公布日：2022.08.02
申請日：2021.01.30
分類(lèi)號：C02F3/30(2006.01)I
摘要
本提出了一種多宮格循環(huán)AAO活性污泥法污水處理方法。它的反應池、調節池和二沉池都由兩兩相鄰的垂直宮格組成，各宮格上部是調節池，下部是反應池和二沉池；污水以下向流和上向流交替自流多次循環(huán)方式依次經(jīng)過(guò)各垂直宮格，使反應池內污水整體處于推流狀態(tài)。曝氣風(fēng)機根據調節池水位按循環(huán)AAO方式間歇開(kāi)啟和關(guān)停方式運行。采用本，整體污水處理器不需要水泵，只需要一臺風(fēng)機就可以實(shí)現同時(shí)脫氮除磷；并且風(fēng)機可根據來(lái)水量自動(dòng)開(kāi)�？刂�，還可以采用氣水比可調方式，運行功耗可降到0.3KWh/噸水以下。還可以方便集成格柵池和除油池。特別適合地埋式小型和分戶(hù)污水處理器。
權利要求書(shū)
1.一種多宮格循環(huán)AAO活性污泥法污水處理方法，包括調節池、反應池和二沉池，其特征是：反應池、調節池和二沉池由多個(gè)兩兩相鄰的垂直宮格組成，二沉池采用上部自流限速出水方式，各垂直宮格在二沉池出水口以上部分為調節池，以下部分為反應池和二沉池；污水按照下向流和上向流交替自流多次循環(huán)方式依次經(jīng)過(guò)反應池的各垂直宮格，使反應池內污水整體處于推流狀態(tài)；其曝氣根據水位按循環(huán)AAO方式間歇開(kāi)啟和關(guān)停方式運行。
2.如權利要求1所述的一種多宮格循環(huán)AAO活性污泥法污水處理方法，其特征是：反應池前若干個(gè)宮格設置為格柵池。
3.如權利要求1和2所述的一種多宮格循環(huán)AAO活性污泥法污水處理方法，其特征是：反應池前若干過(guò)宮格設置為除油池。
發(fā)明內容：
本發(fā)明專(zhuān)利提出了一種多宮格循環(huán)AAO法，至少包括調節池、反應池和二沉池，其特征是：反應池、調節池和二沉池由多個(gè)兩兩相鄰的垂直宮格組成，二沉池采用上部自流限速出水方式，各垂直宮格在二沉池出水口以上部分為調節池，以下部分為反應池和二沉池；污水按照下向流和上向流交替自流多次循環(huán)方式依次經(jīng)過(guò)反應池的各垂直宮格，使反應池內污水整體處于推流狀態(tài)；其曝氣根據水位按循環(huán)AAO方式間歇開(kāi)啟和關(guān)停方式運行。
采用循環(huán)AAO方式時(shí)，一種是曝氣風(fēng)機按周期性間歇曝氣運行，即曝氣風(fēng)機在每個(gè)運行周期T內只啟動(dòng)t時(shí)間(t≤T)，期間時(shí)間處于停止狀態(tài)；另一種是曝氣風(fēng)機連續運行，但通過(guò)電磁閥控制風(fēng)機按循環(huán)AAO方式向曝氣裝置曝氣。對小型污水處理裝置，曝氣風(fēng)機的曝氣流量往往大大高于污水處理的流量，全時(shí)氣水比(風(fēng)機的曝氣流量與污水平均進(jìn)水流量之比)往往很高。在曝氣風(fēng)機運行時(shí)，反應池內的溶氧(DO)會(huì )明顯高于2mg/L，反應池處于好氧狀態(tài)；曝氣停止后反應池內溶氧會(huì )持續下降，但會(huì )維護好氧狀態(tài)一段時(shí)間，直至反應池內DO逐步降低到2mg/L以下；然后反應池內的DO會(huì )持續下降，維持缺氧狀態(tài)一段時(shí)間(一般持續10分鐘左右時(shí)間)，直至DO降至0.2mg/L以下，進(jìn)入厭氧狀態(tài)。如果按此狀態(tài)長(cháng)時(shí)間循環(huán)運行，那反應池內就呈循環(huán)AAO(或者循環(huán)AO)工作。因此，只要調整曝氣風(fēng)機的運行時(shí)間t和運行周期T，就可以得到合理循環(huán)AAO組合，使一個(gè)運行周期內的好氧、缺氧、厭氧工藝的水力停留時(shí)間比保持在合理的范圍(如HJ576-2010中規定的好氧、缺氧、厭氧的水力停留時(shí)間之比)；只要整個(gè)反應池容積足夠大，使總的水力停留時(shí)間大于好氧、缺氧和厭氧的水力停留時(shí)間之和，就可以使厭氧、缺氧和好氧各自的水力停留時(shí)間均保持在合理的范圍內。
