本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體是關(guān)于一種可逆轉(zhuǎn)的生化系統(tǒng)好氧池的類SBR運(yùn)行方法。

背景技術(shù)：

近年來，我國在廢水處理領(lǐng)域投入了大量的人力財力，隨著水環(huán)境治理持續(xù)推進(jìn)，水環(huán)境質(zhì)量總體穩(wěn)中趨好，越來越多污水處理廠實現(xiàn)了一級A排放。目前國內(nèi)外污水處理工藝主要采用傳統(tǒng)活性污泥法及其變形工藝，如AO、A²O、倒置A²O、MBR等生化系統(tǒng)污水處理工藝，這些工藝通過嚴(yán)格的空間劃分使生化系統(tǒng)各區(qū)域分別處于較優(yōu)狀態(tài)，其中好氧池(O池)作為其重要處理單元，供氧能耗占運(yùn)行總能耗的60～80％。污水處理曝氣過程中溶解氧的分布情況，直接影響污水處理的效果及污泥活性甚至出水水質(zhì)。現(xiàn)有技術(shù)中，一般通過將好氧池的DO值控制在嚴(yán)格的范圍內(nèi)來實現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

然而，由于污水廠設(shè)計水質(zhì)和建成后運(yùn)行水質(zhì)的差異，實際污水廠運(yùn)行過程中往往存在特定時期水質(zhì)較差時系統(tǒng)達(dá)標(biāo)困難、以及水質(zhì)較好時單位負(fù)荷能耗水平較高的情況，大部分時期又需要切換回原系統(tǒng)。這種情況下，如果對系統(tǒng)進(jìn)行升級改造很不經(jīng)濟(jì)，急需一種可逆轉(zhuǎn)的工藝改進(jìn)運(yùn)行方式實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放和節(jié)能降耗。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個目的在于提供一種改進(jìn)的生化系統(tǒng)污水處理工藝，以實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放和節(jié)能降耗。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供了一種改進(jìn)的生化系統(tǒng)污水處理工藝，其中是在已進(jìn)行空間分割的生化系統(tǒng)的O池中進(jìn)行時間分割，依進(jìn)水流向分為O池前工段和后工段，功能設(shè)定分別為類SBR段和絕對O段。SBR是序列間歇式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process)的簡稱。本發(fā)明中，O池前工段的運(yùn)行方式為依照DO值設(shè)定模式循環(huán)運(yùn)行，因此稱為“類SBR段”。

本發(fā)明的改進(jìn)的生化系統(tǒng)污水處理工藝，當(dāng)污水處理廠的進(jìn)水水質(zhì)因為季節(jié)、管路及水源等問題較長期發(fā)生水質(zhì)水量與設(shè)計水質(zhì)有較大偏差時，通過實施生化系統(tǒng)好氧池的類SBR運(yùn)行工藝，在保持系統(tǒng)原有處理能力的前提下，實現(xiàn)達(dá)標(biāo)運(yùn)行或節(jié)能運(yùn)行；當(dāng)水質(zhì)水量與設(shè)計水質(zhì)接近時，隨時可以切換回原系統(tǒng)，即在污水廠進(jìn)水水質(zhì)受水質(zhì)波動時，通過可逆轉(zhuǎn)的工藝改進(jìn)運(yùn)行方式實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放和節(jié)能。從而，本發(fā)明的改進(jìn)的生化系統(tǒng)污水處理工藝亦稱為可逆轉(zhuǎn)的生化系統(tǒng)好氧池的類SBR運(yùn)行方法。

