联合脱氮除磷优化工艺的制作方法

本发明涉及污水脱氮除磷处理技术领域，具体涉及联合脱氮除磷优化工艺。

背景技术：

适量的氮磷对于促进水生植物及微生物的生长具有重要作用，对保持水环境的平衡也具有一定的作用，但过量氮磷等营养物质进入水体中，则会使水体产生富营养化，使水体中的浮游藻类大量繁殖，甚至是爆发性繁殖，产生“水华”现象。“水华”现象即是水污染的明显表现，同时也会进一步加剧水体的污染。藻类的大量或爆发性繁殖，会在水面形成或厚或薄的覆盖性藻类漂浮物，造成水体缺氧，引起水生动物窒息而死。有些藻类还会产生有害毒素，使水生态系统受到破坏，造成生物多样性的减少。

水体富营养的指标三类，营养因子、环境因子与生物因子，其中，营养因子是水体富营养化的根本原因，而在营养因子中，氮磷则是最为关键的存在。因此，控制进入水体的氮磷含量，对于解决水体富营养化问题至关重要。

技术实现要素：

本发明为解决现有技术的不足，提供了一种联合脱氮除磷优化工艺，其能够有效地提升污水处理的脱氮除磷效果，解决水体富营养化的问题，同时其还具有自动化程度高、便于管理和使用的优点。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

联合脱氮除磷优化工艺，包括顺次相连通的厌氧池、缺氧池、好氧池和二沉池，所述二沉池与厌氧池进行连接使二沉池内沉淀的含磷污泥回流至厌氧池；所述好氧池由曝气池、生态制氧系统、污水提升系统、氧浓度监测系统和曝气系统组成；在缺氧池内缺氧处理后的污水流入曝气池并进行好氧处理，随后在曝气池内好氧处理后的污水流入二沉池；所述污水提升系统用于将曝气池内的部分污水泵送至生态制氧系统，经生态制氧系统处理后的污水重新回流至曝气池；所述生态制氧系统利用其内泵入的污水水培绿植，生态制氧系统对绿植释放的氧气进行富集；所述氧浓度监测系统用于监测生态制氧系统内的氧气浓度，并将其监测信息传输至曝气系统；所述曝气系统用于向曝气池内供气，曝气系统根据生态制氧系统内氧气的浓度选择环境空气或者生态制氧系统内的空气作为气源；当生态制氧系统内氧气的浓度高于环境空气中的氧气浓度时，曝气系统以生态制氧系统内的空气作为气源；当生态制氧系统内氧气的浓度低于周围空气时，所述曝气系统以环境中的空气作为气源。

进一步的，所述曝气池的两侧分别设置有与厌氧池连接的进水口和与二沉池连接的排水口。

进一步的，所述曝气系统包括曝气管、风机、吸气管和控制器，所述曝气管均布在曝气池的底部，所述曝气管通过管道与风机进行连接，所述风机与控制器电性连接；所述吸气管包括主管、昼管和夜管，所述昼管和夜管的一端均与主管的同一端连接，所述昼管远离主管的一端分为多个用于与透光罩内部连通的支管，所述夜管远离主管的一端设置有过滤器；所述昼管和夜管上均设置有电磁阀，所述电磁阀与控制器电性连接。

进一步的，所述生态制氧系统包括多个横跨在曝气池上方的水槽、放置在水槽内的浮床和扣设在水槽上方的透光罩；通过污水提升系统将曝气池内的污水泵送至水槽内，所述水槽的一侧设置有溢流口；所述浮床上种植绿植；所述透光罩上设置有进气口和排气口，所述排气口的内侧设置有排气扇，排气口的外侧设置有控制排气口开闭的挡板。

进一步的，所述氧浓度监测系统为设置在透光罩内的氧浓度传感器，所述氧浓度传感器与控制器电性连接。

进一步的，所述溢流口为设置在水槽一侧的矩形切口，溢流口的长度与水槽长度相同并且溢流口两端的高度相同；所述水槽远离溢流口的一侧设置有多个等距间隔分布的上水管；所述污水提升系统包括水泵以及连接在水泵与上水管之间的管道，水泵的进水端伸入曝气池内。

进一步的，所述排气口设置在透光罩的顶部，所述进气口为多个在透光罩侧面间隔分布的通孔；所述透光罩的上方设置有电缸，电缸上的伸缩杆与挡板连接，通过电缸驱动挡板水平移动；所述排气扇和电缸均与控制器电性连接。

