本發(fā)明是對主要用于生物脫氮的缺( 兼) 氧- 好氧水處理裝置的改進(jìn)，尤其涉及一種內(nèi)循環(huán)式，不需另外提升動力，動力消耗小，以及回流液、布水對缺氧池增氧少，有利于保持缺氧池內(nèi)低DO 的一體化生物脫氮污水處理裝置。

背景技術(shù)：

水體富營養(yǎng)化問題越來越引起人們的關(guān)注，隨之污水處理標(biāo)準(zhǔn)也提高，污水處理不再是僅以去除BOD 和SS 為目的，氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)的去除成為污水處理重要控制目標(biāo)。基于傳統(tǒng)硝化- 反硝化開發(fā)的缺氧- 好氧(A/O) 生物脫氮技術(shù)，因脫氮效果好而在水處理中被應(yīng)用。普通A/O 工藝裝置，采用分開在二個或以上池內(nèi)分別進(jìn)行好氧硝化和缺氧反硝化工藝，污水先進(jìn)入缺氧池，以重力流入好氧池，再通過回流泵或氣提裝置、回流管等將好氧池內(nèi)一定量的泥水混合液( 簡稱回流液) 回流至缺氧池完成反硝化脫氮。此結(jié)構(gòu)缺氧/ 好氧生物脫氮，實(shí)際脫氮效果不是很高，使得缺氧/ 好氧生物脫氮的優(yōu)越性未能完全充分發(fā)揮，主要不足有：一分池建造，占地面積大，投資成本大；二好氧池向缺氧池回流需額外增加回流提升動力，而且回流液回流量通常較大，例如回流比最高達(dá)200% 左右，并且為使回流液與進(jìn)水及缺氧池污水充分混合，還需在缺氧池增加攪拌裝置，所以輔助動力消耗較大；三缺氧反硝化效果發(fā)揮必須在較低溶解氧(DO) 例如DO ≤ 0.5mg/l 下進(jìn)行，而客觀上好氧硝化又需有較高的DO(2.0-4.0 mg/l)，大量好氧池回流液直接進(jìn)入缺氧池，再加上缺氧池?cái)嚢杌旌?，以及缺氧池進(jìn)水采用下落式，三個因素均會導(dǎo)致缺氧池內(nèi)DO 升高( 后二個為帶入空氣)，因此導(dǎo)致缺氧池所需低DO 維持較為困難，從而降低了反硝化脫氮能力，此是導(dǎo)致脫氮效果不夠理想的主要原因；四硝化- 反硝化主要采用活性污泥的泥法，剩余污泥產(chǎn)生量大，又要進(jìn)行污泥處理，更是增加了運(yùn)行成本。

為此，人們發(fā)明了一體化的缺氧- 好氧生物脫氮裝置，將缺氧- 好氧工藝設(shè)置于同一裝置或構(gòu)筑物內(nèi)( 同池分隔) 形成內(nèi)回流循環(huán)，試圖克服上前述先前技術(shù)的不足，例如。

中國專利CN2410293 一體化同步脫氮生物處理反應(yīng)器，順次有第一缺氧反應(yīng)區(qū)A ；第一好氧接觸區(qū)B ；第二缺氧反應(yīng)區(qū)C ；第二好氧接觸區(qū)D ；沉淀分離區(qū)E。其中好氧區(qū)B 區(qū)與缺氧區(qū)A 間設(shè)置氣提回流管，好氧區(qū)B 水直接進(jìn)入第二缺氧區(qū)C。

中國專利CN201395547 污水處理裝置，包括依次相鄰底部相通的缺氧反應(yīng)區(qū)和設(shè)置有填料和曝氣裝置的好氧反應(yīng)區(qū)，缺氧反應(yīng)區(qū)上方設(shè)置原水進(jìn)水管，缺氧反應(yīng)區(qū)與好氧反應(yīng)區(qū)之間設(shè)有回流縫。

中國專利CN101935132A A2/O- 生物膜同步脫氮除磷裝置，包括依次連接的厭氧池、缺氧池、第一好氧池、第二好氧池和沉淀池；厭氧池和缺氧池內(nèi)分別有攪拌槳，第二好氧池通過管道和混合液回流泵與缺氧池連接，沉淀池通過管道和污泥回流泵與厭氧池連接；第一好氧池第二好氧池內(nèi)分散有懸浮填料。

