一种可切换式微曝氧化沟污水处理系统的制作方法

本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种可切换式微曝氧化沟污水处理系统。

背景技术：

污水中的氮和磷是造成水体富营养化的主要污染物。我国污水处理厂普遍采用具有生物脱氮除磷功能的二级处理工艺，厌氧-缺氧-好氧(a/a/o)微曝氧化沟是其中的一种常用工艺。该工艺在传统a/a/o工艺的基础上，利用连续循环式反应池和潜水推流器，使其兼有推流式和完全混合式的流态，同时充分利用了微孔曝气充氧机理，提高了氧的利用率。a/a/o微曝氧化沟在实现生物脱氮除磷功能的同时，具有耐冲击负荷、运行能耗低的优点。

“碳源竞争”是影响生物脱氮除磷效果的主要因素。碳源主要消耗于释磷、反硝化和异养菌的正常代谢等方面，其中释磷、反硝化速率与进水碳源中易降解部分的含量有很大关系。当进水碳源低时，一方面，因前端厌氧区聚磷菌(paos)释磷过程吸收了进水中挥发性脂肪酸(vfas)及醇类等易降解发酵产物，使得后续缺氧区没有足够的优质碳源而抑制反硝化潜力的充分发挥，降低了系统对总氮的脱除效率；另一方面，因反硝化不彻底而残余的硝酸盐随外回流污泥进入厌氧区，反硝化菌将优先于聚磷菌(paos)利用环境中的有机物进行反硝化脱氮，抑制厌氧释磷的正常进行，降低了系统对总磷的去除效率。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可切换式微曝氧化沟污水处理系统，解决上述传统的问题，其可根据进水中碳、氮、磷的浓度变化及使用者对脱氮除磷的具体需求，灵活切换运行模式，使系统合理利用进水中的碳源，进行脱氮除磷，尽量避免因“碳源竞争”所产生的负面影响，从而保证了该系统的出水中的氮磷指标满足排放标准。

本发明采用如下技术方案实现：

一种可切换式微曝氧化沟污水处理系统，包括进水管、出水管、污泥回流管、厌氧池、缺氧池和好氧池，所述出水管与所述好氧池连通，所述进水管包括具有第一进水阀的第一进水支管及具有第二进水阀的第二进水支管；所述污泥回流管包括具有第一污泥回流阀的第一回流支管和具有第二污泥回流阀的第二回流支管；所述第一进水支管、第一回流支管均与所述厌氧池连通，所述第二进水支管、第二回流支管均与所述缺氧池连通；所述厌氧池与所述缺氧池之间设置有第一出水闸门和第一回流闸门；所述缺氧池与所述好氧池之间设置有第二出水闸门和第二回流闸门；所述第一出水闸门、第一回流闸门、第二出水闸门、第二回流闸门、第一进水阀、第二进水阀、第一污泥回流阀、第二污泥回流阀通过配合以实现所述污水处理系统的运行模式的切换。

优选地，所述运行模式包括常规模式、强化脱氮模式及强化除磷模式；所述常规模式中进水污水的五日生化需氧量的质量浓度与总凯氏氮的质量浓度之比大于4，且五日生化需氧量的质量浓度与总磷的质量浓度之比大于17；所述强化脱氮模式中进水污水的五日生化需氧量的质量浓度与总凯氏氮的质量浓度之比小于4；所述强化除磷模式中进水污水的五日生化需氧量的质量浓度与总磷的质量浓度之比小于17。

优选地，所述运行模式为常规模式时，开启所述第一出水闸门、第二出水闸门、第二回流闸门、第一进水阀和第一污泥回流阀；污水、回流污泥分别通过第一进水支管、第一回流支管流入厌氧池，进行厌氧处理；再通过已开启的第一出水闸门流入缺氧池，与部分的从好氧池通过已开启的第二回流闸门回流的混合液混合，进行缺氧处理；然后通过已开启的第二出水闸门流入好氧池，进行好氧处理，最后从出水管流出。

优选地，所述运行模式为强化脱氮模式时，开启所述第一出水闸门、第一回流闸门、第二出水闸门、第二回流闸门、第二进水阀和第一污泥回流阀；回流污泥通过第一回流支管流入厌氧池；污水通过第二进水支管流入缺氧池，并与部分的从好氧池通过已开启的第二回流闸门回流的混合液混合，在缺氧池中进行缺氧处理；再通过已开启的第一回流闸门流入厌氧池，与回流污泥在厌氧池中进行厌氧处理，然后再通过已开启的第一出水闸门流入缺氧池，与缺氧池中的混合液进行缺氧处理；再通过已开启的第二出水闸门流入好氧池，进行好氧处理，最后从出水管流出。

