入好氧池；

c、污水首先进入好氧区发生好氧反应，随后污水由隔板一与底壁之间的间隙流入沉淀区，污水在沉淀区内自下而上的流动过程中发生沉淀，部分污泥沉淀至好氧池的下部继续发生好氧反应，污水进入下一个好氧池继续发生好氧反应与污泥沉淀，多个好氧池内的曝气装置的曝气量逐渐减少，随后污水流入斜沉池；

d、污水首先进入缓冲区自上而下流动，污泥顺延斜沉池的倒锥形下部发生沉淀，污水由隔板二与底壁之间的间隙流入聚沉区，污水在聚沉区内自下而上的流动过程中经斜管的阻碍，污泥发生聚集沉淀，随后污水依次流入过滤池和消毒池；

e、污水最终经过滤池的最终沉淀和消毒池的紫外线消毒而排出。

可选的，所述步骤c中，好氧池设置有三个，顺次为好氧池一、好氧池二及好氧池三，三个好氧池内的曝气装置的曝气量对应为4mg/l、3mg/l及2mg/l；

溶氧仪检测到好氧池一的溶氧浓度大于或等于4mg/l时，曝气控制器控制对应好氧池一的曝气风机停止工作，当溶氧浓度小于或等于3mg/l时，曝气控制器控制对应好氧池一的曝气风机开始工作；

溶氧仪检测到好氧池二的溶氧浓度大于或等于3mg/l时，曝气控制器控制对应好氧池二的曝气风机停止工作，当溶氧浓度小于或等于2mg/l时，曝气控制器控制对应好氧池二的曝气风机开始工作；

溶氧仪检测到好氧池三的溶氧浓度大于或等于2mg/l时，曝气控制器控制对应好氧池三的曝气风机停止工作，当溶氧浓度小于或等于1mg/l时，曝气控制器控制对应好氧池三的曝气风机开始工作。

与现有技术相比，本申请无需外加碳源，节约成本，利用初沉池污泥水解酸化后补充反硝化与聚磷菌的碳源需求，且无需单独设置水解酸化池，而实现了污水污泥的同步处理，且多个好氧池的布置实现对污水的逐级处理，可连续的使得污水中的有机物得到进一步的生物反应，污水在这个过程中除却在好氧区发生好氧反应外也能在沉淀区发生一定的反硝化作用，提高了脱氮除磷效果，如此确保本发明装置能进行有效的污水处理，提升出水水质；同时控制好氧池内的污泥量，避免排放污泥过多增加后续的污泥处理负荷。

附图说明

图1为本发明布置示意图。

附图标记：

1、初沉池；11、进水管；12、集泥装置；2、厌氧池；3、缺氧池；4、好氧池；41、好氧区；42、沉淀区；43、隔板一；44、曝气装置；45、溶氧仪；46、曝气控制器；47、曝气风机；48、坡板；5、斜沉池；51、缓冲区；52、聚沉区；53、隔板二；54、斜管；6、过滤池；7、消毒池；8、设备室；81、药剂投加装置。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供的一种多级污水处理装置，包括顺次连通设置的初沉池1、厌氧池2、缺氧池3及好氧池4，好氧池4顺次连通设置多个，初沉池1的下部设置有污泥收集区，污泥收集区与厌氧池2/缺氧池3连通。

与现有技术相比，本申请在厌氧池2的前端设置有初沉池1，污水进入沉淀池1后污泥沉淀入初沉池1，初沉池1的下部对污泥进行收集，污泥直接停留在初沉池1的下部水解酸化，将不溶性有机物水解为溶解性物质，将大分子、难于生物降解的物质转化为易于生物降解的物质，一定时间后将初沉池1下部的部分水解酸化产物通过污泥输送泵输送至厌氧池2/缺氧池3，对其进行补充碳源，满足反硝化菌与聚磷菌的碳源需求；

经初沉池1发生初次沉淀后的污水依次经厌氧池2和缺氧池3发生厌氧反应和缺氧反应进入好氧池4，多个好氧池4与缺氧池3之间设置有混合液回流泵，使得混合液在缺氧池3内进一步发生反硝化反应，提高除氮效果，本申请的好氧池4布置有多个，且好氧池4被分隔为好氧区41与沉淀区42，如此布置的目的为：污水进入好氧区41发生好氧反应分解污泥，随后污水进入沉淀区42内自下而上的流动过程中，部分污泥会发生沉降，如此即可截留一部分污泥继续留在好氧池4内使得好氧微生物继续分解污水中的有机物，并且沉淀区42未布置曝气装置44，沉淀区42内溶氧浓度逐渐降低会形成一个微缺氧状态，发生反硝化反应除氮，随后污泥含量降低的污水进入下一个好氧池，又有一部分污泥被截留，这种多个好氧池的布置，对污水进行逐级处理，污水在这个过程中除却在好氧区41发生好氧反应外也能在沉淀区42发生一定的反硝化作用，如此确保本发明装置能进行有效的污水处理，保证好氧池内的污泥量，避免排放污泥过多增加后续的污泥处理负荷。