如果運行周期T不大于垂直宮格的水力停留時(shí)間，則在每個(gè)垂直宮格內均可以發(fā)生至少一輪AAO循環(huán)，既每個(gè)垂直宮格內都類(lèi)似一個(gè)SBR法反應池，混合液和污泥形成內部混合，不需要專(zhuān)門(mén)設置混合液和污泥回流，就可以同時(shí)脫氮除磷。循環(huán)AAO法就相當于循環(huán)SBR法。
如果運行周期T大于垂直宮格的水力停留時(shí)間，則污水會(huì )在一個(gè)垂直宮格內完成循環(huán)AAO的上部分反應，然后轉到下一下垂直宮格內完成循環(huán)AAO的下部分反應；同時(shí)，上一下宮格內完成了上部分反應的污水又轉到本垂直宮格內完成下部分反應。整個(gè)循環(huán)AAO仍在多個(gè)垂直宮格內交替循環(huán)進(jìn)行。每個(gè)垂直宮格內仍有混合液和污泥內部混合，不需要設置專(zhuān)門(mén)的混合液和污泥回流就可以同時(shí)脫氮除磷。
采用循環(huán)AAO法，只要風(fēng)機的全時(shí)氣水比較大，就可以采用氣水比可調整的控制方式，從而使污水處理設施更靈活地適應來(lái)水水質(zhì)和水量的變化。
氧化溝工藝中的污水整體處于推流狀態(tài)，其循環(huán)溝渠呈平面展開(kāi)，溝渠非常長(cháng)，長(cháng)寬比非常大，這對于小型污水處理設施難以實(shí)現。本專(zhuān)利提出一種垂直多宮格形反應池，污水按照上向流與下向流(或者下向流與上向流)交替自流多次循環(huán)方式依次經(jīng)過(guò)所有垂直宮格。污水流經(jīng)的溝渠長(cháng)度相當于反應池各垂直宮格的高度之和，而一般多宮格都有一定的高寬比，因此，這種設計使反應池具有很大的“長(cháng)”寬比，可以使反應池中的污水整體處于推流狀態(tài)。并且在水流轉向時(shí)會(huì )出現一定的紊流，對污水會(huì )起到一定的攪拌作用。
當反應池中的污水整體處于推流狀態(tài)時(shí)，新進(jìn)入反應池的部分污水要到達出水位置一般需要相當長(cháng)的時(shí)間。連續理想狀態(tài)運行時(shí)，這個(gè)時(shí)間相當于反應池的總水力停留時(shí)間。只要反應池設計的水力停留時(shí)間不低于A(yíng)AO工藝要求的厭氧、缺氧、好氧水力停留時(shí)間之和，并且在這段時(shí)間內，反應池始終處于循環(huán)AAO運行狀態(tài)，進(jìn)來(lái)污水會(huì )經(jīng)過(guò)足夠的AAO循環(huán)處理后再進(jìn)入二沉池。
一般情況下，可以在反應池各垂直宮格底部都設置曝氣裝置，這樣不僅可以增加垂直宮格內的污泥濃度，進(jìn)而增加處理效果，而且底部曝氣可以防止垂直宮格內的污泥淤積。當然，如果進(jìn)水污泥濃度非常高，也可以在反應池各垂直宮格底部間歇設置曝氣裝置，采用中間沉池方式適當降低后續垂直宮格內的污泥濃度。但這樣要注意對底部沒(méi)有設置曝氣裝置的垂直宮格的污泥清掏。
