專利名稱：污水處理硝化/反硝化工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是對(duì)污水處理硝化/反硝化生物脫氮回流方式的改進(jìn)，尤其涉及一種運(yùn)行能耗低，曝氣充氧轉(zhuǎn)移效率高，并能節(jié)約處理池土建工程量的污水處理硝化/反硝化工藝。
背景技術(shù)：
污水處理生物脫氮，通常采用硝化/反硝化工藝，典型如圖1 (A/0工藝)，即缺氧池 1 (根據(jù)工藝不同也有稱兼氧池)出水進(jìn)入好氧池2，通過硝化菌的好氧硝化反應(yīng)，將廢水中氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮；同時(shí)通過回流泵5將好氧池2中硝化混合液部分回流至缺氧池1，回流液中亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮在缺氧池進(jìn)行反硝化反應(yīng)，將亞硝酸鹽氮及硝酸鹽氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)馀湃氪髿?，?shí)現(xiàn)脫氮。例如污水處理的A/0工藝、A2/0工藝、A/0/0工藝、 MSBR工藝、改良氧化溝工藝等帶有硝化/反硝化污水處理工藝段均是如此。污水處理工程中為克服傳統(tǒng)微孔曝氣器帶來壽命短的不足，以及提高氧轉(zhuǎn)移效率，許多好氧池供氧采用綜合效果更好的射流曝氣4方式。現(xiàn)有技術(shù)好氧池內(nèi)硝化液的回流，基本無一例外是直接將好氧池中未端的部分硝化液，通過回流泵5或氣提等機(jī)械輸送方式向缺氧池回流。此回流方式主要存在三方面不足一是硝化/反硝化工藝段至少需要二臺(tái)泵，一臺(tái)射流泵3用于好氧池射流曝氣供給射流工作液形成射流曝氣，一臺(tái)回流泵5用于泵送硝化液(也有用其他動(dòng)力回流)，而工藝要求回流量一般在200-400%，造成回流輸送動(dòng)力消耗大，因而造成此段運(yùn)行能耗相對(duì)較高，且泵選型較為困難(需低揚(yáng)程、大流量泵)，二臺(tái)泵能耗約占此段工藝能耗的20-30%，對(duì)于日處理量在幾萬甚至幾十萬噸級(jí)污水處理站，此為一筆不小的能耗； 二是好氧池工藝要求DO —般都在2-2. 5mg/l，而通常射流曝氣射流工作液直接采用好氧池內(nèi)高DO混合液，這樣本身高的DO濃度導(dǎo)致氧轉(zhuǎn)移的傳質(zhì)梯度小，因此射流曝氣溶氧效率不高，工程通常氧轉(zhuǎn)移效率一般在20-25%之間，造成射流曝氣充氧總能耗相對(duì)較高；三是為達(dá)到節(jié)約處理單元間提升能耗，污水處理工程上通常設(shè)計(jì)成按處理流程自流方式，即處理單元池液位(池深)按處理流程逐級(jí)降低(圖1)。而硝化/反硝化工藝中的好氧池通常布置在缺氧池后，為滿足處理污水自流進(jìn)入下一處理單元，好氧池液位只能低于缺氧池液位設(shè)計(jì)，由此造成后續(xù)處理單元池液位應(yīng)相應(yīng)降低(相對(duì)于缺氧池)，例如好氧池后的二沉池和污泥回流池液位標(biāo)高工程上分別設(shè)計(jì)為負(fù)0. 6 m和負(fù)1. lm，導(dǎo)致后續(xù)處理池下挖深度加深而使處理池土建成本增加(雖然也可以是處理池向前逐漸加高，同樣增加土建費(fèi)用)， 而且由于水力高程逐級(jí)降低，為了保證尾水自流排放，就需提高進(jìn)水泵揚(yáng)程，也增加了泵能耗，從而增加了運(yùn)行費(fèi)用。中國(guó)專利CN102U6810A并聯(lián)式A2O-MBR反硝化聚磷脫氮除磷方法，將好氧池與厭氧池并聯(lián)設(shè)置，待處理污水與外回流污泥在配水井混合后按適當(dāng)比例分別流入好氧池和厭氧池，同時(shí)流入好氧池的還有從缺氧池回流過來的內(nèi)回流混合液，從好氧池和厭氧池流出的污水混合后一起流入缺氧池，進(jìn)行反硝化聚磷。工藝雖然公開有缺氧池向好氧池內(nèi)回流混合液，但此內(nèi)回流混合液功能是脫氮除磷，其目的是減小曝氣池容積和曝氣量，同時(shí)可省去二沉池，減小城市污水廠占地面積，前述好氧池動(dòng)力輸送回流液依然沒有改變，其缺點(diǎn)依然沒有得到克服。上述不足仍有值得改進(jìn)的地方。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種處理運(yùn)行能耗低，曝氣充氧轉(zhuǎn)移效率高，并能節(jié)約處理池土建工程量的污水處理硝化/反硝化工藝。