一种污水生物处理反应池

1、一种污水生物处理反应池，它主要包括反应池，设在池中的 曝气扩散装置及搅拌装置，其特征在于：所述的反应池分为3个单元 池，3个单元池之间管道贯通，每个单元池均设置曝气扩散装置及搅 拌装置，两边的单元池设有进出水口、出水堰和污泥排放口，两边格 单元反应池设有集泥管，在污泥排放口前布置排泥管网，穿孔集泥管 隔一定距离设置孔眼，孔眼向下与中垂线成45度夹角，并交叉排列。
2、根据权利要求1所述的一种污水生物处理反应池，其特征在 于：反应池为矩形，3个单元池为相等的正方形，中间单元池与两边 单元池通过连通管实现水流贯通。
3、根据权利要求1或2所述的一种污水生物处理反应池，其特 征在于：两边单元池的进出水口设置在靠近池底的中央处，且在靠近 出水口处设有稳流筒。
4、根据权利要求1或2所述的一种污水生物处理反应池，其特 征在于：根据大型生物反应池的具体特点，每格单元反应池在进水口 后布设进水点，并将进水点布置于水深下方。
5、根据权利要求1或2所述的一种污水生物处理反应池，其特 征在于：两边单元池均设置的曝气扩散装置与中间单元池的曝气扩散 装置安装的高差为3-12厘米。

技术领域：\n本发明为土木工程和环境保护工程所涉及的污水处理的技术 领域，具体涉及污水处理厂的一种交替运行均匀鼓风曝气的污水生 物处理反应池。\n背景技术：\n目前，在污水处理厂设计运行过程中都涉及污水生物处理反 应池，污水通过生物反应池内活性污泥的各种作用，降解污水中的 污染物，达到排放标准后排放。\n现有技术中的活性污泥系统主要由反应池、曝气系统、污泥 回流系统和剩余污泥排放系统等组成。其中，反应池是由各种微生 物组成的活性污泥与污水中的有机污染物质充分混合接触并进而 将其分解的场所，是活性污泥工艺的核心。曝气系统的作用是向反 应池供给微生物增长和分解有机污染物所必需的氧气，并起混合搅 拌作用，使活性污泥与有机污染物质充分混合接触。曝气设备按曝 气方式主要有机械表曝设备及鼓风曝气设备。基于电耗、充氧效率、 曝气实现原理、MLSS适用范围、有效水深适用范围、DO调控水平 及运行管理灵活性等多种因素分析，曝气系统多采用鼓风曝气，将 压缩空气输送至曝气池中的扩散设备，以微气泡状态分散入混合 液，使气泡中的氧迅速扩散至混合液中，供活性污泥生长。通过好 氧条件下活性污泥的有机物降解作用、硝化作用及聚磷作用和缺、 厌氧条件下的反硝化作用和释磷作用，实现污水中C、N、P污染物 质均达标排放。\n在传统的生物反应池中，各格曝气池之间的管渠或孔口连接 产生的水头损失会使各格曝气池内的水位存在一定差异，由于布风 管一般环状连接，各格曝气池的风压基本均衡，而各格曝气扩散装 置一般安装置于同一高度，从而造成各曝气池布气不均。曝气池之 间的水头损失的大小会对曝气池布气均匀性产生显著影响。该情况 在交替运行鼓风曝气的污水生物处理工艺中尤为明显。由于边池与 中池的水位差，造成中池曝气量比边池大很多，控制边池进气阀全 开而中池进气阀仅开40％也较难满足要求。而边池较中池需要更多 的气量，从而造成能量浪费，甚至影响污水处理效果。\n另外，通过生物反应，曝气池中的污染物浓度随流程逐步降 低，实际需氧量沿流程逐渐降低，而传统工艺中曝气装置均匀分布， 造成生物反应池前段供氧量不足，而后段却供氧量过剩。该情况在 常规推流式工艺中较为普遍。\n以上两种情况均会造成供氧的不平衡，为满足各格曝气池氧 量的需要，在必须充分利用各格反应池进气阀开启度线性调节的基 础上必须加大鼓风供气量，从而造成供氧系统的能量浪费，增加污 水处理厂日常的运行成本。\n发明内容：\n本发明的目的在于提供一种可交替运行均匀鼓风曝气的污水 生物处理反应池，解决传统反应池中各格曝气池由于水位差及污染 物浓度变化造成的供氧不平衡问题，实现整个曝气系统合理布置并 经济有效的目的。