申請日：2023.08.28
公布日：2023.12.29
申請號：2023110937433
摘要
本發明公開了一種強化抗水力沖擊及除磷功能的生物脫氮除磷系統，包括：出水分流裝置、補充污泥回流裝置、進水碳源分配裝置和生物脫氮除磷系統均與外部的控制平臺連接；生物脫氮除磷系統包含污泥濃縮預缺氧池、厭氧池、缺氧池、好氧池或二沉池中的至少一種或多種，生物脫氮除磷系統末端設有至少一個多功能切換池；二沉池或多功能切換池的污泥回流至污泥濃縮預缺氧池或厭氧池中。該系統通過將生物脫氮除磷系統的好氧池末端改造為多功能切換池，使其具備好氧\缺氧交替運行、沉淀出水、補充污泥回流等功能，旱季時多功能切換池可交替進行反應或沉淀出水，雨季時則作為沉淀池運行，在強化脫氮除磷效果的前提下大幅提高系統的抗沖擊負荷能力。
權利要求書
1.一種強化抗水力沖擊及除磷功能的生物脫氮除磷系統，其特征在于，包括：生物脫氮除磷系統(4)；所述生物脫氮除磷系統(4)包括出水分流裝置(1)、補充污泥回流裝置(2)和進水碳源分配裝置(3)，所述出水分流裝置(1)、所述補充污泥回流裝置(2)、所述進水碳源分配裝置(3)和所述生物脫氮除磷系統(4)均與外部的控制平臺(5)相連接；所述生物脫氮除磷系統(4)包含污泥濃縮預缺氧池(32)、厭氧池(9)、缺氧池(10)、好氧池(11)或二沉池(12)中的至少一種或多種，且依次連接；所述生物脫氮除磷系統(4)末端設有至少一個多功能切換池(17)，所述好氧池(11)與所述多功能切換池(17)連接，旱季時多功能切換池(17)可交替進行反應或沉淀出水，雨季時則作為沉淀池運行；所述二沉池(12)或多功能切換池(17)的污泥回流至所述污泥濃縮預缺氧池(32)或厭氧池(9)中。
2.根據權利要求1所述的一種強化抗水力沖擊及除磷功能的生物脫氮除磷系統，其特征在于：所述厭氧池(9)接收合流污水并處理后，輸送入所述缺氧池(10)進行反硝化，經反硝化處理的污水進入所述好氧池(11)中，在所述好氧池(11)降解有機物及氨氮硝化等反應，所述好氧池(11)的中部設有后置兼氧池(30)，進行后置反硝化后，再次經過所述好氧池(11)處理，經過處理后的合流污水通過所述出水分流裝置(1)分別輸送至多功能切換池(17)或所述二沉池(12)的入口處；所述二沉池(12)或多功能切換池(17)通過間歇交替運行的補充污泥回流泵(23)，將污泥回流至所述污泥濃縮預缺氧池(32)或厭氧池(9)中進行循環處理；所述厭氧池(9)、所述缺氧池(10)、所述后置兼氧池(30)及所述污泥濃縮預缺氧池(32)，在大水量沖擊工況下，可間歇攪拌運行，以提高系統前端污泥濃度，減少污泥流失；同時可形成污泥層進水，提高系統內污泥密度。
3.根據權利要求2所述的一種強化抗水力沖擊及除磷功能的生物脫氮除磷系統，其特征在于：所述出水分流裝置(1)包括分流管路(6)，所述分流管路(6)至少設有兩條，與所述多功能切換池(17)或所述二沉池(12)相連接；每條所述分流管路(6)的中部安裝有電磁流量計(7)，所述電磁流量計(7)前端的進水口處安裝有電動球閥(8)。