本發(fā)明目的實(shí)現(xiàn)，主要改進(jìn)是好氧池中射流曝氣射流工作液改從缺氧池中抽取 (即抽取缺氧池中反硝化液作好氧池射流曝氣射流工作液)，使好氧池液位因抽取它池水 (例如缺氧池)獲得液位提升，使液位超出缺氧池，通過溢流方式向缺氧池回流，這樣可取消好氧池向缺氧池回流動(dòng)力輸送，例如回流泵，從而克服現(xiàn)有技術(shù)不足，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的。 具體說，本發(fā)明污水處理硝化/反硝化工藝，至少包括分開設(shè)置的缺氧池和射流曝氣好氧池，以及使好氧池中部分污水向缺氧池回流，其特征在于好氧池射流曝氣射流工作液來自缺氧池，好氧池通過缺氧池供給的射流曝氣工作液使液位提升超過缺氧池液位，好氧池混合液通過液位差溢流向缺氧池回流。在詳細(xì)說明前，先通過對(duì)發(fā)明能夠達(dá)到的基本功能及產(chǎn)生的效果作一介紹，以使本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本專利總體構(gòu)思技術(shù)方案及達(dá)到的基本效果有一個(gè)明確了解。本發(fā)明工藝中好氧池中射流曝氣射流工作液采用抽取缺氧池中混合泥水(反硝化液)，不僅滿足了好氧池射流曝氣形成射流要求，而且抽取缺氧池(現(xiàn)有技術(shù)大部分是抽取好氧池混合液)作為射流曝氣射流工作液，一方面使得缺氧池液位下降，另一方面使得好氧池液位提升，可以產(chǎn)生約50 - 80cm液位差，此外好氧池曝氣后，形成的氣水混合物密度較原污水低，也會(huì)形成水位差，從而產(chǎn)生了好氧池液位高于缺氧池液位現(xiàn)象，使得好氧池可以通過水位差溢流向缺氧池回流(回流量既可以通過向射流曝氣供水量控制，也可以通過在好氧池上部設(shè)置回流控制裝置控制，滿足工藝設(shè)計(jì)回流量要求)，從而省略了好氧池向缺氧池回流需動(dòng)力輸送(例如回流泵、氣提裝置等)，并且好氧池射流曝氣本身需泵提供射流工作液，因此并不增加好氧池射流曝氣用泵。同時(shí)，缺氧池相對(duì)好氧池低的D0，低DO反硝化液作為射流曝氣射流工作液，顯然提高了氧傳質(zhì)梯度，因而提高了曝氣充氧轉(zhuǎn)移效率，經(jīng)試驗(yàn)測(cè)試可以提高氧轉(zhuǎn)移效率20-30%，從而可以節(jié)約20-30%曝氣供風(fēng)量，可節(jié)約射流曝氣供風(fēng)風(fēng)機(jī)能耗。再就是，運(yùn)行時(shí)好氧池水位因外來射流工作液使液位提高，還使得后續(xù)處理單元池液位可以同步提高例如50-80cm，以及使最終出水液位也可提高50-80cm，不僅降低了工程土建建設(shè)費(fèi)用，而且還提高了生化池后續(xù)構(gòu)筑物高程。本發(fā)明中。向好氧池射流曝氣器供給射流工作液泵，可以放置于缺氧池中，也可以放置于缺氧池外，還可以放置于好氧池中，泵可以不放在缺氧池中，但需與缺氧池連通，確保抽取供給射流曝氣工作液為缺氧池中液體。此外更好為好氧池與缺氧池相鄰設(shè)置或包圍設(shè)置，池壁相鄰可以直接溢流回流， 省略另設(shè)回流管路；包圍設(shè)置按不同污水處理工藝要求，為相對(duì)大池包圍小池。更好為好氧池液面按略高于缺氧池設(shè)計(jì)(例如提高< 50 - 80cm,且滿足低于好氧池水位提升高度)， 這樣缺氧池泵送射流曝氣工作液使好氧池水位提升仍能滿足溢流回流，同時(shí)還能降低后續(xù)處理單元池開挖深度。
好氧池上部還可以設(shè)置回流出水控制閥和/或出水堰，根據(jù)工藝控制、調(diào)整回流量，這樣好氧池回流可以不僅受缺氧池打入射流工作液量影響，從而提高了處理調(diào)節(jié)的靈活性。使得無動(dòng)力溢流回流量，既可以通過打入反硝化液量控制，又可以通過設(shè)置在好氧池上部出水閥或出水堰控制，從而增加了工藝控制靈活性。本發(fā)明工藝除改變好氧池射流曝氣工作液來源，以及回流方式外，未特別提及其余均與相應(yīng)原工藝相同，例如采用各種帶回流脫氮的污水處理工藝，處理單元池的布置，射流曝氣器形式的改變等等，就不再一一敘述。