\n为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种污水生物处 理反应池，它主要包括反应池，设在池中的曝气扩散装置及搅拌装 置，其特征在于：所述的反应池分为3个单元池，3个单元池之间 管道贯通，每个单元池均设置曝气扩散装置及搅拌装置，两边的单 元池设有进出水口、出水堰和污泥排放口，两边格单元反应池设有 集泥管，在污泥排放口前布置排泥管网，穿孔集泥管隔一定距离设 置孔眼，孔眼向下与中垂线成45度夹角，并交叉排列。\n附图说明：\n图1为本发明的一种工艺设定周期(8hr)内反应池运行情况 示意图\n图2为本发明的另一种工艺设定周期(8hr)内反应池运行情 况示意图\n图3为本发明一实施例的上层平面布置示意图\n图4为本发明一实施例的下层平面布置示意图\n图5为本发明一实施例的立面布置示意图\n图6为本发明中的曝气扩散装置布置示意图\n图7为边格反应池与中格反应池曝气扩散装置安装标高差与 设计处理流量及池间连通管尺寸关系表\n具体实施方式：\n下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。\n本发明主要包括反应池，设在池中的曝气扩散装置1及搅拌 装置2，其特征在于：所述的反应池分为3个单元池3，3个单元 池之间管道贯通，每个单元池3均设置曝气扩散装置1及搅拌装置 2，两边的单元池设有进出水口4、出水堰5和污泥排放口6。\n在附图1和2中，S表示沉淀，DN表示厌氧、缺氧，t表示时 序，N表示好氧硝化，T表示停留时间(h)。\n本发明结合交替运行均匀鼓风曝气的污水生物处理工艺特 点，根据污水处理规模及曝气池内水位的差异，调整曝气扩散装置 的布置高度，改变原先的曝气扩散装置安装在同一高度，降低水位 较低的中格曝气池内的曝气扩散装置的安装高度，解决传统反应池 中各格曝气池由于水位差及污染物浓度变化造成的供氧不平衡问 题，实现整个曝气系统合理布置。安装高度下降范围为3~12cm， 以适应单池处理规模为0.1m3/s~0.5m3/s(约1~4万m3/d)的生物 反应池(总处理规模约1~40万m3/d)的均匀供气要求。其具体特 征如下：\n1、生物反应池顺应传统活性污泥法一体化发展趋势，为新型 的一体化活性污泥法。反应池外形为一矩形池体，均分3个相等的 正方形单元池，3个单元池之间水力贯通，在单元池之间设有空气 管12。每个单元池中均设置曝气扩散装置及搅拌装置，在单元池 的一侧设有电动进风蝶阀7，另一侧设有电动进水阀门9，在单元 池中设有水下搅拌器10，其中两边格具有曝气、沉淀双重功能， 并设出水堰和剩余污泥排放口分别实现出水及剩余污泥的排放，还 设有稳流配水阀11。\n2、生物反应池的最大优点是交替运行和时间循环。污水可进 入3个单元池中的任意一个，连续进水，周期交替运行。通过调整 系统运行，可以实现污水处理过程的时空控制，形成好氧、厌氧和 缺氧条件。灵活可变的水力设计易于更换进水点与出水点位置。\n3、生物反应池交替运行具有如下特点：\n反应池结构紧凑一体化，方形池可共用池壁。\n无需另设二次沉淀池及污泥收集回流系统。\n交替改变进水点，改善系统污泥负荷，可通过生物吸附再生 作用有效抑制污泥膨胀。\n可通过改变系统厌氧、缺氧及好氧时段的调节，实现污水的 脱氮除磷。\n沉淀格固液分离几乎在完全静止的条件下进行，可保证固液 分离效果。\n易于实现自动控制。根据好氧过程的DO检测、厌缺氧过程的 ORP检测及反应池MLSS检测，通过改变进气量、改变进水点位置、 改变好氧及厌缺氧时段，并利用沉淀末期的厌缺氧状态，高效实现 系统的时空控制，去除污水中的有机物，实现污水的脱氮除磷功能。