具體而言，本發(fā)明提供了一種可逆轉(zhuǎn)的生化系統(tǒng)好氧池的類SBR運(yùn)行方法，該方法包括：

在好氧池中進(jìn)行時間分割，依進(jìn)水流向?qū)⒑醚醭厍安糠衷O(shè)置為O池前工段，分為O池前工段和后工段，功能設(shè)定分別為類SBR段和絕對O段，其中類SBR段DO值設(shè)定依照設(shè)定模式循環(huán)運(yùn)行。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，本發(fā)明的可逆轉(zhuǎn)的生化系統(tǒng)好氧池的類SBR運(yùn)行方法，適用于任何包含好氧池的生化系統(tǒng)處理污水，例如AO、A²O、倒置A²O、MBR等系統(tǒng)(包括但不局限于)，這些系統(tǒng)通過厭缺氧區(qū)和好氧區(qū)協(xié)同作用來實現(xiàn)污水凈化目的，且好氧區(qū)處于固定區(qū)域(隨時間變化不發(fā)生移位)。即，所述生化系統(tǒng)可選自但不限于AO、A²O、倒置A²O、MBR系統(tǒng)。本發(fā)明中，主要是通過對生化系統(tǒng)O池前工段進(jìn)行類SBR模式運(yùn)行，好氧段內(nèi)即可實現(xiàn)部分的脫氮效果，從而減輕主工藝系統(tǒng)的回流壓力。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，本發(fā)明的可逆轉(zhuǎn)的生化系統(tǒng)好氧池的類SBR運(yùn)行方法中，類SBR段有效體積占好氧池有效體積分?jǐn)?shù)為20～75％。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，本發(fā)明的可逆轉(zhuǎn)的生化系統(tǒng)好氧池的類SBR運(yùn)行方法中，類SBR段的DO值設(shè)定依照“低-中-高”或“低-中”的模式循環(huán)運(yùn)行。當(dāng)系統(tǒng)實際負(fù)荷(以COD、NH₄⁺-N計，取二者高值)為設(shè)計值的60～90％時，類SBR段的DO值設(shè)定依照“低-中-高”模式循環(huán)運(yùn)行；當(dāng)系統(tǒng)實際負(fù)荷低于設(shè)計值60％時，類SBR段的DO值設(shè)定依照“低-中”模式循環(huán)運(yùn)行。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，本發(fā)明的可逆轉(zhuǎn)的生化系統(tǒng)好氧池的類SBR運(yùn)行方法中，DO低值范圍為大于等于0.6小于1.5mg/L，中值范圍為大于等于1.5小于2.5mg/L，高值為大于等于2.5～小于等于4mg/L。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，本發(fā)明的可逆轉(zhuǎn)的生化系統(tǒng)好氧池的類SBR運(yùn)行方法中，DO低值優(yōu)選小于等于1.2mg/L。DO大于1.2mg/L小于2.5mg/L的數(shù)值歸于中值。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，本發(fā)明的可逆轉(zhuǎn)的生化系統(tǒng)好氧池的類SBR運(yùn)行方法中，控制絕對O段的DO值>1.6mg/L，優(yōu)選控制絕對O段的DO值在1.8～2.5mg/L之間。可采用本領(lǐng)域的常規(guī)技術(shù)手段即可實現(xiàn)控制絕對O段的DO值在所述范圍內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，本發(fā)明的可逆轉(zhuǎn)的生化系統(tǒng)好氧池的類SBR運(yùn)行方法中，類SBR段的DO值可根據(jù)時間均勻間隔，一個循環(huán)周期2～8h；或者，類SBR段的DO值也可根據(jù)峰谷電價實行24h為周期的大循環(huán)。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，本發(fā)明的可逆轉(zhuǎn)的生化系統(tǒng)好氧池的類SBR運(yùn)行方法中，類SBR段始于好氧池入口至好氧池內(nèi)距好氧池入口處以停留時間計不遠(yuǎn)于70％的位置之間。進(jìn)一步，類SBR段終于好氧池內(nèi)距好氧池入口處以停留時間計不近于20％處、至不遠(yuǎn)于90％處的位置之間。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，本發(fā)明的可逆轉(zhuǎn)的生化系統(tǒng)好氧池的類SBR運(yùn)行方法中，類SBR段與后工段之間、類SBR段與其之前的工段之間，可不設(shè)物理分隔，也可通過設(shè)置分隔墻或曝氣系統(tǒng)管路或水流轉(zhuǎn)向擋板而分隔。設(shè)置分隔墻或曝氣系統(tǒng)管路或水流轉(zhuǎn)向擋板時，水流直接流通比例≤40％。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，本發(fā)明的可逆轉(zhuǎn)的生化系統(tǒng)好氧池的類SBR運(yùn)行方法中，類SBR段內(nèi)可布置曝氣管路，可單獨(dú)設(shè)立控制系統(tǒng)，連接有經(jīng)智能控制系統(tǒng)控制的氣體流量調(diào)節(jié)閥。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，本發(fā)明的可逆轉(zhuǎn)的生化系統(tǒng)好氧池的類SBR運(yùn)行方法中，O池的類SBR段末端可根據(jù)需要設(shè)有回流口。設(shè)置回流時，類SBR段末端回流量可為O池整體回流量的30～70％。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，本發(fā)明的可逆轉(zhuǎn)的生化系統(tǒng)好氧池的類SBR運(yùn)行方法中，O池的總回流量可以參照現(xiàn)有技術(shù)污水處理生化系統(tǒng)，維持原O池總回流量不變。現(xiàn)有技術(shù)污水處理生化系統(tǒng)，通常O池的回流量為100％～250％。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，本發(fā)明的可逆轉(zhuǎn)的生化系統(tǒng)好氧池的類SBR運(yùn)行方法中，類SBR段末端可設(shè)有DO測量及傳輸裝置。這些裝置可采用所屬領(lǐng)域中的常規(guī)裝置。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，本發(fā)明的可逆轉(zhuǎn)的生化系統(tǒng)好氧池的類SBR運(yùn)行方法中，依進(jìn)水流向，好氧池內(nèi)除類SBR段和絕對O段外，還在入口處、出口處或中間的某一區(qū)段保留原有運(yùn)行工藝或任何合理的其他運(yùn)行工藝。