本發(fā)明污水處理硝化/反硝化工藝，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，由于采用缺氧池中反硝化液作為好氧池射流曝氣工作液(好氧池原射流曝氣動(dòng)力泵，只是抽取為缺氧池水)，使得好氧池中液位由于外來補(bǔ)充液位獲得提升，同時(shí)缺氧池液位下降產(chǎn)生液位差(例如形成50 -80cm液位差)，從而可以形成無動(dòng)力溢流回流，省略了現(xiàn)有技術(shù)回流動(dòng)力例如回流泵、氣提裝置等，節(jié)省了回流能耗，并且射流曝氣本身需射流泵，也基本不增加動(dòng)力(只用射流泵達(dá)到射流曝氣與硝化液回流功能)。同時(shí)，缺氧池相對(duì)好氧池低的D0，低DO反硝化液作為射流曝氣射流工作液，明顯提高了曝氣氧溶入量，因而提高了曝氣充氧轉(zhuǎn)移效率，經(jīng)測(cè)試可以提高氧轉(zhuǎn)移效率20-30%，從而可以減少20-30%曝氣供風(fēng)量，降低了射流曝氣供風(fēng)風(fēng)機(jī)能耗，加節(jié)約回流提升能耗，此段總能耗可以節(jié)省10-20%。再就是，運(yùn)行時(shí)好氧池水位提高， 還可使得后續(xù)處理單元池液位可以同步提高(例如50-80cm)，以及使最終出水液位也提高 50-80cm設(shè)計(jì)，不僅減少了因自流需要降低池深工程建設(shè)費(fèi)用，可以節(jié)省池下挖的土建池投資10-20%，而且還降低了污水提升能耗。由此改變回流方式(確切說是改變了好氧池射流曝氣射流工作液來源)，實(shí)現(xiàn)一改新增三功能的技術(shù)效果。本發(fā)明改進(jìn)的污水處理硝化/反硝化工藝，是對(duì)現(xiàn)有射流曝氣方式生物脫氮硝化液回流方式的重大改進(jìn)，可以用于所有帶硝化/反硝化工藝段的污水處理工藝。好氧射流曝氣射流工作液采用缺氧池反硝化液，以及可以設(shè)計(jì)好氧池液位高于缺氧池液位二大特征，區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，構(gòu)成本發(fā)明改進(jìn)重要識(shí)別特征及核心。以下結(jié)合一個(gè)示例性實(shí)施例(射流曝氣A/0工藝)，示例性說明及幫助進(jìn)一步理解本發(fā)明實(shí)質(zhì)，但實(shí)施例具體細(xì)節(jié)僅是為了說明本發(fā)明，并不代表本發(fā)明構(gòu)思下全部技術(shù)方案，因此不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明總的技術(shù)方案限定，一些在技術(shù)人員看來，不偏離本發(fā)明構(gòu)思的非實(shí)質(zhì)性增加和/或改動(dòng)，例如以具有相同或相似技術(shù)效果的技術(shù)特征簡(jiǎn)單改變或替換，均屬本發(fā)明保護(hù)范圍。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)射流曝氣A/0工藝流程簡(jiǎn)圖。圖2為本發(fā)明射流曝氣A/0工藝流程簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例參見圖2，污水處理射流曝氣A/0工藝，采用現(xiàn)有技術(shù)原工藝，包括串聯(lián)順序設(shè)置的缺氧池1、好氧池2、二沉淀池6及污泥回流池7，好氧池曝氣充氧采用射流曝氣器，射流工作泵3設(shè)置在好氧和缺氧池外，泵吸入口與缺氧池連通，出液口接至射流曝氣器 4上，好氧池上部有電控回流閥和/或可調(diào)回流出水堰(圖中未給出)，缺氧池1與好氧池2相鄰共壁設(shè)置。其中各池設(shè)計(jì)液面標(biāo)高(以缺氧池作基準(zhǔn))較原有提高50cm，例如設(shè)計(jì)缺氧池液面為正負(fù)零，好氧池液面標(biāo)高為正0. 5m, 二沉池液面則為0. OOm,污泥回流池為負(fù) 0. 5m。污水處理時(shí)，好氧池射流曝氣射流工作液抽自缺氧池內(nèi)反硝化液，使得好氧池液位升高> 50cm，從而使好氧池內(nèi)硝化液可以通過液位差溢流向低水位的缺氧池回流，回流量，根據(jù)實(shí)際污水情況，由抽取射流工作液及好氧池頂部的電控回流閥和/或可調(diào)回流出水堰共同調(diào)節(jié)控制。按設(shè)計(jì)處理城鎮(zhèn)生活污水量Q=1000m3/h為例，工藝好氧池氣水比6 7，射流曝氣器工作最佳氣水比3:1，射流曝氣器回流水量為2000 m3/h，硝化液回流比為100% 300%， 污泥回流比為50% 100%。