申請日2013.09.25

　　公開(公告)日2014.03.12

　　IPC分類號C02F9/14

　　摘要

　　本實用新型公開了污水連續流A2O生化反應與污泥靜態沉淀一體化裝置，能很好地實現污泥污水混合液在混合推流連續流動過程中，進行缺氧—厭氧—好氧生化反應，同時在其后端可以間歇交替運行的方式，對污泥污水混合液連續流在相對靜止的條件下，進行懸浮活性污泥的沉淀與分離，同步進行A2O生化反應與懸浮污泥間歇靜態沉淀的一體化A2O污水處理裝置。本實用新型結合活性污泥和生物膜的特性，在實現污泥污水混合液進行缺氧反硝化、厭氧釋磷，以及脫碳、硝化、聚磷等好氧生化處理過程中，同步實現污泥污水混合液的懸浮污泥沉淀分離，達到對污水去碳脫氮除磷高效凈化處理的目的。

　　權利要求書

　　1.污水連續流A2O生化反應與污泥靜態沉淀一體化裝置，包括污水處理池體，其特征在于，還包括設置在污水處理池體中且依次連通的缺氧生化反應區(3)、厭氧生化反應區(2)、活性污泥好氧生化區(5)、生物膜接觸氧化區(11)和沉淀與分離區(6)，缺氧生化反應區(3)與主進水管(1)連通，厭氧生化反應區(2)與支進水管(4)連通，主進水管(1)與支進水管(4)連通，活性污泥好氧生化區(5)底部設置有空氣曝氣器(21)，生物膜接觸氧化區(11)內設置有生物膜填料(23)，沉淀與分離區(6)上部設置有第一穩流沉淀分離室(12)和第二穩流沉淀分離室(13)，第一穩流沉淀分離室(12)通過第一出水控制閥(31)與污水處理池體外部連通，第二穩流沉淀分離室(13)通過第二出水控制閥(33)與污水處理池體外部連通，沉淀與分離區(6)與缺氧生化反應區(3)連通。

　　2.根據權利要求1所述的污水連續流A2O生化反應與污泥靜態沉淀一體化裝置，其特征在于，所述的污水處理池體為長形，在污水處理池體內設置有第一隔墻(1701)，第一隔墻(1701)一側與污水處理池體一端內壁連接，第一隔墻(1701)另一側延伸至污水處理池體另一端但不與污水處理池體內壁連接，進而在污水處理池體內構成U形回轉流道，U形回轉流道一端沿水流方向依次設置有第二隔墻(1702)和第三隔墻(1703)，U形回轉流道另一端沿水流方向依次設置有第四隔墻(1704)、沉淀與分離區前隔板(24)和沉淀與分離區后隔板(26)，第二隔墻(1702)、第三隔墻(1703)、第四隔墻(1704)和沉淀與分離區前隔板(24)依次將U形回轉流道分隔為缺氧生化反應區(3)、厭氧生化反應區(2)、活性污泥好氧生化區(5)、生物膜接觸氧化區(11)和沉淀與分離區(6)，沉淀與分離區前隔板(24)和沉淀與分離區后隔板(26)均垂直設置在沉淀與分離區(6)上部，沉淀與分離區前隔板(24)和沉淀與分離區后隔板(26)之間的區域通過沉淀與分離區中間隔板(25)分隔成第一穩流沉淀分離室(12)和第二穩流沉淀分離室(13)。

　　3.根據權利要求2所述的污水連續流A2O生化反應與污泥靜態沉淀一體化裝置，其特征在于，所述的第二隔墻(1702)上設置有第二過流孔洞(18)，所述的第三隔墻(1703)上設置有第三過流孔洞(20)，所述的第四隔墻(1704)上設置有第四過流孔洞(22)，第一隔墻(1701)上設置有用于連通缺氧生化反應區(3)和沉淀與分離區(6)的第一過流孔洞(14)，第一過流孔洞(14)設置有污泥混合液回流泵(15)。

