公布日：2024.12.31

申請日：2024.11.04

分類號：C02F3/30(2023.01)I;C02F7/00(2006.01)I;C02F101/10(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N;C02F101/38(2006.01)N

摘要

本發明提供了一種涉及市政生活污水生物處理領域的基于多級A/O工藝強化同步脫氮及高效除磷的裝置及操作方法，包括：進水裝置、多級A/O處理反應器、二沉池以及自動控制系統，進水裝置連接多級A/O處理反應器，多級A/O處理反應器連接二沉池，自動控制系統分別控制連接進水裝置、多級A/O處理反應器以及二沉池，進行數據監測及調節管理；進水裝置中的污水進入多級A/O處理反應器中進行脫氮除磷，多級A/O處理反應器的出水流入二沉池中進行泥水分離，二沉池底部的污泥分別回流至多級A/O處理反應器中，二沉池中剩余污泥排出系統。本發明通過優化攪拌方式以及回流系統控制，實現對短程硝化反硝化、好氧同步脫氮以及高效除磷菌群的富集，有效減少曝氣強度，節能降耗。

權利要求書

1.一種基于多級A/O工藝強化同步脫氮及高效除磷的裝置，其特征在于，包括：進水裝置(1)、多級A/O處理反應器(2)、二沉池(3)以及自動控制系統(4)，所述進水裝置(1)連接所述多級A/O處理反應器(2)，所述多級A/O處理反應器(2)連接所述二沉池(3)，所述自動控制系統(4)分別控制連接所述進水裝置(1)、所述多級A/O處理反應器(2)以及所述二沉池(3)，進行數據監測及調節管理；所述進水裝置(1)中的污水進入所述多級A/O處理反應器(2)中進行脫氮除磷，所述多級A/O處理反應器(2)的出水流入所述二沉池(3)中進行泥水分離，所述二沉池(3)底部的污泥分別回流至所述多級A/O處理反應器(2)中，所述二沉池(3)中剩余污泥排出系統。

2.根據權利要求1所述的基于多級A/O工藝強化同步脫氮及高效除磷的裝置，其特征在于，所述多級A/O處理反應器(2)包括缺氧區和好氧區，多個所述缺氧區內脫氮除磷的菌群包括Anammox、反硝化菌、聚磷菌及反硝化除磷菌，多個所述好氧區內脫氮除磷的菌群包括氨氧化菌、硝化菌以及聚磷菌，多個所述缺氧區和多個所述好氧區間隔分布，且相鄰兩個所述缺氧區和所述好氧區通過導流孔連通；所述缺氧區包括缺氧1區(2.1)、缺氧2區(2.8)以及缺氧3區(2.15)，所述好氧區包括好氧1區(2.5)、好氧2區(2.12)、以及好氧3區(2.19)，所述缺氧1區(2.1)、所述好氧1區(2.5)、所述缺氧2區(2.8)、所述好氧2區(2.12)、所述缺氧3區(2.15)以及所述好氧3區(2.19)依次連通，所述進水裝置(1)連接通過缺氧1區(2.1)，所述好氧3區(2.19)連接所述二沉池(3)。

3.根據權利要求2所述的基于多級A/O工藝強化同步脫氮及高效除磷的裝置，其特征在于，所述缺氧區內設有液面擾流器、內循環攪拌器以及缺氧區監測儀，所述內循環攪拌器位于所述缺氧區下端，所述液面擾流器位于所述缺氧區上端，且所述缺氧區檢測儀位于所述內循環攪拌器的攪拌范圍之外；所述缺氧區內的污泥通過所述內循環攪拌器攪拌均勻，且通過所述液面擾流器抑制污泥上��；所述缺氧1區(2.1)內設有缺氧1區液面擾流器(2.2)、缺氧1區內循環攪拌器(2.3)以及缺氧1區監測儀(2.4)，所述缺氧2區(2.8)內設有缺氧2區液面擾流器(2.9)、缺氧2區內循環攪拌器(2.10)以及缺氧2區監測儀(2.11)，所述缺氧3區(2.15)內設有缺氧3區液面擾流器(2.16)、缺氧3區內循環攪拌器(2.17)以及缺氧3區監測儀(2.18)。

4.根據權利要求3所述的基于多級A/O工藝強化同步脫氮及高效除磷的裝置，其特征在于，所述好氧區底部設有曝氣裝置，所述好氧區上端設有好氧區檢測儀，所述曝氣裝置通過轉子流量計連接曝氣泵(2.22)，所述曝氣泵(2.22)電連接所述自動控制系統(4)；所述好氧1區(2.5)內設有好氧1區曝氣裝置(2.6)和好氧1區監測儀(2.7)，所述好氧2區(2.12)內設有好氧2區曝氣裝置(2.13)和好氧2區監測儀(2.14)，所述好氧3區(2.19)內設有好氧3區曝氣裝置(2.20)和好氧3區監測儀(2.21)。