优选地，所述运行模式为强化除磷模式时，开启所述第一出水闸门、第一回流闸门、第二出水闸门、第二回流闸门、第一进水阀和第二污泥回流阀；回流污泥通过第二回流支管流入缺氧池；好氧池中部分的混合液通过已开启的第二回流闸门流入缺氧池；缺氧池中的部分的混合液通过已开启的第一回流闸门流入厌氧池；污水通过第一进水支管流入厌氧池，并与从缺氧池流入的混合液在厌氧池中进行厌氧处理；再通过已开启的第一回流闸门流入缺氧池，并与回流污泥和从好氧池回流的混合液在缺氧池中进行缺氧处理；然后通过已开启的第二出水闸门流入好氧池，进行好氧处理，最后从出水管流出。

优选地，所述厌氧池、缺氧池、好氧池内均设置有潜水推流器。

优选地，所述好氧池内设置有可提升式微孔曝气器。

优选地，所述第一进水支管、第二进水支管、第一回流支管、第二回流支管均安装有电磁流量计。

优选地，所述第一出水闸门、第一回流闸门、第二出水闸门、第二回流闸门均为旋转闸门。

优选地，所述厌氧池、缺氧池、好氧池均为连续循环式反应池。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明通过厌氧池、缺氧池、好氧池、进水管、出水管、污泥回流管以及相关的第一出水闸门、第一回流闸门、第二出水闸门、第二回流闸门、第一进水阀、第二进水阀、第一污泥回流阀和第二污泥回流阀的布设，使该系统可根据进水中碳、氮、磷的浓度变化及脱氮除磷的具体需求，通过闸门和管道阀门的启闭实现模式的切换，选择不同的运行模式，从而使系统在保持微曝氧化沟原有流态和充氧优势的情况下，增强运行的灵活性，合理利用进水中的碳源进行脱氮除磷，尽量避免因“碳源竞争”产生的负面影响，可节省碳源及化学除磷药剂的投加成本，操作灵活简单，出水水质稳定，保证出水中的氮磷指标满足排放标准。

附图说明

图1为本发明的可切换式微曝氧化沟污水处理系统的工艺流程图；

图2为图1所示的可切换式微曝氧化沟污水处理系统的常规模式的工艺流程图；

图3为图1所示的可切换式微曝氧化沟污水处理系统的强化脱氮模式的工艺流程图；

图4为图1所示的可切换式微曝氧化沟污水处理系统的强化除磷模式的工艺流程图。

图中：10、进水管；11、第一进水支管；110、第一进水阀；12、第二进水支管；120、第二进水阀；20、出水管；30、污泥回流管；31、第一回流支管；310、第一污泥回流阀；32、第二回流支管；320、第二污泥回流阀；40、厌氧池；41、第一出水闸门；42、第一回流闸门；50、缺氧池；51、第二出水闸门；52、第二回流闸门；60、好氧池；70、潜水推流器；80、可提升式微孔曝气器；90、电磁流量计。

具体实施方式

下面结合本发明中的附图，对本发明的实施示例进行清楚、完整的描述和解释，便于本领域普通技术人员的理解和实施本发明。应当理解，所描述的实施示例并不构成对本发明的限制，在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施示例，都属于本发明的保护范围。附图为本发明的结构示意图，与本发明的说明书具体实施方式一起仅用于描述和解释本发明的实施示例，并不构成对本发明的限制。

请参阅图1，为本发明的可切换式微曝氧化沟污水处理系统的工艺流程图，具体的，该污水处理系统包括进水管10、出水管20、污泥回流管30、以及沿水流方向依次设置的厌氧池40、缺氧池50和好氧池60，厌氧池40、缺氧池50、好氧池60均为连续循环式反应池，并合建为一座构筑物，即厌氧池40、缺氧池50、好氧池60为一体化设置，各池内均设置有循环折流沟和导流墙，使各池形成循环式反应池。所述厌氧池40与所述缺氧池50之间设置有第一出水闸门41和第一回流闸门42，所述缺氧池50与所述好氧池60之间设置有第二出水闸门51和第二回流闸门52，污水可通过开启的闸门在各池之间流动和回流。优选地，所述第一出水闸门41、第一回流闸门42、第二出水闸门51、第二回流闸门52均为旋转闸门，旋转闸门具有启闭省力，运转可靠，速度快，对控制器要求低，对水流流态影响小等优点。