本發(fā)明污水處理射流曝氣A/0工藝，較現(xiàn)有A/0工藝(圖1)，省略污水回流泵5 (功率為90kw)，射流曝氣空氣流量約為4800m3/h (傳統(tǒng)A/0工藝約為6000m3/h，節(jié)約曝氣空氣量20%左右)，以及提高好氧池、二沉池、污泥回流池液位標(biāo)高，較傳統(tǒng)A/0工藝(圖1)，可節(jié)約運(yùn)行電費(fèi)15%，減少土建投資10%。其他帶有回流的硝化/反硝化污水處理工藝，也具有上述相似效果，就不一一列舉說明。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，在本專利構(gòu)思及具體實(shí)施例啟示下，能夠從本專利公開內(nèi)容及常識(shí)直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的一些變形，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將意識(shí)到也可采用其他方法，或現(xiàn)有技術(shù)中常用公知技術(shù)的替代，以及特征的等效變化或修飾，特征間的相互不同組合，例如本發(fā)明工藝應(yīng)用于A/0工藝、A2/0工藝、A/0/0工藝、改良氧化溝工藝，以及射流曝氣形式的改變，等等的非實(shí)質(zhì)性改動(dòng)，同樣可以被應(yīng)用，都能實(shí)現(xiàn)本專利描述功能和效果，不再一一舉例展開細(xì)說，均屬于本專利保護(hù)范圍。為描述方便，本發(fā)明所說缺氧池，還根據(jù)處理污水及具體工藝不同，包括兼氧池。 所說水與液為同意語。
權(quán)利要求
1.污水處理硝化/反硝化工藝，至少包括分開設(shè)置的缺氧池和射流曝氣好氧池，以及使好氧池中部分污水向缺氧池回流，其特征在于好氧池射流曝氣射流工作液來自缺氧池， 好氧池通過缺氧池供給的射流曝氣工作液使液位提升超過缺氧池液位，好氧池混合液通過液位差溢流向缺氧池回流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述污水處理硝化/反硝化工藝，其特征在于好氧池與缺氧池相鄰設(shè)置或包圍設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述污水處理硝化/反硝化工藝，其特征在于好氧池射流曝氣射流泵設(shè)置在處理池外，吸入口與缺氧池相通，出液口連接射流曝氣器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述污水處理硝化/反硝化工藝，其特征在于好氧池液面高于缺氧池液面50-80cm設(shè)計(jì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述污水處理硝化/反硝化工藝，其特征在于好氧池上部有控制回流出水閥和/或出水堰。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述污水處理硝化/反硝化工藝，其特征在于好氧池上部有控制回流出水閥和/或出水堰。
全文摘要
本發(fā)明是對(duì)污水處理硝化/反硝化生物脫氮回流方式的改進(jìn)，其特征是好氧池射流曝氣射流工作液來自缺氧池，好氧池通過缺氧池供給的射流曝氣工作液使液位提升超過缺氧池液位，好氧池混合液通過液位差溢流向缺氧池回流。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，不僅可以省略回流動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)無動(dòng)力溢流回流，節(jié)省了回流能耗；同時(shí)，缺氧池相對(duì)好氧池低DO反硝化液作為射流曝氣射流工作液，明顯提高了曝氣氧溶入量，因而提高了曝氣充氧轉(zhuǎn)移效率，經(jīng)測(cè)試可以提高氧轉(zhuǎn)移效率20-30%，此段總能耗可以節(jié)省10-20%。運(yùn)行時(shí)好氧池水位提高，還可使得后續(xù)處理單元池液位可以同步提高，可以節(jié)省池下挖的土建池投資10-20%，而且還降低了污水提升能耗。
文檔編號(hào)C02F3/30GK102432102SQ201110334130
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者馮強(qiáng), 吳俊 , 周國(guó)亞, 李賀, 王洪春, 魯軍倫, 黃政新 申請(qǐng)人:宜興鵬鷂陽光環(huán)保有限公司, 江蘇鵬鷂環(huán)境工程承包有限公司, 江蘇鵬鷂環(huán)境工程技術(shù)研究中心有限公司, 江蘇鵬鷂環(huán)境工程設(shè)計(jì)院