4.根據權利要求2所述的一種強化抗水力沖擊及除磷功能的生物脫氮除磷系統，其特征在于：所述出水分流裝置(1)還包括攪拌器(13)、第一進水隔墻(14)、可控固定式出水堰(15)和中間擋墻(16)，所述中間擋墻(16)包括擋墻墻體(21)及頂部斜坡(22)；通過將所述攪拌器(13)、所述第一進水隔墻(14)、所述可控固定式出水堰(15)及所述中間擋墻(16)安裝于所述好氧池(11)的末端，使該區域形成所述多功能切換池(17)；所述攪拌器(13)在所述多功能切換池(17)中對角布置或居中布置，用于攪拌混合，所述第一進水隔墻(14)安裝于所述多功能切換池(17)的進水一側；所述出水分流裝置(1)分配至所述多功能切換池(17)的部分水量，經所述中間擋墻(16)整流后，通過所述可控固定式出水堰(15)排放，并混合后進入下一道處理工序。
5.根據權利要求4所述的一種強化抗水力沖擊及除磷功能的生物脫氮除磷系統，其特征在于：所述可控固定式出水堰(15)還包括出水槽(18)，出水管道(19)及電動切換閘門(20)；所述可控固定式出水堰(15)安裝于所述多功能切換池(17)的末端出水側上方，于沉淀出水時收集并排放出水；所述中間擋墻(16)安裝在所述多功能切換池(17)的中間位置，所述中間擋墻(16)在沉淀出水時起到消能穩流的作用；所述可控固定式出水堰(15)在沉淀出水時收集并排放出水，在好氧\缺氧反應及預沉淀時停止出水；經過好氧\缺氧反應的混合液由所述電動切換閘門(20)排放進入所述二沉池(12)。
6.根據權利要求5所述的一種強化抗水力沖擊及除磷功能的生物脫氮除磷系統，其特征在于：所述補充污泥回流裝置(2)包括補充污泥回流泵(23)，所述補充污泥回流泵(23)安裝在所述多功能切換池(17)內，位于所述中間擋墻(16)兩側，且每側不少于三臺；所述補充污泥回流泵(23)還可安裝在所述二沉池(12)內；所述補充污泥回流泵(23)出口與補充污泥回流管路(24)連接，所述補充污泥回流管路(24)上裝有手動閥門(25)，所述補充污泥回流管路(24)的另一端接入所述污泥濃縮預缺氧池(32)或厭氧池(9)；所述補充污泥回流泵(23)間歇交替運行，可提高回流污泥濃度，降低回流量，并穩定沉淀區的水力流態。
7.根據權利要求6所述的一種強化抗水力沖擊及除磷功能的生物脫氮除磷系統，其特征在于：所述污泥濃縮預缺氧池(32)還包括攪拌器(13)，濃縮污泥提升泵(33)，以及上清液管路(34)；所述污泥濃縮預缺氧池(32)將所述多功能切換池(17)或所述二沉池(12)回流的污泥作了2～3倍的濃縮，再通過所述濃縮污泥提升泵(33)泵入所述厭氧池(9)，泥水分離出的上清液通過所述上清液管路(34)排入所述好氧池(11)末端。
8.根據權利要求5所述的一種強化抗水力沖擊及除磷功能的生物脫氮除磷系統，其特征在于：所述補充污泥回流裝置(2)還包括污泥濃度計(26)，安裝在所述多功能切換池(17)內。
9.根據權利要求3所述的一種強化抗水力沖擊及除磷功能的生物脫氮除磷系統，其特征在于：所述進水碳源分配裝置(3)包含分配水泵(27)、攪拌器(13)、第二進水隔墻(28)和分配管路(29)，所述分配管路(29)的中部安裝有電磁流量計(7)，所述電磁流量計(7)前端的進水口處安裝有電動球閥(8)；所述進水碳源分配裝置(3)還包含ORP計(31)，安裝在所述后置兼氧池(30)中。
10.根據權利要求7所述的一種強化抗水力沖擊及除磷功能的生物脫氮除磷系統，其特征在于：所述攪拌器(13)及第二進水隔墻(28)，安裝于所述好氧池(11)中部，將該區域改造為所述后置兼氧池(30)。
11.根據權利要求9所述的一種強化抗水力沖擊及除磷功能的生物脫氮除磷系統，其特征在于：所述分配水泵(27)安裝在所述厭氧池(9)中，所述分配水泵(27)的出口與所述分配管路(29)連接，所述分配管路(29)的另一端接入所述后置兼氧池(30)。