与现有技术相比，本发明中植物光合作用释放氧气为曝气过程提供了氧气浓度较高的气源，同时污水从水槽回流至曝气池的过程中也与空气充分接触，因而有效的提高了曝气池内的溶解氧，有利于促进好氧池内好氧微生物的生长，进而能够改善整个工艺的脱氮除磷效果。本发明也可以利用植物的根系吸收污水中的氮和磷，进一步提升整个工艺中污水的脱氮除磷效果，从而解决水体富营养化的问题。本发明受季节变化的影响较小，即使在冬季也能够能够正常使用，可以满足全年的使用要求，此外本发明还具有自动化程度高、便于管理和使用的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的工艺流程图；

图2是本发明中好氧池的原理框图；

图3是本发明中好氧池的俯视图；

图4是图3中沿a-a线的剖视图；

图5是图4中沿b-b线的剖视图；

图6是图5中生态制氧系统的局部放大视图；

图7是本发明中电气设备的控制框图；

图8是图4中ⅰ处的局部放大视图。

附图标记说明如下：

图中：1、厌氧池；2、缺氧池；3、好氧池；4、二沉池；5、曝气池；51、排水口；52、进水口；6、曝气系统；61、曝气管；62、风机；63、吸气管；631、主管；632、夜管；633、昼管；634、第一电磁阀；635、第二电磁阀；636、支管；64、控制器；65、过滤器；7、污水提升系统；71、水泵；8、生态制氧系统；81、水槽；811、溢流口；82、浮床；821、绿植；83、透光罩；84、排气扇；85、挡板；86、电缸；87、排气口；88、进气口；89、上水管；9、氧浓度监测系统；91、氧浓度传感器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

参见图1-图2所示，本发明提供了一种联合脱氮除磷优化工艺，包括顺次相连通的厌氧池1、缺氧池2、好氧池3和二沉池4，所述二沉池4与厌氧池1进行连接使二沉池4内沉淀的含磷污泥回流至厌氧池1；所述好氧池3由曝气池5、生态制氧系统8、污水提升系统7、氧浓度监测系统9和曝气系统6组成；在缺氧池2内缺氧处理后的污水流入曝气池5并进行好氧处理，随后在曝气池5内好氧处理后的污水流入二沉池4；所述污水提升系统7用于将曝气池5内的部分污水泵71送至生态制氧系统8，经生态制氧系统8处理后的污水重新回流至曝气池5；所述生态制氧系统8利用其内泵入的污水水培绿植821，生态制氧系统8对绿植释放的氧气进行富集；所述氧浓度监测系统9用于监测生态制氧系统8内的氧气浓度，并将其监测信息传输至曝气系统6；所述曝气系统6用于向曝气池5内供气，曝气系统6根据生态制氧系统8内氧气的浓度选择环境空气或者生态制氧系统8内的空气作为气源；当生态制氧系统8内氧气的浓度高于环境空气中的氧气浓度时，曝气系统6以生态制氧系统8内的空气作为气源；当生态制氧系统8内氧气的浓度低于周围空气时，所述曝气系统6以环境中的空气作为气源。

参见图3至图8所示，本发明中所述曝气池5的两侧分别设置有与厌氧池1连接的进水口52和与二沉池4连接的排水口51。所述曝气系统6包括曝气管61、风机62、吸气管63和控制器64，所述曝气管61均布在曝气池5的底部，所述曝气管61通过管道与风机62进行连接，所述风机62与控制器64电性连接，可通过控制器64控制风机62的工作状态；所述吸气管63包括主管631、昼管633和夜管632，所述昼管633和夜管632的一端均与主管631的同一端连接，主管631、昼管633和夜管632的内部互通，所述昼管633远离主管631的一端分为多个用于与透光罩83内部连通的支管636。由于环境空气中含有较多的粉尘，为了防止抽取粉尘堵塞曝气管61，所述夜管632远离主管631的一端设置有过滤器65；所述昼管633和夜管632上均设置有电磁阀，所述电磁阀均与控制器64电性连接。本实施例中将夜管632上的电磁阀称为第一电磁阀634，将昼管633上的电磁阀称为第二电磁阀635。