5.根據權利要求4所述的基于多級A/O工藝強化同步脫氮及高效除磷的裝置，其特征在于，所述好氧1區(2.5)通過轉子流量計控制DO為0.3-1mg/L，所述好氧2區(2.12)通過轉子流量計控制DO為0.5-1.5mg/L，所述好氧3區(2.19)通過轉子流量計控制DO為2-4mg/L。

6.根據權利要求4所述的基于多級A/O工藝強化同步脫氮及高效除磷的裝置，其特征在于，所述二沉池(3)包含二沉池水池(3.1)、污泥回流泵(3.2)、二沉池監測儀器(3.3)及二沉池反沖系統(3.4)，所述缺氧3區(2.15)通過溢流管連通所述二沉池水池(3.1)，所述二沉池水池(3.1)底部分別連接所述污泥回流泵(3.2)和所述二沉池反沖系統(3.4)，所述二沉池監測儀器(3.3)安裝于所述二沉池水池(3.1)內部，且所述二沉池監測儀器(3.3)電連接所述自動控制系統(4)；所述二沉池反沖洗系統(3.4)通過反沖泵連接再生水/自來水，且所述二沉池反沖洗系統(3.4)通過所述二沉池監測儀器(3.3)對所述二沉池水池(3.1)的實時監測進行調節反沖強度與頻次。

7.根據權利要求2所述的基于多級A/O工藝強化同步脫氮及高效除磷的裝置，其特征在于，所述進水裝置(1)包括市政污水箱(1.1)和進水水泵(1.2)，所述市政污水箱(1.1)通過所述進水水泵(1.2)連接所述缺氧1區(2.1)。

8.根據權利要求4或7所述的基于多級A/O工藝強化同步脫氮及高效除磷的裝置，其特征在于，所述自動控制系統(4)包括自控電配箱(4.1)，所述自控電配箱(4.1)分別控制連接所述進水水泵(1.2)、所述缺氧1區液面擾流器(2.2)、所述缺氧1區內循環攪拌器(2.3)、所述缺氧1區監測儀(2.4)、所述好氧1區曝氣裝置(2.6)、所述好氧1區監測儀(2.7)、所述缺氧2區液面擾流器(2.9)、所述缺氧2區內循環攪拌器(2.10)、所述缺氧2區監測儀(2.11)、所述好氧2區曝氣裝置(2.13)、所述好氧2區監測儀(2.14)、所述缺氧3區液面擾流器(2.16)、所述缺氧3區內循環攪拌器(2.17)、所述缺氧3區監測儀(2.18)、所述好氧3區曝氣裝置(2.20)、所述好氧3區監測儀(2.21)以及所述曝氣泵(2.22)。

9.采用權利要求1-8任一項所述的基于多級A/O工藝強化同步脫氮及高效除磷的裝置的操作方法，其特征在于，包括如下具體操作步驟：S1、開啟設備，通過自控電配箱(4.1)控制所述缺氧區的水力停留時間、進水比以及外回流比；S2、所述市政生活污水箱(1.1)中的市政污水通過所述進水水泵(1.2)進入所述缺氧1區(2.1)，所述缺氧1區(2.1)中的污水和外回流污泥依次經過多個所述缺氧區和多個所述好氧區脫氮除磷；S3、所述好氧3區(2.19)中的出水通過溢流管流入所述二沉池水池(3.1)中進行泥水分離，所述二沉池水池(3.1)底部污泥通過所述污泥回流泵(3.2)回流至所述缺氧1區(2.1)中，所述二沉池水池(3.1)剩余污泥通過排泥管排出系統。

10.根據權利要求8所述的基于多級A/O工藝強化同步脫氮及高效除磷的裝置的操作方法，其特征在于，所述二沉池水池(3.1)底部污泥的回流比為80％-150％。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種基于多級A/O工藝強化同步脫氮及高效除磷的裝置及操作方法。

根據本發明提供的一種基于多級A/O工藝強化同步脫氮及高效除磷的裝置，包括：進水裝置、多級A/O處理反應器、二沉池以及自動控制系統，進水裝置連接多級A/O處理反應器，多級A/O處理反應器連接二沉池，自動控制系統分別控制連接進水裝置、多級A/O處理反應器以及二沉池，進行數據監測及調節管理；

進水裝置中的污水進入多級A/O處理反應器中進行脫氮除磷，多級A/O處理反應器的出水流入二沉池中進行泥水分離，二沉池底部的污泥回流至多級A/O處理反應器中，二沉池中剩余污泥排出系統。