中國專利CN101439908 厭氧多級好氧缺氧除磷脫氮工藝，包括厭氧、好氧、缺氧順序進(jìn)行生物處理，并進(jìn)行二次沉淀，將污水分為兩部分，約30％的污水與回流污泥混合后進(jìn)入?yún)捬醭?，其余大部分的污水超越厭氧池分多點(diǎn)進(jìn)入與好氧池間隔相通的多個缺氧池進(jìn)行反硝化，剩余小部分污水與最后一個好氧池中流出的混合液一起進(jìn)入二沉池，二沉池中的泥水分離后定時(shí)排出剩余污泥。

中國專利CN201485360U 多段多級AO 除磷脫氮反應(yīng)系統(tǒng)，包括依次設(shè)置厭氧區(qū)、好氧區(qū)與一至五級缺氧好氧配套區(qū)，回流污泥管與厭氧區(qū)連接。

中國專利CN201313854 缺氧/ 好氧一體式循環(huán)生物反應(yīng)器，在方形反應(yīng)器中間設(shè)置兩塊擋板，中間為兼氧區(qū)，兩側(cè)為好氧區(qū)，兼氧區(qū)上部設(shè)置污泥沉淀裝置，通過氣提形成循環(huán)。

上述在同一池內(nèi)通過分隔有一組缺氧池和好氧池或多組交替，形成內(nèi)回流循環(huán)，雖然省略了占地和投資，并有的采用生物填料減少污泥產(chǎn)生；但它們?nèi)匀淮嬖诤醚醭馗呷苎跷鬯苯舆M(jìn)入缺氧池、缺氧池進(jìn)水采用下落式，同樣會導(dǎo)致缺氧池增氧；并且仍以另設(shè)動力提升回流液動力消耗大，此兩大缺點(diǎn)仍然未能得到克服，特別是好氧池高DO 回流液帶氧導(dǎo)致缺氧池增氧，難以滿足最佳缺氧反硝化對低DO 要求，仍然制約高效脫氮。缺氧池低DO控制難問題成為缺氧- 好氧生物脫氮效果發(fā)揮的主要障礙。雖然中國專利CN201313854 采用使進(jìn)水口設(shè)置在好氧區(qū)底部，以降低進(jìn)水導(dǎo)致增氧，但不能讓缺氧區(qū)反硝化細(xì)菌優(yōu)先獲得進(jìn)水高碳源，同樣影響生物脫氮效能發(fā)揮；此外進(jìn)水直接向好氧區(qū)進(jìn)行，容易造成處理污水在空氣提升過程直接進(jìn)入沉淀池短路流；同時(shí)沉淀池設(shè)置在兼氧區(qū)上方，使設(shè)備整體構(gòu)造復(fù)雜化，且不利于管理維護(hù)。

上述不足仍有值得改進(jìn)的地方。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種回流增氧小，進(jìn)水不另帶氧，能有效維持缺氧區(qū)低DO，生物脫氮效果好，以及不用另行動力提升回流，運(yùn)行能耗低的一體化生物脫氮污水處理裝置。

本發(fā)明目的實(shí)現(xiàn)，主要改進(jìn)一是使缺氧區(qū)設(shè)置在好氧區(qū)外周，通過曝氣提供的水流升力，自流完成向缺氧區(qū)回流；二是在回流過程中先釋放其中高的溶解氧，降低回流液中溶解氧含量；三是向缺氧區(qū)進(jìn)水不與空氣觸，進(jìn)水直接通入缺氧區(qū)液面下，杜絕進(jìn)水帶入空氣，從而有利于維持缺氧池所需低的DO，使反硝化在最佳條件下進(jìn)行，以及省略回流液另設(shè)提升動力，降低了運(yùn)行能耗，從而克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的。具體說，本發(fā)明一體化生物脫氮污水處理裝置，包括進(jìn)水布水區(qū)，相鄰分隔設(shè)置、上下相通的缺氧及好氧反應(yīng)區(qū)，及內(nèi)置生物填料，其特征在于所說相鄰分隔設(shè)置為缺氧區(qū)在好氧區(qū)外周設(shè)置，好氧區(qū)上部溢流周邊上方有氣液分離導(dǎo)流斜板；進(jìn)水布水區(qū)設(shè)置在缺氧區(qū)上方，并由伸入缺氧區(qū)液面下的布水管布水。