　　4.根據權利要求3所述的污水連續流A2O生化反應與污泥靜態沉淀一體化裝置，其特征在于，所述的缺氧生化反應區(3)的底部設置有第一潛水攪拌器(16)，厭氧生化反應區(2)的底部設置有第二潛水攪拌器(19)。

　　5.根據權利要求1所述的污水連續流A2O生化反應與污泥靜態沉淀一體化裝置，其特征在于，所述的生物膜填料(23)下方設置有空氣曝氣器(21)。

　　6.根據權利要求1所述的污水連續流A2O生化反應與污泥靜態沉淀一體化裝置，其特征在于，所述的第一穩流沉淀分離室(12)和第二穩流沉淀分離室(13)內均設置有多個溢流集水堰槽(28)，各個溢流集水堰槽(28)之間通過穿孔集水管(27)連接，第一出水控制閥(31)通過第一出水支管(30)與第一穩流沉淀分離室(12)內的溢流集水堰槽(28)連通，第二出水控制閥(33)通過第二出水支管(32)與第二穩流沉淀分離室(13)內的溢流集水堰槽(28)連通。

　　說明書

　　污水連續流A2O生化反應與污泥靜態沉淀一體化裝置

　　技術領域

　　本實用新型涉及污水處理領域，更具體涉及污水連續流A2O生化反應與污泥靜態沉淀一體化裝置，適用于工業和生活污水的處理。

　　背景技術

　　在污水生化處理方法中，采用厭氧—缺氧—好氧活性污泥法，進行生物去碳脫氮除磷的A2O ( Anaerobic-Anoxic-Oxic) 污水處理工藝，其流程簡圖詳見附圖l，其中l是主進水口，2是厭氧池，3是缺氧池，4是次進水口，5是好氧生化(硝化)池，6是沉淀池，7是出水口，8是混合液回流，9是污泥回流，10是污泥排出口。

　　現有A2O工藝的優點，是在反硝化過程中充分利用硝化液中的硝態氧來氧化BOD5，回收了部分硝化反應的需氧量，反硝化反應所產生的堿度可以部分補償硝化反應消耗的堿度，因此對含氮濃度不高的污水可以不用另外加堿調節pH。該工藝在系統上是最簡單的除磷脫氮工藝，總的水力停留時間小于其它同類工藝(如巴登甫除磷脫氮工藝);在厭氧、缺氧、好氧交替運行的條件下，絲狀菌不能大量繁殖，無污泥膨脹之虞，SVI-值小于100，利于處理后污水與污泥的分離;運行中在厭氧段和缺氧段內只需輕緩攪拌，運行費用低。由于厭氧、缺氧、好氧反應池分開設置，因此其除磷脫氮效果較高而穩定。

　　現有A2O工藝的缺點，主要在于其生物脫氮需要保持較低的污泥負荷，以便充分進行硝化，達到較高的脫氮率，而生物除磷則需要維持較高的污泥負荷，保持較大的剩余污泥量，以便達到較好的除磷效果，因此需要采取必要的優化措施，以緩和兩者的矛盾。

　　其次，在現有A2O活性污泥法連續流污水處理工藝中，為了獲得潔凈的處理出水，必需將含有懸浮活性污泥的污水混合液(下簡稱“污泥污水混合液”)，通過設置單獨的固液分離設施，如澄清沉淀池、膜分離裝置等，進行污泥與清水的固液分離。

　　對于采取設置澄清沉淀池，讓懸浮活性污泥通過重力沉降，形成高濃度的含水污泥，沉降于沉淀池底部與澄清潔凈水分離，上層澄清潔凈水從沉淀池表面排出;該方法需要設置具有一定沉降區域的澄清沉淀池，和保持足夠能使懸浮活性污泥沉降下來的停留時間，這導致整個污水處理裝置的容積空間尺寸增大，增加了占地及投資;此外還必須設置污泥回流、污泥污水混合液回流泵房等構筑物，致使工藝流程較為復雜，電耗增加，管理不方便，占地面積較大。而對于采用膜分離裝置，一般用微濾或超濾膜作為固液分離過濾介質，將污泥污水混合液通過分子級的微孔膜過濾方法，讓水和其它分子級的物質在一定的壓力下，從微孔中透過膜，形成相對潔凈的過濾出水，與高濃度懸浮污泥混合液分離。膜分離技術的優點在于能獲得幾乎完全沒有懸浮污泥的清潔潔凈水，但存在以下缺點，一是微濾或超濾膜的制造成本很高，二是膜的水滲透通量較低，三是需要定期進行化學清洗以防膜污染，四是必需用泵將污泥污水混合液加壓或抽吸，以便能在一定的壓力下進行正常過濾，這導致較高的泵出水位壓頭或抽吸真空功率，使運行成本增加。