在其中一实施例中，所述厌氧池40、缺氧池50、好氧池60内均设置有潜水推流器70，潜水推流器70的数量应根据该系统的设计参数确定，潜水推流器70均能将其叶轮旋转产生的水流直接作用到水中，并由下层水流传递至上层水流，实现水流推动，以实现池内的循环及系统外循环。其中，所述好氧池60内设置有可提升式微孔曝气器80，可提升式微孔曝气器80的数量应根据该系统的设计供气量确定，均安装于好氧池60池底，其利用了微孔曝气机理向水中充氧，具有可提升检修的功能。

所述进水管10包括具有第一进水阀110的第一进水支管11及具有第二进水阀120的第二进水支管12；所述污泥回流管30包括具有第一污泥回流阀310的第一回流支管31和具有第二污泥回流阀320的第二回流支管32；所述第一进水支管11、第一回流支管31均与所述厌氧池40连通，所述第二进水支管12、第二回流支管32均与所述缺氧池50连通，用于根据进水中的碳、氮、磷的浓度变化及使用者对脱氮除磷的具体需求，通过阀门的切换，将污水、循环污泥选择性地输入至厌氧池40和/或缺氧池50中。在其中一实施例中，所述第一进水支管11、第二进水支管12、第一回流支管31、第二回流支管32上均安装有电磁流量计90，用于对进水或回流污泥的流量计量，以实现精确控制。

所述出水管20与所述好氧池60连通，用于将系统中出水排出，该出水管20安装在好氧池60沿水流方向的末端。

进一步地，所述第一出水闸门41、第一回流闸门42、第二出水闸门51、第二回流闸门52、第一进水阀110、第二进水阀120、第一污泥回流阀310、第二污泥回流阀320通过配合以实现所述污水处理系统的运行模式的切换。根据进水中的碳、氮、磷浓度变化及使用者对脱氮除磷的具体需求，该运行模式包括常规模式、强化脱氮模式及强化除磷模式。

具体的，请再次参阅图2，为本发明的常规模式的工艺流程图。

应用情景：该常规模式中进水污水的五日生化需氧量的质量浓度与总凯氏氮的质量浓度之比大于4，且五日生化需氧量的质量浓度与总磷的质量浓度之比大于17。

各闸门、阀门的状态：第一出水闸门41、第二出水闸门51、第二回流闸门52、第一进水阀110、第一污泥回流阀310全开；第一回流闸门42、第二进水阀120、第二污泥回流阀320关闭。

工艺流程：污水、回流污泥分别通过第一进水支管11、第一回流支管31流入厌氧池40，污水、回流污泥在厌氧池40中进行厌氧处理；好氧池60的部分的混合液通过已开启的第二回流闸门52从好氧池60回流至缺氧池50；厌氧处理后的污水和回流污泥的混合液再通过已开启的第一出水闸门41流入缺氧池50，与部分的从好氧池60通过已开启的第二回流闸门52回流的混合液混合，进行缺氧处理；然后通过已开启的第二出水闸门51流入好氧池60，进行好氧处理，污水在好氧池60中进行充分混合与充氧，最后从出水管20流出。

其工作原理为：常规模式下，进水中的碳源较为充足；在厌氧池40中，聚磷菌的生长受到抑制，为了自身的生长便释放出其细胞中的聚磷酸盐，同时产生利用废水中简单的溶解性有机基质所需的能量，完成磷的释放，再进入好氧池60中，活力得到充分恢复，在充分利用基质的同时，从废水中摄取大量溶解态的正磷酸盐，完成磷的过量吸收，使水中的磷转移至污泥中，达到除磷目的；在好氧池60中，由硝化细菌和亚硝化细菌的协同作用，将氨氮通过硝化作用转化为亚硝态氮和硝态氮，再通过混合液回流至缺氧池50中，在缺氧条件下通过反硝化作用将硝氮转化为氮气释放到大气，达到脱氮目的。

请再次参阅图3，为本发明的强化脱氮模式的工艺流程图。

应用情景：该强化脱氮模式中进水污水的五日生化需氧量的质量浓度与总凯氏氮的质量浓度之比小于4，或使用者对脱氮要求较高时。

各闸门、阀门的状态：第一出水闸门41、第一回流闸门42、第二出水闸门51、第二回流闸门52、第二进水阀120和第一污泥回流阀310全开，第一进水阀110和第二污泥回流阀320关闭。

