一种自控间歇式进水分段曝气处理系统的制作方法
【技术领域】
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[0001]本发明属于污水生物处理技术领域，具体涉及一种用于污水处理的自控间歇式进水分段曝气系统，能够通过时间继电器控制进水栗和曝气机间歇式运行以实现曝气区的不同曝气量需求，并通过分区控制处理以实现对污水的氨氮清除。
【背景技术】
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[0002]氮是水环境中的一个很重要的污染因子，其在污水中的主要存在形式为分子态氮、有机态氮、氨态氮、亚硝态氮和硝态氮以及硫氰化物和氰化物等，在未处理的原废水中的主要存在形式为有机态氮和氨态氮，在经二级生化处理后水中的主要存在形式为氨态氮和硝态氮；在新鲜的生活污水中，有机氮约占60%、氨氮约占40%，在陈腐的生活污水中，因受生物的分解使得有机氮含量有所降低而氨氮含量有所升高，许多工业废水中如制革废水、食品加工废水、炼焦废水、合成氨废水等均含有大量的氮素污染物，而畜禽养殖废水中也含有大量的氮素污染物，例如1999年我国排放的200亿t养殖废水中氮污染物高达1579t;值得关注的是，在解决垃圾问题后，垃圾渗滤液已然成了突出的新问题。
[0003]因此，废水的脱氮处理已成为环境工作者研究的热点之一。现有技术中的废水脱氮处理主要有生物法和物理化学法(简称物化法)两大类，物化法主要包括空气吹脱法、选择性离子交换法、折点氯化法、磷酸氨镁沉淀法等，但由于物化法的成本较高，而且容易造成二次污染，因此其推广受到诸多限制；而生物脱氮法由于其具有的经济、有效、易操作、无二次污染等特点，被公认为是具有发展前途的方法。生物脱氮可大致分为传统脱氮和生物脱氮新工艺两种，所谓传统脱氮工艺，主要是指分级硝化和反硝化工艺、在时间上造成交替好氧和缺氧环境的同一个反应器中进行硝化与反硝化、后置反硝化工艺、前置反硝化工艺、A/0工艺、Badenpho、A2/0、UCT、VIP、JBH、AAA工艺等；而针对生物脱氮技术的新工艺和新概念上，近年来国内外学者取得了不少研究成果。
[0004]生物脱氮新工艺主要是指短程硝化反硝化(Sharon)工艺、同时硝化反硝化(SND)和厌氧氨氧化(ΑΜΑΜΜ0Χ)等；短程硝化反硝化工艺主要是用来处理城市污水二级处理系统中污泥硝化上清液和垃圾滤出液等高氨高温废水的，但大量的城市污水均属于低温低氨污水，要使城市污水保温在30?35°C难以实现，因此，对低温低氨的城市污水如何实现短程硝化反硝化还需进一步研究；0LAND工艺是基于亚硝酸型硝化一厌氧氨氧脱氮技术而开发的生物脱氮新工艺，其是在低氧浓度下实现亚硝酸盐的积累，但是悬浮系统在低氧下活性污泥易解体和发生丝状膨胀，因此低氧影响活性污泥的沉降性、污泥膨胀，以及对除氮以外的污染物质去除效果等，所以仍需进一步研究；虽然可以利用亚硝酸菌和硝酸菌的生理机制和动力学特性的差异进行控制，但由于微生物的变异性，采用抑制途径实现亚硝酸型硝化必然会导致微生物对不良环境的适应性，致使系统运行过程中不耐冲击负荷导致系统运行可能失败，因此对于如何有效控制和实现亚硝酸盐氮的积累，维持的途径还需更深入的研究和探索。鉴于此，本发明研究设计出一种新型的污水生物脱氮工艺，采用间歇式进水和曝气方式，经三段生化反应过程，实现对污水的去氮深化处理。
【发明内容】
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[0005]本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计一种自控间歇式进水分段曝气处理系统，能够在高效去除氨氮的同时确保有机质的去除，并对不同的污泥龄及基质均具有去除能力。
[0006]为了实现上述目的，本发明设计的自控间歇式进水分段曝气处理系统主体结构包括进水管、进水栗、I段曝气区、II段沉积区、III段曝气区、出水管、II段排泥管、III段排泥管、污泥回流栗、回流污泥管、污泥排放管、I段鼓风机、III段鼓风机、I段风管、III段风管、I号时间继电器、II号时间继电器和III号时间继电器，I段曝气区、II段沉积区和III段曝气区相邻设置，I段曝气区中设置有与进水栗连接的进水管用于抽取污水，进水栗上设置有I号时间继电器用于控制间歇式进水；结构相同的I段曝气区和III段曝气区中分别设置有I段风管和III段风管，I段风管和III段风管分别与I