　　實用新型內容

　　本實用新型的目的是針對現有技術中存在的上述問題，提供一種集污泥污水混合液以連續流進行A2O生化反應，和間歇交替進行懸浮活性污泥靜態沉淀分離功能為一體的污水處理裝置;以達到污水處理效果穩定，裝置占地面積小，設備和容積利用率高，投資省和運行能耗低的目的。

　　本實用新型的上述目的通過以下技術方案實現：

　　污水連續流A2O生化反應與污泥靜態沉淀一體化裝置，包括污水處理池體，還包括設置在污水處理池體中且依次連通的缺氧生化反應區、厭氧生化反應區、活性污泥好氧生化區、生物膜接觸氧化區和沉淀與分離區，缺氧生化反應區與主進水管連通，厭氧生化反應區與支進水管連通，主進水管與支進水管連通，活性污泥好氧生化區底部設置有空氣曝氣器，生物膜接觸氧化區內設置有生物膜填料，沉淀與分離區上部設置有第一穩流沉淀分離室和第二穩流沉淀分離室，第一穩流沉淀分離室通過第一出水控制閥與污水處理池體外部連通，第二穩流沉淀分離室通過第二出水控制閥與污水處理池體外部連通，沉淀與分離區與缺氧生化反應區連通。

　　如上所述的污水處理池體為長形，在污水處理池體內設置有第一隔墻，第一隔墻一側與污水處理池體一端內壁連接，第一隔墻另一側延伸至污水處理池體另一端但不與污水處理池體內壁連接，進而在污水處理池體內構成U形回轉流道，U形回轉流道一端沿水流方向依次設置有第二隔墻和第三隔墻，U形回轉流道另一端沿水流方向依次設置有第四隔墻、沉淀與分離區前隔板和沉淀與分離區后隔板，第二隔墻、第三隔墻、第四隔墻和沉淀與分離區前隔板依次將U形回轉流道分隔為缺氧生化反應區、厭氧生化反應區、活性污泥好氧生化區、生物膜接觸氧化區和沉淀與分離區，沉淀與分離區前隔板和沉淀與分離區后隔板均垂直設置在沉淀與分離區上部，沉淀與分離區前隔板和沉淀與分離區后隔板之間的區域通過沉淀與分離區中間隔板分隔成第一穩流沉淀分離室和第二穩流沉淀分離室。

　　如上所述的第二隔墻上設置有第二過流孔洞，所述的第三隔墻上設置有第三過流孔洞，所述的第四隔墻上設置有第四過流孔洞，第一隔墻上設置有用于連通缺氧生化反應區和沉淀與分離區的第一過流孔洞，第一過流孔洞設置有污泥混合液回流泵。

　　如上所述的缺氧生化反應區的底部設置有第一潛水攪拌器，厭氧生化反應區的底部設置有第二潛水攪拌器。

　　如上所述的生物膜填料下方設置有空氣曝氣器。

　　如上所述的第一穩流沉淀分離室和第二穩流沉淀分離室內均設置有多個溢流集水堰槽，各個溢流集水堰槽之間通過穿孔集水管連接，第一出水控制閥通過第一出水支管與第一穩流沉淀分離室內的溢流集水堰槽連通，第二出水控制閥通過第二出水支管與第二穩流沉淀分離室內的溢流集水堰槽連通。

　　其中，所述的生物膜填料為目前市場可購買的化學纖維或其他材質的彈性填料、組合填料、帶狀填料等，其優選的為一種帶狀纖維填料，填料上附著生長有經過培養和馴化的生物膜;