在一些实施例中，好氧池4设置有三个，三个即可满足对污泥的处理，数量设置过多将会增加建设成本，且顺次连通设置的三个好氧池4内的曝气装置的曝气量逐渐减少。随着污水的流动，污泥量会逐渐减少，污水中的有机物含量也会降低，后续的好氧池4氧需求会降低，所以三个好氧池4内的曝气量逐渐降低，如此可降低能源消耗；同时每个好氧池4内都会截留一部分污泥，不同的氧浓度利于附着在污泥上不同氧需求的微生物成为优势菌属，如此在每一个好氧池4都能富集优势菌属，可使得不同基质浓度的污水在相应的好氧池4内进行生物反应，不同优势菌属在不同的好氧池4共同作用充分的分解污水中的有机物，污水的处理效果达到最佳；同时作为较佳实施例，末端的好氧池4氧浓度较低，使得末端的好氧池4与缺氧池3连通，这样好氧池4的混合液回流至缺氧池3内时，不会导致缺氧池3氧浓度不稳定，提升反硝化反应效果，增加除氮效果。

在一些实施例中，好氧池4内还设置有用于检测污水溶氧浓度的溶氧仪45，溶氧仪45连接有曝气控制器46，曝气控制器46用于接收溶氧仪45检测的溶氧浓度，还包括为曝气装置44供气的曝气风机47，曝气控制器46与曝气风机47电连接。为了降低能源消耗，对应的要间隙式的开启曝气装置44，曝气装置44的启闭条件是各好氧池4的溶氧浓度是否低于上限阈值或者达到上限阈值，通过溶氧仪45实时监测好氧池4的溶氧浓度，通过曝气控制器46判断溶氧浓度发出控制信号控制曝气风机47启停，如此保证各个好氧池4始终具有一定溶氧浓度，避免氧气富余浪费。曝气控制器46控制曝气风机47的启停是现有技术中公开的技术手段能轻易实现的，曝气控制器46采用单片机，单片机型号可采用at89c51、stc15等类型单片机，在单片机上设置有可将溶氧仪45检测的溶氧浓度与上限阈值/下限阈值比较的逻辑判断电路，逻辑判断电路可通过如74ls85的集成数值比较器实现，单片机根据判断结果发出控制信号至继电器，继电器也是现有技术中常用的控制器件，将继电器布置于曝气风机47的供电电路上，单片机发出控制信号至继电器控制其触点开关打开或闭合，单片机根据每个生物反应区的溶氧仪45采集的溶氧浓度对应的控制各个继电器，由此对应控制曝气风机47停止工作或开始工作。

在一些实施例中，好氧池4内设置有坡板48，坡板48的下端设置于靠近隔板一43的下方的位置，坡板48自好氧池4的底壁向好氧池4的后壁斜向延伸设置。坡板48对由好氧区41至沉淀区42的污水起到了缓冲的作用，污泥经过坡板48的缓冲阻碍发生沉淀，如此调节污泥在沉淀区42的沉淀量，多个好氧池4逐级控制污泥沉淀量，逐级进行生物反应分解污泥。

在一些实施例中，污水由初沉池1的前壁上部流入池内，污水在流入厌氧池2的过程中污泥发生沉淀，污泥被集中至污泥收集区，在较佳的实施例中可将初沉池1的下部设置为倒锥形，集泥装置12可采用刮泥板，从而尽可能的使得污泥被集中至初沉池1的下部，如此污泥在初沉池1的下部发生水解酸化，其产物通过污泥输送泵被输送至厌氧池2/缺氧池3，上述布置形式稳定的为厌氧池2/缺氧池3提供碳源。

在一些实施例中，好氧池4的后端设置有斜沉池5，斜沉池5对剩余的污泥进行收集，部分污泥可通过污泥回流泵提供至厌氧池2/缺氧池3，部分污泥作为剩余污泥被排出，斜沉池5设置有隔板二53，隔板二53与斜沉池5的底壁间隙设置，隔板二53将斜沉池5分隔为缓冲区51与聚沉区52，斜沉池5的下部呈倒锥形，聚沉区52内设置有斜管54，缓冲区51、聚沉区52及倒锥形下部的设置更有利于污泥聚集沉淀。