\n4、三格生物反应池可简单实现①好氧进水、好氧、沉淀出水 ②沉淀出水、好氧、好氧进水并结合过渡阶段的传统活性污泥工艺， 也可在不同的时段内依此实现①厌缺氧进水、好氧、沉淀出水②好 氧、好氧进水、沉淀出水；③静沉、厌缺氧进水、沉淀出水④沉淀 出水、好氧、厌缺氧进水⑤沉淀出水、好氧、厌缺氧进水⑥沉淀出 水、好氧进水、好氧⑦沉淀出水、厌缺氧进水、静沉⑧厌缺氧进水、 好氧、沉淀出水等各种运行模式的脱氮除磷工艺。\n5、任意一格生物反应池内布置的搅拌装置在防止厌缺氧阶段 污泥沉淀功能的同时，可在曝气阶段投入运行，增加活性污泥与进 水有机物的充分混合搅拌功能。\n6、根据大型生物反应池的具体特点，每格反应池在总进水点 后分点布设，提高反应池的曝气和搅拌效果，并将进水点布置于水 深下方，避免进水初期对池底曝气扩散装置的冲击作用。\n7、根据大型生物反应池的具体特点，两边格反应池在总排泥 点前布置排泥管网8，穿孔集泥管隔一定距离设置孔眼，孔眼向下 与中垂线成45°夹角，并交叉排列。为提高剩余污泥排放浓度，降 低后续污泥浓缩装置的处理负荷，反应池可在特定时段(如沉淀出 水末期)进行间隙排泥。\n8、大型生物反应池由于单格反应池尺寸较大，为避免两边格 出水短流，中格与两边格通过池底连通管实现水力贯通，将两边格 的进出口设置在池底的正中央，使出水流态在方形池内尽量一致， 避免由于采用中隔墙池壁连通孔导致的出水不均及相邻格之间的 功能干扰。两边格同时布置稳流筒，防止进水对沉淀污泥的扰动， 并改善配水效果。另外将中格反应池的进出口设置在靠近两边格 处，以结合中格的曝气或搅拌功能特点，避免中格的进出水短流。\n9、在采用环状进气管及各格反应池进气阀进气量线性可调控 制的基础上，根据生物反应池交替运行的特点，在常规曝气扩散装 置布置方式的基础上，适当降低中格反应池的曝气扩散装置的安装 高度，以避免不同格反应池由于水位差造成供气量的显著不均。\n10、基于不同格生物反应池中污染物浓度的变化，调整两边 格与中格反应池的曝气量，适当放大两边格的曝气量，实现整个流 程上渐减曝气的推流式工艺特点。\n本发明的上述特征构成的污水处理工艺具有显著的技术特 点：\n其一，体现了整个系统的渐减曝气活性污泥法与单格反应池 的完全混合活性污泥法相结合的技术特点。通过调整反应池边格与 中格的进气量布置，克服普通活性污泥法中供氧、需氧不平衡的问 题。同时，通过曝气装置在不同格的安装高度的具体布置，解决了 不同格反应池水位差异对鼓风系统引起的显著的供风不均匀影响。\n其二，体现了污水处理系统一体化的技术特点。在充分吸纳T 型氧化沟系统运行灵活而且无需二沉池及污泥回流系统的基础上， 改进了曝气方式，改善了不同格反应池的曝气效果，增加了有效水 深，减少了占地面积，改单池推流方式为完全混合方式，使整个处 理系统的活性污泥处于完全相同的负荷，提高了微生物的代谢速 率。交替运行的工艺特点在解决传统SBR工艺间隙运行问题的同时 吸纳了AAO工艺及倒置AAO工艺的技术特点。\n其三，体现了污水综合处理以实现达标排放的技术特点。在 实现污水高效处理的同时，减少了污泥产量。同时，集约化的设计 有助于污水处理构筑物的封闭式布置，可实现污水、污泥产生气体 的有效收集和综合处置。\n其四，体现了现代污水处理工艺与现代控制技术进步相结合 的技术特点。交替运行的工艺特点利用先进的自控系统易于实现污 水处理系统运行的可靠性、灵活性。\n其五，体现了现代污水处理工艺的模块化技术特点。在集约 化、规则化设计的同时，易于实现整个系统的模块分组，增强了该 污水处理工艺在大、中、小型污水处理厂中的适用能力。