本发明中，所述生态制氧系统8包括三个横跨在曝气池5上方的水槽81、放置在水槽81内的浮床82以及扣设在水槽81上方的透光罩83；所述透光罩83可以为玻璃材质，透光罩必须要能够使阳光照射进其内部，从而保证在浮床82上种植的绿植能够进行光合作用。通过污水提升系统7将曝气池5内的污水泵71送至水槽81内，所述水槽81的一侧设置有溢流口811；所述浮床82上种植绿植；所述透光罩83上设置有进气口88和排气口87，所述排气口87的内侧设置有排气扇84，排气口87的外侧设置有控制排气口87开闭的挡板85。

本发明中，所述氧浓度监测系统9为设置在透光罩83内的氧浓度传感器91，所述氧浓度传感器91与控制器64电性连接。所述溢流口811为设置在水槽81一侧的矩形切口，溢流口811的长度与水槽81长度相同并且溢流口811两端的高度相同；所述水槽81远离溢流口811的一侧设置有多个等距间隔分布的上水管89；所述污水提升系统7包括水泵71以及连接在水泵71与上水管89之间的管道(图中未予示出)，水泵71的进水端伸入曝气池5内。所述排气口87设置在透光罩83的顶部，所述进气口88为多个在透光罩83侧面间隔分布的通孔(参见图8所示)；所述透光罩83的上方设置有电缸86，电缸86上的伸缩杆与挡板85连接，通过电缸86驱动挡板85水平移动；所述排气扇84和电缸86均与控制器64电性连接。

本发明在实施时，白天情况下生态制氧系统8中的种植的绿植在透光罩83内进行光合作用并产生氧气，使透光罩83内的氧气含量增加；氧浓度监测系统9实时监测透光罩83内氧气的浓度并将氧气浓度信号发送至控制器64(其可以为西门子s7-300系列中的cpu226xp)，控制器64将透光罩83内的氧气浓度与大气中的氧气含量进行比对，当透光罩83内的氧气浓度高于大气中的氧气浓度时，控制器64使第二电磁阀635打开，风机62抽取透光罩83内的空气作为气源，可为曝气池内提供含氧量较高的空气，有利于促进好氧池3内好氧微生物的生长，进而改善污水净化效果。在风机62抽取透光罩83内的空气时，此时透光罩83顶部的挡板85将排气口87封堵，排气扇84也为停机状态，在透光罩83内将形成一定的负压，从而周围的空气可以通过进气口88被吸入透光罩83内，为生态制氧系统8内补充二氧化碳，以满足绿植光合作用的需要。

在夜晚情况下，由于绿植停止光合作用，同时绿植需要消耗氧气，因此夜晚时透光罩83内的氧气含量降低，二氧化碳浓度增加，当氧浓度传感器91监测到透光罩83内的氧气浓度低于大气内氧气的浓度时，第二电磁阀635关闭，第一电磁阀634打开，风机62抽取周围环境中的空气作为气源。与透光罩83内氧气浓度昼夜变化相比，大气中氧气浓度的昼夜变化相对较小，因此在本发明中将大气中氧气浓度视为定值，该值可在控制器64内进行设置，作为控制第一电磁阀634和第二电磁阀635工作状态的阈值。在夜间，氧浓度传感器91同样将监测到透光罩83内的氧气浓度发送至控制器64，当透光罩83内氧气浓度低于预先设定的阈值时，控制器64使电缸86收缩，将排气口87打开，与此同时排气扇84通电运作，将透光罩83内的空气排出，此时透光罩83周围的空气将从进气口88进入透光罩83内部，通过以上方式保证夜间绿植对氧气的需求。

污水提升系统7中的水泵71持续将曝气池5内的污水泵送至水槽81内，曝气池5内的污水可供绿植生长，同时绿植将吸收污水中的部分氮和磷，从而进一步提升污水的脱氮除磷效果，有效降低系统排放出来的处理水中的氮和磷；污水从水槽81一侧的上水管89进入水槽81，经植物根系吸收氮和磷之后从水槽81另一侧的溢流口811溢出，从水槽81溢出的污水将以水帘的形式重新流入曝气池，在污水下降过程中，污水也将充分与空气接触，因此也有利于提高污水中的溶解氧含量。

本发明中由于绿植种植在透光罩83内，在冬季气温较低时透光罩83可以为绿植提供温和的生长环境，因此本发明受季节变化的影响较小，可以满足全年的使用要求。本发明通过控制器64实现设备的智能化管理，具有自动化程度高、便于管理和使用的优点。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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以所述权利要求的保护范围为准。