在一些实施例中，斜沉池5的后端还依次设置有过滤池6和消毒池7，过滤池6内设置有过滤填料，消毒池7内设置有紫外线发生装置，通过过滤池6和消毒池7的最终处理，使得污水更为洁净的排出。

在一些实施例中，消毒池7的后端设置有设备室8，设备室8内设置有药剂投加装置81和曝气风机47，药剂投加装置81与各池体之间设置有投加管。根据各个池子的mlss浓度、碳氮含量及金属离子含量等数据对应的通过药剂投加装置81投加铁盐、碳源及ph调节剂等药剂增加污水处理过程中的生物反应效果和化学反应效果。

一种多级污水处理装置的污水处理方法，包括如下步骤：

a、污水自进水管11流入初沉池1的上部，污泥在初沉池1内沉淀至污泥收集区，污泥在初沉池1的下部水解酸化一定时间后由污泥输送泵通入厌氧池2/缺氧池3内；

b、污水由初沉池1流入厌氧池2，污水在厌氧池2内发生厌氧反应再流入缺氧池3，污水在缺氧池3内发生缺氧反应再流入好氧池4；

c、污水首先进入好氧区41发生好氧反应，随后污水由隔板一43与底壁之间的间隙流入沉淀区42，污水在沉淀区42内自下而上的流动过程中发生沉淀，部分污泥沉淀至好氧池4的下部继续发生好氧反应，污水进入下一个好氧池4继续发生好氧反应与污泥沉淀，多个好氧池4内的曝气装置44的曝气量逐渐减少，随后污水流入斜沉池5；

d、污水首先进入缓冲区51自上而下流动，污泥顺延斜沉池5的倒锥形下部发生沉淀，污水由隔板二53与底壁之间的间隙流入聚沉区52，污水在聚沉区52内自下而上的流动过程中经斜管54的阻碍，污泥发生聚集沉淀，多个好氧池4内的曝气装置44的曝气量逐渐减少，随后污水依次流入过滤池6和消毒池7；

e、污水最终经过滤池6的最终沉淀和消毒池7的紫外线消毒而排出。

具体的，步骤c中，好氧池4设置有三个，顺次为好氧池一、好氧池二及好氧池三，三个好氧池4内的曝气装置44的曝气量对应为4mg/l、3mg/l及2mg/l；

溶氧仪45检测到好氧池一的溶氧浓度大于或等于4mg/l时，曝气控制器46控制对应好氧池一的曝气风机47停止工作，当溶氧浓度小于或等于3mg/l时，曝气控制器46控制对应好氧池一的曝气风机47开始工作，如此确保好氧池一内的溶氧浓度在3mg/l～4mg/l的区间，好氧池一内的污染物浓度较高，活性污泥的含量较高，所需溶解氧较高；

溶氧仪45检测到好氧池二的溶氧浓度大于或等于3mg/l时，曝气控制器46控制对应好氧池二的曝气风机47停止工作，当溶氧浓度小于或等于2mg/l时，曝气控制器46控制对应好氧池二的曝气风机47开始工作，如此确保好氧池二内的溶氧浓度在2mg/l～3mg/l的区间，此阶段污染物浓度较低，所需溶解氧减少；

溶氧仪45检测到好氧池三的溶氧浓度大于或等于2mg/l时，曝气控制器46控制对应好氧池三的曝气风机47停止工作，当溶氧浓度小于或等于1mg/l时，曝气控制器46控制对应好氧池三的曝气风机47开始工作，如此确保好氧池二内的溶氧浓度在1mg/l～2mg/l的区间，此阶段水质较为澄清，水中污染物较少，截留污泥量也较少，所以维持较低的溶氧浓度即可。

在此还需强调的是，好氧池一及好氧池二的沉淀区42不一定会起到反硝化除氮的作用，因为好氧池一及好氧池二的好氧区41的溶氧浓度较高，污水进入沉淀区42时即使氧含量逐渐降低，但是仍然不一定能降低至微缺氧状态，通过适当增大沉淀区42的体积，提高水力停留时间，使污水的氧含量逐渐降低至0.1mg/l～1mg/l，好氧池三的沉淀区42一定能起到反硝化除氮的作用，因为好氧池三的好氧区41的溶氧浓度已经处于较低的水平，所以污水进入沉淀区42后此时的溶氧浓度能形成一个微缺氧状态，随后实现反硝化除氮，总而言之，通过上述三个好氧池实现了对污水的逐级处理，采用不同的曝气量分阶段分解有机物，节省能耗的同时提高经好氧池4流出污水的水质。

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：其依然可以对前述各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各实施例技术方案的精神和范围。