在詳細(xì)說明前，先通過對發(fā)明能夠達(dá)到的基本功能及效果作一介紹，以使本領(lǐng)域

技術(shù)人員對本專利總體構(gòu)思技術(shù)方案有一個明確了解。

本發(fā)明裝置，由于缺氧區(qū)在好氧區(qū)外周設(shè)置，從而形成較大的溢流回流面積，使得可以通過曝氣供氧產(chǎn)生的升流作用( 污水混合大量微孔氣泡，密度變小，體積變大形成升流)，以及底部曝氣對從缺氧區(qū)底部過來的污水起到抽吸作用，兩者共同作用形成滿足向缺氧區(qū)大回流循環(huán)量的升流內(nèi)循環(huán)，因而可以省略大回流提升動力；好氧區(qū)上部溢流周邊上方的氣液分離導(dǎo)流斜板，使得好氧區(qū)升流回流液通過此斜板阻擋，既有向缺氧區(qū)回流的導(dǎo)流作用，同時(shí)主要使升流回流液撞斜板使其中溶解氧(DO) 汽泡與水分離，并通過斜板的附壁效應(yīng)上浮脫離回流液，強(qiáng)化了回流液中氣液分離，從而降低了進(jìn)入缺氧區(qū)回流液中DO 含量，因而有效減少了好氧區(qū)回流液給缺氧區(qū)增氧；進(jìn)水布水區(qū)設(shè)置在缺氧區(qū)上方，并由伸入缺氧區(qū)液面下的布水管完成布水，這樣缺氧區(qū)進(jìn)水不與空氣接觸，也消除了缺氧區(qū)進(jìn)水帶入空氣(O)，同時(shí)進(jìn)水布水區(qū)設(shè)置在缺氧區(qū)上方，也有利于形成大的布水面積，而不增加設(shè)備截面積( 不增加布水面積)，并且大的布水面積，還有利于進(jìn)水帶入碳源的均勻，加上回流采用周面溢流，因而可以省略缺氧區(qū)混合攪拌。好氧區(qū)回流液釋氧及進(jìn)水不或少攜氧，兩者共同作用( 主要為前者) 降低了對缺氧區(qū)增氧，從而有利于維持缺氧區(qū)低的DO( 例如DO ≤ 0.5mg/l) 反硝化最佳條件，因而可以有高的反硝化脫氮效果；池結(jié)構(gòu)布置及曝氣升流回流，節(jié)省了另設(shè)提升動力，以及缺氧區(qū)攪拌，兩者構(gòu)成本發(fā)明創(chuàng)新區(qū)別特點(diǎn)。

本發(fā)明中。

池型平面，沒有特別限定，根據(jù)水處理工藝設(shè)計(jì)要求，可以為常用矩形或圓形。其中一種較好為矩形，有利于與后面工藝池例如沉淀區(qū)配合。缺氧區(qū)在好氧區(qū)外周設(shè)置，根據(jù)平面池型而不同，例如對于矩形池可以在好氧區(qū)兩側(cè)設(shè)置，圓形池則可以外同心環(huán)設(shè)置。

缺氧區(qū)上方進(jìn)水布水區(qū)，可以與缺氧區(qū)同截面，也可以不同截面，具體視布水量要求設(shè)計(jì)確定。進(jìn)水布水區(qū)中伸入缺氧區(qū)液面下的布水管，主要用于隔離空氣向缺氧區(qū)布水，其數(shù)量和形式可以有多種，只要滿足布水量要求及盡可能使進(jìn)水均勻即可，其中一種較好是采用多點(diǎn)管或長條布水，有利于進(jìn)入缺氧區(qū)進(jìn)水及回流液與缺氧區(qū)污水混合均勻，可以使在省略攪拌裝置下仍有較好的混合效果。

好氧區(qū)上部溢流周邊上方氣液分離導(dǎo)流斜板，其作用主要是使升流回流液撞擊產(chǎn)生氣、液分離作用，并且導(dǎo)流進(jìn)入缺氧區(qū)，從而降低進(jìn)入缺氧區(qū)回流液中DO，因此水處理中氣液分離裝置，也都可以被應(yīng)用，只是斜板結(jié)構(gòu)更簡單。所說斜板，可以是平面板，也可以是多孔板，回流液通過多孔板孔眼進(jìn)入缺氧區(qū)。

缺氧區(qū)和好氧區(qū)內(nèi)填料，其作用同現(xiàn)有技術(shù)，主要通過填料附著生物作用，增加硝化及反硝化菌生物量，減少污泥產(chǎn)生，因此水處理生物膜法中所有填料均可以被應(yīng)用，為減化結(jié)構(gòu)，一種較好為采用固定填料的固定床，例如懸掛組合填料。

為一步提高裝置為實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的的更好效果，優(yōu)選地還可以是。