優選的，多級A/O處理反應器包括缺氧區和好氧區，多個缺氧區和多個好氧區間隔分布，且相鄰兩個缺氧區和好氧區導流孔連通；

缺氧區包括缺氧1區、缺氧2區以及缺氧3區，好氧區包括好氧1區、好氧2區、以及好氧3區，缺氧1區、好氧1區、缺氧2區、好氧2區、缺氧3區以及好氧3區依次連通，進水裝置連接通過缺氧1區，好氧區連接二沉池。

優選的，缺氧各區均內設有液面擾流器、內循環攪拌器以及缺氧區監測儀，內循環攪拌器位于缺氧區下端，液面擾流器位于缺氧區上端，且缺氧區檢測儀位于內循環攪拌器的攪拌范圍之外；缺氧區內的污泥通過內循環攪拌器攪拌均勻，且通過液面擾流器抑制污泥上浮；

缺氧1區內設有缺氧1區液面擾流器、缺氧1區內循環攪拌器以及缺氧1區監測儀，缺氧2區內設有缺氧2區液面擾流器、缺氧2區內循環攪拌器以及缺氧2區監測儀，缺氧3區內設有缺氧3區液面擾流器、缺氧3區內循環攪拌器以及缺氧3區監測儀。

優選的，好氧各區均在底部設有曝氣裝置，均在上端設有好氧區檢測儀，曝氣裝置通過轉子流量計連接曝氣泵，曝氣泵電連接自動控制系統；

好氧1區內設有好氧1區曝氣裝置和好氧1區監測儀，好氧2區內設有好氧2區曝氣裝置和好氧2區監測儀，好氧3區內設有好氧3區曝氣裝置和好氧3區監測儀。

優選的，好氧1區通過轉子流量計控制DO為0.3-1mg/L，好氧2區通過轉子流量計控制DO為0.5-1.5mg/L，好氧3區通過轉子流量計控制DO為2-4mg/L。

優選的，二沉池包含二沉池水池、污泥回流泵、二沉池監測儀器及二沉池反沖系統，缺氧區通過溢流管連通二沉池水池，二沉池水池底部分別連接污泥回流泵和二沉池反沖系統，二沉池監測儀器安裝于二沉池水池內部，且二沉池監測儀器電連接自動控制系統；

二沉池反沖洗系統通過反沖泵連接再生水/自來水，且二沉池反沖洗系統通過二沉池監測儀器對二沉池水池的實時監測進行調節反沖強度與頻次。

優選的，進水裝置包括市政污水箱和進水水泵，市政污水箱通過進水水泵連接缺氧區。

優選的，自動控制系統包括自控電配箱，自控電配箱分別控制連接進水水泵、缺氧1區液面擾流器、缺氧1區內循環攪拌器、缺氧1區監測儀、好氧1區曝氣裝置、好氧1區監測儀、缺氧2區液面擾流器、缺氧2區內循環攪拌器、缺氧2區監測儀、好氧2區曝氣裝置、好氧2區監測儀、缺氧3區液面擾流器、缺氧3區內循環攪拌器、缺氧3區監測儀、好氧3區曝氣裝置、好氧3區監測儀以及曝氣泵。

本發明還提供了一種基于多級A/O工藝強化同步脫氮及高效除磷的裝置的操作方法，包括如下具體操作步驟：

S1、開啟設備，通過自控電配箱控制缺氧區的水力停留時間、進水比以及外回流比；

S2、市政生活污水箱中的市政污水通過進水水泵進入缺氧區，缺氧區中的污水和外回流污泥依次經過多個缺氧區和多個好氧區脫氮除磷；

S3、好氧區中的出水通過溢流管流入二沉池水池中進行泥水分離，二沉池水池底部污泥通過污泥回流泵回流至缺氧區中，二沉池水池剩余污泥通過排泥管排出系統。

優選的，二沉池水池底部污泥的回流比為80％-150％。

與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：

(1)本發明通過二沉池反沖優化系統污泥活性，在低DO模式下，實現短程硝化反硝化，合理分配碳源實現同步脫氮，總同步脫氮率可達到60％以上；

(2)本發明內循環攪拌及液面擾流器抑制缺氧區污泥上浮，同時低DO提高PAOs的碳源利用，實現高效釋磷吸磷，二沉池出水TP最低可達0.1mg/L以下，大大節省除磷藥劑成本；

(3)本發明通過二沉池反沖有效調節系統污泥沉降性和污泥活性，抑制污泥上浮及膨脹，遏制二沉池污泥跑泥，有效降低脫泥處理成本；

(4)本發明中的操作方法能夠有效應對汛期的嚴重溢流污染，能夠在超進水負荷(150％)下穩定運行一周，且無需碳源投加，表現出強大的系統運行穩定性。

（發明人：孫博軒;陳浩林;彭軼;史乃彪;安東;李朋;石周）