[发明专利]一种连续流间歇曝气生物膜脱氮除磷装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及污水处理领域，具体涉及一种连续流间歇曝气生物膜脱氮除磷装置及方法。

背景技术

随着小城镇地区经济水平的快速发展，水环境污染严重，小城镇地区污水治理现状落后于社会经济发展水平的问题突出。小城镇地区，污水规模小，来源分散，水质水量变化大；套用大中型污水处理厂工艺不能适应小城镇污水的水质水量特点，且工艺复杂、处理成本高；缺乏适合小城镇地区的污水处理工程技术是一个重要原因。

我国南方地区城镇污水中COD浓度普遍偏低，而氮、磷浓度相对较高，属于低碳、高氮磷的低浓度城镇污水。城镇污水处理厂活性污泥脱氮除磷工艺反硝化碳源不足问题相对突出，常需要添加外加碳源来提高总氮去除率，降低出水总氮浓度的同时增加了污水处理运行成本。

移动床生物膜是一项新兴的生物膜污水处理技术，其优势是避免了固定床反应器需要定期反冲洗，传统生物滤池堵塞和活性污泥法污泥膨胀的问题。现有移动床生物膜技术的工程应用，一是将悬浮填料置于多个串联的、各自具备特定条件的构筑物内，污水依次通过各构筑物分别实现特定的处理功能，最终达到污水处理脱氮除磷的目的；二是将悬浮填料投入常规连续流活性污泥污水处理系统中，来改善和提高活性污泥的污水处理效果。前者在串联的悬浮填料构筑物末端，需要单独设置沉淀池或过滤工艺完成泥水分离。后者同活性污泥法一样，需要硝化液回流，需要污泥回流，剩余污泥量大，污泥处理成本高。两者都具有工艺链长，构筑物多，占地大的特点。应用了上述连续流工艺思路的一体化装置，是在装置中设置多个物理空间分隔的功能区，污水依次通过不同功能区分别实现特定的处理功能，最终达到污水处理脱氮除磷的目的；这类一体化装置并未改变上述连续流工艺的基本特征，仍具有工艺链长，功能区多，结合活性污泥的系统污泥产量大的特点。

发明内容

有鉴于此，本发明针对小城镇地区污水水质水量变化特点，以及南方地区低浓度、低碳高氮磷的污水特征，提出一种连续流间歇曝气生物膜脱氮除磷装置及方法，充分利用原水碳源，在单级反应器同一物理空间内同步实现脱氮除磷过程和泥水分离过程，具有工艺链短、简洁紧凑，产泥量极低，能耗低，处理成本低的特点；其应用装置结构紧凑，具可扩展性和灵活性，空间利用率高，自动化控制程度高，管理方便，占地少，可实现无人值守等特点，适用于小规模城镇污水的分散处理，特别是南方低碳氮比城镇污水的处理。

本发明第一方面提供了一种连续流间歇曝气生物膜脱氮除磷装置，包括依次连通的调节池、一体化构建的反应器，所述反应器包括多个反应区和一个出水区，所述反应区内水平设置有多孔隔板，所述反应区内部位于多孔隔板下方设置有反应区进水口、反应区进气口，所述反应区进水口经管路依次与液体流量计、进水泵、调节池连接，所述反应区进气口经管路依次与空气流量计、鼓风设备连接，所述反应区内部位于多孔隔板上方设置有反应区出水口、水力混合机构和悬浮填料，所述出水区内设置有出水口和进水口，所述反应区出水口经管路与出水区的进水口连接，所述反应区出水口包括反应区上部出水口和反应区中部出水口。

所述反应区进水口、反应区进气口、反应区出水口均设置有控制阀，所述控制阀、水力混合机构分别与用于控制控制阀、水力混合机构开启和关闭的智能控制系统电连接。

优选的，所述悬浮填料包括聚氨酯类悬浮填料和聚乙烯聚丙烯类悬浮填料等，悬浮填料填料填充率范围为15～50％。

优选的，所述调节池内设置有液位计，所述液位计与智能控制系统信号连接，液位计将检测到的液面高度信号反馈给智能控制系统。

优选的，所述反应区进水口设置有配水机构，所述反应区进气口设置有配气机构。

所述出水区内部设置过滤机构。一般情况下无需设置，若有特殊需要，可根据出水水质要求设置过滤机构。

本发明第二方面提供了一种采用上述装置的连续流间歇曝气生物膜脱氮除磷方法，步骤包括：

S1、将污水引入调节池，调节池出水引入反应器；

S2、反应器第一个反应区开始其间歇运行周期：

进水：开启反应区进水口控制阀使调节池出水进入该反应区，进液完毕后关闭反应区进水口控制阀；

反应：开启水力混合机构进行水力混合；然后关闭水力混合机构，开启反应区进气口控制阀进行曝气，曝气结束关闭反应区进气口控制阀；交替进行水力混合和曝气至反应结束；

静置：反应结束后静置进行泥水分离，此阶段该反应区的反应区进水口控制阀、反应区进气口控制阀、水力混合机构均处于关闭状态；

出水：静置结束后开启反应区出水口控制阀，出水完毕后关闭反应区出水口控制阀；