好氧區(qū)上部溢流周邊上方氣液分離導(dǎo)流斜板，試驗(yàn)較好與水平面夾角α 在45° -60°之間，更有利于提高低流速下的氣液分離效果，從而使得好氧區(qū)回流液中DO 盡可能多的溢出，確保進(jìn)入缺氧區(qū)回流液低的DO 含量。缺氧區(qū)與好氧區(qū)有效容積比，試驗(yàn)較好為1 ：1.5-2.5。

好氧區(qū)出水堰板或后續(xù)連通沉淀池出水堰板，一種較好采用上下升降活動式，出水堰板上下高度可調(diào)，可以起到間接控制好氧、缺氧區(qū)液位高低，從而間接控制硝化液回流量及缺氧區(qū)溶解氧（DO），例如出水堰板升高，硝化液回流量增大，反之則相反。

缺氧區(qū)與好氧區(qū)底部相通處，一種較好是設(shè)置有導(dǎo)流斜板，導(dǎo)流斜板，既有利于減少循環(huán)水頭損失，同時(shí)又能消除水流死角，及可能產(chǎn)生的污泥沉淀。導(dǎo)流斜板較好與水平夾角β 在45°±5°。

為進(jìn)一步降低好氧區(qū)進(jìn)入缺氧區(qū)回流液中DO 含量，一種更好是在好氧區(qū)上部液面下加設(shè)網(wǎng)格、網(wǎng)板、八字板等透水擋板，升流液撞擊此透水擋板，有利于水中微氣泡聚集增大，不僅聚集大氣泡能夠溢出水面“逃逸”，同時(shí)再經(jīng)上部氣液分離導(dǎo)流斜板，更有利于溢流回液時(shí)脫除，更是降低了回流液中DO 含量。此有助于氣泡分離的透水擋板，可以是覆蓋好氧區(qū)全截面，也可以是部分，例如在溢流四周形成內(nèi)環(huán)蓋結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明一體化生物脫氮污水處理裝置，相對于現(xiàn)有技術(shù)，由于采用上述結(jié)構(gòu)，通過多種降低或限制向缺氧區(qū)進(jìn)水帶氧措施( 好氧區(qū)硝化回流液經(jīng)分離脫氣后進(jìn)入缺氧區(qū)，向缺氧區(qū)進(jìn)水不與空氣接觸)，并且溢流式回流，薄的水層更易釋放DO，因而具有很好的降DO效果，從而有效克服或降低了現(xiàn)有技術(shù)向缺氧區(qū)進(jìn)水、回流導(dǎo)致增氧缺點(diǎn)，有利于使缺氧區(qū)溶解氧控制在較低要求范圍( 例如DO ≤ 0.5mg/l)，滿足反硝化菌缺氧要求，進(jìn)而提高了反硝化脫氮效果，整體上提高了硝化和反硝化脫氮能力。處理進(jìn)水連續(xù)進(jìn)入缺氧區(qū)，作為異養(yǎng)型的反硝化菌優(yōu)不斷得到補(bǔ)充碳源，也有利于反硝化菌作用的充分發(fā)揮。好氧與缺氧區(qū)大面積溢流回流，不僅滿足低速升流下的大回流量，而且大面積溢流有利于與氧氧區(qū)污水均勻混合，同時(shí)此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，也有利于設(shè)備緊湊，減少裝置占地面積；進(jìn)水多點(diǎn)或長條布水，提高了缺氧區(qū)進(jìn)水( 帶入碳源) 及回流液與缺氧區(qū)污水混合均勻，使得在省略攪拌裝置下仍有較好的混合效果。省略缺氧區(qū)攪拌裝置，及好氧區(qū)另設(shè)動力提升回流，又降低了運(yùn)行能耗。同現(xiàn)有技術(shù)采用填料固定床工藝，也有效減少了污泥產(chǎn)生量。