段鼓风机和III段鼓风机密封对接，I段鼓风机和III段鼓风机上分别设置有II号时间继电器和III号时间继电器，以分别控制I段曝气区和III段曝气区的间歇式曝气；I段曝气区中埋设有回流污泥管，II段沉积区和III段曝气区中分别埋设有II段排泥管和III段排泥管，回流污泥管分别与并联式连通的II段排泥管和III段排泥管串联式连通，并联的II段排泥管和III段排泥管与回流污泥管之间设置有污泥回流栗，用于将II段沉积区和III段曝气区中的部分污泥送入I段曝气区中；111段曝气区外围埋设的污泥排放管与II段排泥管和III段排泥管并联式连通，用于排除II段沉积区和III段曝气区中的剩余污泥，III段曝气区中设置有出水管用于排出曝气处理后的水体，实现对污水的自控间歇式进水分段曝气处理。
[0007]优选的，所述II段排泥管、III段排泥管、回流污泥管和污泥排放管均为结构相同的管道；I号时间继电器、II号时间继电器和III号时间继电器均预先根据间歇进水和曝气的需要设定有延时时间。
[0008]优选的，所述I段曝气区中曝气运行方式为连续式或间歇式，间歇式包括进水时/进水后；111段曝气区中曝气运行方式为间歇式，包括进水前、进水时/进水后；II段沉积区中以传统方式提供的亚硝酸盐作为厌氧氨氧化的基质污泥。
[0009]进一步的，所述自控间歇式进水分段曝气处理系统的具体运行过程包括以下步骤:
[0010](I) I段高负荷间歇曝气:进水栗在I号时间继电器的控制下通过进水管向I段曝气区中间歇式送入污水，I段鼓风机在II号时间继电器的控制下通过I段风管向I段曝气区中间歇式充氧曝气，污泥回流栗通过II段排泥管、III段排泥管和回流污泥管向I段曝气区中回流部分污泥，实现I段曝气区中间歇式进水、曝气、停曝运行模式；
[0011](2) II段氨氧化反应:I段曝气区中经曝气后的污水被推流至II段沉积区中，在II段沉积区中沉积的污泥作用下，水体中的亚硝酸盐与氨氮发生氨氧化反应，反应后的污水被推流至III段曝气区中，部分沉积的污泥在污泥回流栗的作用下通过II段排泥管和回流污泥管回流至I段曝气区中；
[0012](3) III段低负荷间歇曝气JII段鼓风机在III号时间继电器的控制下通过III段风管向III段曝气区中的污水进行间歇式充氧曝气，实现III段曝气区中间歇式曝气、停曝运行模式，以进一步去除污水中的有机质和氨氮；
[0013](4)污泥与净水的排出:111段曝气区中的水体在停曝期间进行沉淀，沉积到III段曝气区底部的污泥沿III段排泥管进入II段排泥管/污泥排放管，或回流至I段曝气区或排出处理系统；III段曝气区中沉淀后的净水通过出水管被推送出曝气处理系统。
[0014]本发明与现有技术相比，在I段曝气区中交替形成好氧和厌氧环境，在高负荷、低氧状态下进行硝化与反硝化同步反应，实现有机质的去除、亚硝酸盐的积累和氮的去除；在II段沉积区缺氧、高污泥状态下，实现厌氧氨氧化对氮的进一步去除；III段曝气区作为精处理，在低负荷、低氧状态下间歇曝气以进一步去除有机质和氨氮，并形成较长泥龄的污泥回流给I段曝气区；污泥间的交换能够避免低溶解氧状态下的污泥膨胀，多段式组合能够避免断流并实现分区控制，时间继电器控制间歇式运行方便、灵活，且各段的间歇性与整体的连续性相结合，能够做到功能明确、取长补短；两段曝气区的间歇曝气和高低负荷，实现不同的污泥龄和基质去除能力；该系统设计合理，原理科学，结构紧凑，占地面积小，投资成本低，控制方式简单，可调性强，灵活度高，处理效果好，处理效率高。
【附图说明】
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[0015]图1为本发明的主体结构平面原理示意图。
[0016]图2为本发明涉及的I段曝气区、II段沉积区和III段曝气区的剖面结构原理示意图。
[0017]图3为本发明涉及的处理系统的运行流程原理示意框图。
【具体实施方式】
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[0018]下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步详细说明。
[0019]实施例:
[0020]本实施例涉及的曝气处理系统主体结构包括进水管1、进水栗2、I段曝气区3、II段沉积区4、111段曝气区5、出水管6、II段排泥管7、111段排泥管8、污泥回流栗9、回流污泥管10、污泥排放管11、I段鼓风机12、111段鼓风