發明內容
本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺點，而提出的一種強化抗水力沖擊及除磷功能的生物脫氮除磷系統。
為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：一種強化抗水力沖擊及除磷功能的生物脫氮除磷系統，包括：
生物脫氮除磷系統；
所述生物脫氮除磷系統包括出水分流裝置、補充污泥回流裝置和進水碳源分配裝置，所述出水分流裝置、所述補充污泥回流裝置、所述進水碳源分配裝置和所述生物脫氮除磷系統均與外部的控制平臺相連接；
所述生物脫氮除磷系統包含污泥濃縮預缺氧池、厭氧池、缺氧池、好氧池或二沉池中的至少一種或多種，且依次連接；
所述生物脫氮除磷系統末端設有至少一個多功能切換池，所述好氧池與所述多功能切換池連接，旱季時多功能切換池可交替進行反應或沉淀出水，雨季時則作為沉淀池運行。所述二沉池或多功能切換池的污泥回流至所述污泥濃縮預缺氧池或所述厭氧池中。
作為上述技術方案的進一步描述：所述厭氧池接收合流污水并處理后，輸送入所述缺氧池進行反硝化，經反硝化處理的污水進入所述好氧池中，在所述好氧池降解有機物及氨氮硝化等反應，所述好氧池的中部設有后置兼氧池，進行后置反硝化后，再次經過所述好氧池處理，經過處理后的合流污水通過所述出水分流裝置分別輸送至多功能切換池或所述二沉池的入口處；
所述二沉池或所述多功能切換池通過補充污泥回流泵，將污泥回流至所述污泥濃縮預缺氧池或所述厭氧池中進行循環處理；
所述厭氧池、所述缺氧池、所述后置兼氧池及所述污泥濃縮預缺氧池，在大水量沖擊工況下，可間歇攪拌運行，以提高系統前端污泥濃度，減少污泥流失；同時可形成污泥層進水，提高系統內污泥密度。
作為上述技術方案的進一步描述：所述出水分流裝置包括分流管路，所述分流管路至少設有兩條，與所述多功能切換池或所述二沉池相連接；
每條所述分流管路的中部安裝有電磁流量計，所述電磁流量計前端的進水口處安裝有電動球閥。
作為上述技術方案的進一步描述：所述出水分流裝置還包括攪拌器、第一進水隔墻、可控固定式出水堰和中間擋墻，所述中間擋墻包括擋墻墻體及頂部斜坡；
通過將所述攪拌器、所述第一進水隔墻、所述可控固定式出水堰及所述中間擋墻安裝于所述好氧池的末端，使該區域形成所述多功能切換池；
所述攪拌器在所述多功能切換池中對角布置或居中布置，用于攪拌混合，所述第一進水隔墻安裝于所述多功能切換池的進水一側；
所述出水分流裝置分配至所述多功能切換池的部分水量，經所述中間擋墻整流后，通過所述可控固定式出水堰排放，并混合后進入下一道處理工序。
作為上述技術方案的進一步描述：所述可控固定式出水堰還包括出水槽，出水管道、及電動切換閘門；
所述可控固定式出水堰安裝于所述多功能切換池的末端出水側上方，于沉淀出水時收集并排放出水；所述中間擋墻安裝在所述多功能切換池的中間位置，所述中間擋墻在沉淀出水時起到消能穩流的作用；
所述可控固定式出水堰在沉淀出水時收集并排放出水，在好氧\缺氧反應及預沉淀時停止出水，經過好氧\缺氧反應后的混合液通過電動切換閘門流入后續二沉池。
作為上述技術方案的進一步描述：所述補充污泥回流裝置包括補充污泥回流泵，所述補充污泥回流泵安裝在所述多功能切換池內，位于所述中間擋墻兩側，且每側不少于三臺；所述補充污泥回流泵還可安裝在所述二沉池內；所述補充污泥回流泵出口與補充污泥回流管路連接，所述補充污泥回流管路上裝有手動閥門，所述補充污泥回流管路的另一端接入所述污泥濃縮預缺氧池或所述厭氧池；所述補充污泥回流泵間歇交替運行，可提高回流污泥濃度，降低回流量，并穩定沉淀區的水力流態。