　　空氣曝氣器為微孔曝氣管，也可以是曝氣盤、可變微孔曝氣管等其它的曝氣裝置;

　　第一出水控制閥和第二出水控制閥一般的為采用PLC程序控制的電磁閥，也可以為一般的人工手動閥門。

　　按上述方案，采取系統地集成可以進行缺氧反硝化、水解酸化，厭氧釋磷，以及聚磷、碳化和硝化等好氧生化反應的污水連續流A2O生化處理裝置，與間歇式地利用相對靜止條件，進行污泥污水混合液靜態沉淀分離的沉淀分離裝置，同步進行污水連續流A2O生化反應與懸浮污泥間歇靜態沉淀的一體化污水處理裝置工藝流程簡圖見附圖3;污水連續流A2O生化反應與污泥間歇靜態沉淀分離一體化處理裝置平面示意圖見附圖4。由以上兩個主要處理工藝裝置的組合，形成的污水連續流A2O生化反應與污泥間歇靜態沉淀分離的新型一體化A2O污水處理裝置，具有低成本、低能耗、運行費用低、經濟節能的特點。

　　本實用新型與現有技術相比，具有以下優點：

　　1、在污水連續流A2O生化處理工藝中，由于采用一體化的污泥污水混合液間歇靜態沉淀分離裝置進行懸浮污泥沉降分離，因此不必單獨設置具有一定沉降區域和保持足夠能使懸浮污泥沉降下來的停留時間的澄清沉淀池，因而可以減少污水處理裝置的容積空間尺寸和占地面積，節省工程建造投資成本。

　　2、在污水連續流A2O生化處理工藝中，由于采用一體化的污泥污水混合液間歇靜態沉淀分離，在間歇靜態沉淀條件下進行懸浮污泥沉降分離，不僅可以獲得較好的澄清潔凈出水品質，而且由于污泥污水混合液靜態沉淀分離，與污水連續流A2O生化處理工藝集成為一體化的裝置，污泥回流與污泥污水混合液回流設備合二為一，可減少污泥回流設備的投資和節省污泥回流設備運行能耗;由于采用間歇式的靜態沉淀方式，有利于保持和保證懸浮污泥沉降分離的條件，其設備結構更加簡單，操作十分簡便。

　　3、在污水連續流A2O生化處理工藝中，與采用膜分離裝置代替澄清沉淀池進行污泥污水混合液的固液分離相比，間歇靜態沉淀分離裝置在間歇式靜態沉淀條件下，可替代膜分離組件進行污泥污水混合液的固液分離，達到與膜分離裝置相當的污泥污水混合液固液分離的水平;而且由于不采用價格昂貴的膜分離設備，不僅可大幅度地減少和降低污泥污水混合液固液分離裝置的設備投資成本，而且不需要定期進行化學清洗防止薄膜污染，也不需要耗費能源用泵將污泥污水混合液進行加壓或抽吸過濾，從而大幅度地減少和節省膜分離裝置處理的運行成本。

　　4、與同樣具有去碳脫氮除磷功能，集曝氣、生化反應、沉淀于一體的序批間歇式SBR污水生化處理工藝裝置相比，污水連續流A2O生化反應與污泥間歇靜態沉淀一體化污水處理裝置，在污泥污水混合液沉淀分離方式上與SBR一樣，均是采用間歇式靜態沉淀方式，因此同樣可以獲得較好的澄清潔凈出水品質;由于是采用連續流循環進行A2O生化反應凈化處理污水中污染物，而僅在局部的穩流沉淀與分離室進行間歇靜態沉淀，其生化反應池的容積和設備利用率比SBR更高，同時避免了SBR脫氮除磷效果不穩定，水位水頭損失較大，以及因為水位變化造成充氧轉移效率不穩定，能源利用效率欠佳的缺點。

　　5、將污水進行連續的生化凈化處理與污泥污水混合液間歇靜態沉淀與分離凈化處理進行了系統的組合與集成，實現了在污水連續流進行生化反應凈化處理條件下，以間歇式靜態沉淀方式進行污泥污水混合液沉淀與分離的功能。