工艺流程：回流污泥通过第一回流支管31流入厌氧池40；好氧池60的部分的混合液通过已开启的第二回流闸门52从好氧池60回流至缺氧池50；污水通过第二进水支管12流入缺氧池50，并与部分的从好氧池60通过已开启的第二回流闸门52回流的混合液混合，在缺氧池50中进行缺氧处理；再通过已开启的第一回流闸门42流入厌氧池40，与回流污泥在厌氧池40中进行厌氧处理，然后再通过已开启的第一出水闸门41流入缺氧池50，与缺氧池50中的混合液进行缺氧处理；再通过已开启的第二出水闸门51流入好氧池60，进行好氧处理，污水在好氧池60中进行充分混合与充氧，最后从出水管20流出。

其工作原理为：强化脱氮模式下，进水中的碳氮浓度比值较低，将进水优先接入缺氧池50，使进水中的碳源优先被反硝化菌利用；从好氧池60回流的混合液在缺氧条件下获得优质的碳源，通过更充分的反硝化作用将硝氮转化为氮气释放到大气，实现强化脱氮的目的。

请再次参阅图4，为本发明的强化除磷模式的工艺流程图。

应用情景：该强化除磷模式中进水污水的五日生化需氧量的质量浓度与总磷的质量浓度之比小于17，或使用者对除磷要求较高时。

各闸门、阀门的状态：第一出水闸门41、第一回流闸门42、第二出水闸门51、第二回流闸门52、第一进水阀110、第二污泥回流阀320全开，第二进水阀120、第一污泥回流阀310关闭。

工艺流程：回流污泥通过第二回流支管32流入缺氧池50；好氧池60中部分的混合液通过已开启的第二回流闸门52流入缺氧池50；缺氧池50中的部分的混合液通过已开启的第一回流闸门42流入厌氧池40；污水通过第一进水支管11流入厌氧池40，并与从缺氧池50流入的混合液在厌氧池40中进行厌氧处理；再通过已开启的第一回流闸门42流入缺氧池50，并与回流污泥和从好氧池60回流的混合液在缺氧池50中进行缺氧处理；然后通过已开启的第二出水闸门51流入好氧池60，进行好氧处理，污水在好氧池60中进行充分混合与充氧，最后从出水管20流出。

其工作原理为：强化除磷模式下，进水中的碳磷的浓度比值较低，将回流污泥优先接入缺氧池50，使回流污泥中硝酸盐先经过缺氧反硝化转化为氮气后再进入厌氧池40，减少硝酸盐对聚磷菌释磷的抑制作用，通过更充分的厌氧释磷过程使后续好氧吸磷的效果增强，实现强化除磷的目的。

本发明的可切换式微曝氧化沟污水处理系统还包括控制系统，控制系统均与第一出水闸门41、第一回流闸门42、第二出水闸门51、第二回流闸门52、第一进水阀110、第二进水阀120、第一污泥回流阀310、第二污泥回流阀320电连接，实现自动控制。

上述的污水处理系统通过厌氧池40、缺氧池50、好氧池60、进水管10、出水管20、污泥回流管30以及相关的第一出水闸门41、第一回流闸门42、第二出水闸门51、第二回流闸门52、第一进水阀110、第二进水阀120、第一污泥回流阀310和第二污泥回流阀320的布设，使该系统可根据进水中的碳、氮、磷的浓度变化及脱氮除磷的具体需求，通过闸门和管道阀门的启闭实现模式的切换，选择不同的运行模式，从而使系统在保持微曝氧化沟原有流态和充氧优势的情况下，增强运行的灵活性，合理利用进水中的碳源进行脱氮除磷，尽量避免因“碳源竞争”产生的负面影响，可节省碳源及化学除磷药剂的投加成本，操作灵活简单，出水水质稳定，保证出水氮磷指标满足排放标准。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属有现有技术。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。应当理解的是，本发明上述实施示例中的三种模式仅为本发明优选的实施示例，其实现步骤中的闸门和阀门的控制均为全开或关闭，并不能认为是对本发明专利保护范围的限制；实际运行中，本领域普通技术人员在本发明的启示下，可根据实际运行情况和处理需求，通过调整旋转闸门和阀门的开启度，配合电磁流量计90的计量数据，按不同的流量比例分配进水或回流污泥至厌氧池40和缺氧池50，从而衍生出其他运行模式，优化碳源分配，实现理想的脱氮除磷效果；上述衍生的运行模式，以及其他基于本发明精神和原则作出的修改、等同替换和改进等，均包含在本发明的保护范围之内。