作為上述技術方案的進一步描述：所述污泥濃縮預缺氧池還包括攪拌器，濃縮污泥提升泵，以及上清液管路；所述污泥濃縮預缺氧池將所述多功能切換池或所述二沉池回流的污泥作了2～3倍的濃縮，再通過所述濃縮污泥提升泵泵入所述厭氧池，泥水分離出的上清液通過所述上清液管路排入所述好氧池末端。
作為上述技術方案的進一步描述：所述補充污泥回流裝置還包括污泥濃度計，安裝在所述多功能切換池內。
作為上述技術方案的進一步描述：所述進水碳源分配裝置包含分配水泵、攪拌器、第二進水隔墻和分配管路，所述分配管路的中部安裝有電磁流量計，所述電磁流量計前端的進水口處安裝有電動球閥；
所述進水碳源分配裝置還包含ORP計，安裝在所述后置兼氧池中。
作為上述技術方案的進一步描述：所述攪拌器及第二進水隔墻，安裝于所述好氧池中部，將該區域改造為所述后置兼氧池。
作為上述技術方案的進一步描述：所述分配水泵安裝在所述厭氧池中，所述分配水泵的出口與所述分配管路連接，所述分配管路的另一端接入所述后置兼氧池。
上述技術方案具有如下優點或有益效果：
1、通過將生物脫氮除磷系統的好氧池末端改造為多功能切換池，使其具備好氧\缺氧交替運行、沉淀出水、補充污泥回流等功能，雨季時作為沉淀池與二沉池并聯運行，可大幅提高生物脫氮除磷系統沉淀區域可承受的固體負荷以及水力負荷；旱季時可根據實際進出水水質交替進行好氧\缺氧反應或沉淀出水，在強化脫氮除磷效果的前提下大幅提高系統的抗沖擊負荷能力。
2、本發明在生物脫氮除磷系統中增設補充污泥回流功能，即將改造后多功能切換池中的高濃度污泥通過間歇交替運行的回流泵及管道回流至生物脫氮除磷系統的污泥濃縮預缺氧池或前端厭氧池，對系統污泥濃度進行再平衡，可有效提高系統前端的污泥濃度和抗沖擊能力，同時降低系統沉淀區域的固體負荷，避免大量污泥流失引起系統崩潰和出水水質超標。
3、回流污泥經過污泥濃縮預缺氧池處理后再進入前端厭氧池，使所需的污泥回流量降低了70％以上，大大減少了對于原水碳源的稀釋，強化了反應速率，延長了系統的實際水力停留時間，降低了回流污泥的硝酸鹽濃度，從而強化了系統整體的脫氮除磷效果。而泥水分離出的上清液水質較好，因此將其通過上清液管路排至好氧池末端，避免擠占前端厭氧、缺氧等反應池的實際水力停留時間，確保這些區域反應完全。
4、通過出水分流裝置進行分流處理后，可避免大量活性污泥被帶入生物脫氮除磷系統的二沉池或多功能切換池，從而降低二沉池或多功能切換池的入流固體負荷，避免大量污泥流失和出水水質超標。
5、可有效彌補大水量工況下生物脫氮除磷系統進水碳源不足、脫氮除磷效率不高的問題，對系統進水碳源進行重新分配，使全部進水的快速降解有機物(rbCOD)或短鏈脂肪酸(SCVFAs)優先在厭氧池被聚磷菌吸收利用合成PHB(聚β-羥基丁酸)，再將經過厭氧池水解后的部分原水通過分配管道導入生物脫氮除磷系統后置兼氧池進行碳源的補充，這部分碳源包括聚磷菌吸附于體內的PHB，可強化活性污泥對于碳源的利用及增殖，從而達到強化生物脫氮除磷系統的脫氮除磷的效果。
6、通過生物脫氮除磷系統厭氧池、缺氧池、后置兼氧池及污泥濃縮預缺氧池的間歇攪拌運行，在大水量沖擊工況下，可以提高系統前端污泥濃度，減少污泥流失；同時可形成污泥層進水，提高系統內污泥密度，從而提高系統的脫氮除磷效果。
（發明人：楊企星;沈磊;尹磊）