一般二沉池采用高位出水方式。二沉池的自流出水方式一般分為自由自流出水和限量自流出水兩種，前者出水口徑不小于污水處理器的進(jìn)水口徑，污水處理器一般進(jìn)水流量與出水流量相同。后者將二沉池的出水設定為一定流量，如污水處理器的平均流量。當一段時(shí)間內進(jìn)入反應池的污水流量高于該設定流量時(shí)，就會(huì )使各垂直宮格內的污水水位抬高，污水會(huì )自動(dòng)進(jìn)入各垂直宮格的調節池區域。因整體處于推流狀態(tài)，也只會(huì )是前面幾個(gè)垂直宮格內調節區和反應區內全部為新進(jìn)污水，而后面幾個(gè)垂直宮格內的調節區和反應區內全部為原來(lái)經(jīng)過(guò)處理過(guò)的污水。因此，完全可以根據調節池內的水位來(lái)控制曝氣風(fēng)機的開(kāi)啟和關(guān)停。
當一段時(shí)間內進(jìn)入反應池的污水流量低于設定流量甚至停止進(jìn)水時(shí)，反應池內水位會(huì )保持穩定，污水不會(huì )進(jìn)入調節區內。雖然反應池整體處于推流狀態(tài)，新進(jìn)入的污水不會(huì )馬上到達反應池的出水口，但當持續時(shí)間達到反應池的總水力停留時(shí)間時(shí)，就有可能新進(jìn)污水到達出水口。為此，需要設定一個(gè)曝氣風(fēng)機停止運行的最長(cháng)期限，當這個(gè)時(shí)間到達時(shí)，即使水位開(kāi)關(guān)沒(méi)有開(kāi)啟，也要啟動(dòng)曝氣風(fēng)機的運行。顯然，這個(gè)時(shí)間與設定的出水流量有關(guān)，一般當出水流量設定為污水處理器的平均流量情況下，這個(gè)時(shí)間不宜高于反應池的總水力停留時(shí)間的50％。實(shí)際上，設定這種最長(cháng)停機時(shí)限也有利于反應池內菌種的保持，也相當于一種保種運行。
由于二沉池所需要的水力停留時(shí)間較長(cháng)，一般大于一個(gè)垂直宮格的水力停留時(shí)間，因此，二沉池可以采用多個(gè)垂直宮格，或者相當于多個(gè)垂直宮格的空間。為了便于二沉池內底部污泥抽取，一般以采用一個(gè)相當于多個(gè)垂直宮格的空間為宜。
由于多宮格的特點(diǎn)，也可以方便地將反應池前的若干個(gè)垂直宮格設置成格柵池或除油池，也可以既設置格柵池也設置除油池。為了增加格柵池和除油池的處理效果，還可以在格柵池和除油池的垂直宮格底部也適當設置曝氣裝置，這種格柵池和除油池效果會(huì )更好。
如果格柵池、除油池、反應池和二沉池都是采用自流方式，因此，各池在二沉池出水口以都可以成為調節池。原則上，水位開(kāi)關(guān)可以安裝在調節池內任何位置，但考慮各池內污泥濃度及可能對水位開(kāi)關(guān)可靠性的影響，以及自流的水壓差等原因，水位開(kāi)關(guān)宜安裝在二沉池內。
綜合來(lái)看，采用本發(fā)明專(zhuān)利的多宮格活性污泥法污水處理方法，具有如下優(yōu)點(diǎn)：
(1)整個(gè)污水處理設施不需要配置水泵，只需要用一臺曝氣風(fēng)機，使結構和控制更簡(jiǎn)單；
(2)曝氣風(fēng)機可以根據進(jìn)水流量自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)停，因此可以大大降低實(shí)際的噸水功耗，更適合分散污水處理；
(3)可采用循環(huán)AAO工藝，進(jìn)一步降低功耗，還可以采用用氣水比可調的控制方式，可以大大提高污水處理設施對進(jìn)水流量和進(jìn)水水質(zhì)變化的適應性；
(4)可以方便集成格柵池和除油池；
(5)減少占地。
顯然，這種污水處理方法要求進(jìn)水高度或者壓力不低于調節池，因此更適合地埋或半地埋安裝，特別適合小型污水處理設施。
（發(fā)明人：孫長(cháng)貴;姚中貴）