以下結(jié)合三個示例性實(shí)施例，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，例如以具有相同或相似技術(shù)效果的技術(shù)特征簡單改變或替換，均屬本發(fā)明保護(hù)范圍。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1 ：本發(fā)明一體化生物脫氮污水處理裝置，采用矩形平面結(jié)構(gòu)，通過隔板11 分隔為上下相通的中間好氧區(qū)C，兩側(cè)缺氧區(qū)B，后側(cè)沉淀區(qū)D，其中進(jìn)水布水區(qū)A 呈C 型配水槽2 設(shè)置在缺氧區(qū)B 上方，缺氧區(qū)B 與好氧區(qū)C 體積比1 ：2.0。C 型配水槽2底部有多根下伸至缺氧區(qū)液面以下的進(jìn)水管4 向缺氧區(qū)布水；缺氧區(qū)B、好氧區(qū)C 內(nèi)設(shè)有固定懸掛生物填料3 ；缺氧區(qū)與好氧區(qū)相通底部，有斜度β45 度導(dǎo)流斜板5 ；好氧區(qū)C 下部有曝氣裝置6，上部向缺氧區(qū)溢流回流的周面上方( 留出溢流縫) 有斜度α60 度的氣液分離導(dǎo)流無孔斜板7( 放置于好氧/ 缺氧區(qū)隔板上方，向缺氧區(qū)傾斜導(dǎo)流) ；沉淀區(qū)D 內(nèi)設(shè)有斜管填料8，出水堰有上下可調(diào)( 調(diào)節(jié)量10cm) 的升降式出水鋸齒形堰板9，堰板最低出水口與隔板11 頂端齊平。

工藝過程：處理污水由進(jìn)水管1 進(jìn)入C 型配水槽2，均勻配水后，通過底部多個下伸至缺氧區(qū)液面以下的布水管4 垂直流入缺氧區(qū)B，同時(shí)帶入進(jìn)水碳源，參與缺氧區(qū)反硝化反應(yīng)，并由底部進(jìn)入中間好氧區(qū)C，在此進(jìn)行好氧硝化反應(yīng)，并隨曝氣形成的上升流，經(jīng)周面的氣液分離導(dǎo)流斜板7，經(jīng)氣液分離后回流液進(jìn)入缺氧區(qū)B，減少了回流帶入DO。好氧區(qū)C底部出水進(jìn)入沉淀區(qū)D 進(jìn)行沉淀分離，沉淀區(qū)上部出水堰上下可調(diào)出水鋸齒形堰板9，上下升降控制好氧區(qū)回流液回流量。通過調(diào)節(jié)空氣曝氣量，實(shí)現(xiàn)好氧區(qū)C 好氧細(xì)菌所需的DO 濃度( 一般控制DO 在2.0mg/L 左右)。好氧區(qū)C 污水混合空氣上升到達(dá)頂部，一部分空氣溢出水面進(jìn)入大氣，一部分空氣隨污水向兩側(cè)擴(kuò)散，當(dāng)遇到兩側(cè)設(shè)置的氣液分離導(dǎo)流斜板7，實(shí)現(xiàn)氣液分離，降低回流液中DO 濃度，同時(shí)氣液分離導(dǎo)流斜板7 的設(shè)置還具有導(dǎo)流作用，回流液從氣液分離導(dǎo)流斜板7 底部進(jìn)入缺氧區(qū)，并與進(jìn)水均勻混合，通過與進(jìn)水稀釋，進(jìn)一步降低好氧區(qū)回流液DO，維持缺氧區(qū)所需的低DO 濃度( 一般為0.5mg/L) 缺氧條件。經(jīng)若干硝化- 反硝化循環(huán)后，污水從好氧區(qū)C 底部流入沉淀區(qū)D，經(jīng)沉淀區(qū)斜管填料8 確保良好的泥水分離效果，經(jīng)斜管填料8 固液分離以后，上升并超越出水堰板9，由出水口10 排出。出水堰板9 上下可調(diào)，間接控制缺氧區(qū)B/ 好氧區(qū)C 液位高低，實(shí)現(xiàn)硝化液回流量和DO 的控制。

實(shí)施例2 ：如實(shí)施例1，好氧區(qū)頂部液面下設(shè)有網(wǎng)格、網(wǎng)板、八字板等透水擋板，以增強(qiáng)回流液脫DO 效果。

實(shí)施例3 ：如實(shí)施例1 或2，池平面采用圓形結(jié)構(gòu)，缺氧區(qū)為同心外圓環(huán)形。

對于本領(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，例如處理裝置截面形狀的改變，生物填料還可以采用其他形式，缺氧區(qū)、好氧區(qū)根據(jù)處理污水兩者有效容積比變化，氣液分離斜板為貼于隔板上方的多孔板，以及采用其他具有等同效果的氣液分離裝置，等等的非實(shí)質(zhì)性改動，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)明所說池、區(qū)為同義語；溶解氧與DO 為同義語；按現(xiàn)有技術(shù)硝化- 反硝化概念，缺氧還指兼氧。

本專利裝置，可以是構(gòu)筑物，也可以是工廠預(yù)制結(jié)構(gòu)體。