本發(fā)明的可逆轉(zhuǎn)的生化系統(tǒng)好氧池的類SBR運(yùn)行方法中，未詳細(xì)說明的其他系統(tǒng)裝置及工藝操作可參照現(xiàn)有技術(shù)的含有好氧池的生化系統(tǒng)的裝置及工藝保持不變。

本發(fā)明的有益效果：

在進(jìn)水水質(zhì)較好時可以實現(xiàn)系統(tǒng)的節(jié)能降耗；較長時期水質(zhì)偏差時，增強(qiáng)緩沖能力；可逆轉(zhuǎn)，當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)與設(shè)計值接近時，可迅速切換回原系統(tǒng)；工藝實施簡便，僅需要對曝氣管路加裝流量調(diào)節(jié)控制閥即可；可充分利用好氧池分區(qū)明確的優(yōu)勢，及其天然存在的物理分區(qū)，無需進(jìn)行土建改造。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的MBR系統(tǒng)的類SBR運(yùn)行示意圖。

圖2A至圖2E為本發(fā)明的類SBR運(yùn)行DO值控制、與峰谷平周期關(guān)聯(lián)示意圖。其中：

圖2A：類SBR區(qū)DO值控制與峰谷平周期關(guān)聯(lián)；圖2B：“低-中”模式，DO按相同時間間隔控制；

圖2C：“低-中”模式，DO按相同時間間隔控制，中值時段維持時長大于低值時段；

圖2D：“低-中”模式，中值時段維持時長小于低值時段；

圖2E：“低-中-高”模式，DO按相同時間間隔控制。

圖3為本發(fā)明的AO系統(tǒng)的類SBR運(yùn)行示意圖。

圖4為本發(fā)明的A²O系統(tǒng)的類SBR運(yùn)行示意圖。

圖5為本發(fā)明另一實施例的膜系統(tǒng)的類SBR運(yùn)行示意圖。

具體實施方式

以下通過具體實施例詳細(xì)說明本發(fā)明的實施過程和產(chǎn)生的有益效果，旨在幫助閱讀者更好地理解本發(fā)明的實質(zhì)和特點(diǎn)，不作為對本案可實施范圍的限定。各實施例中未詳細(xì)說明的方法步驟，按照所屬領(lǐng)域的常規(guī)操作進(jìn)行。

實施例1

請參見圖1，為本實施例的MBR系統(tǒng)的類SBR運(yùn)行示意圖。

北方地區(qū)MBR系統(tǒng)，包括A池與O池，O池內(nèi)設(shè)置類SBR段(O₁)、絕對好氧段(絕對O段，O₂)。類SBR段始于好氧池入口處，有效體積占O池有效體積分?jǐn)?shù)為70％。兩個工段之間通過水流轉(zhuǎn)向擋板分隔，水流直接流通比例約30％。

本實施例中，O池停留時間6h，設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)為COD600mg/L，NH₄⁺-N為55mg/L，夏季實際進(jìn)水水質(zhì)優(yōu)于設(shè)計值，進(jìn)水COD在400mg/L，進(jìn)水NH₄⁺-N為30～40mg/L。冬季進(jìn)水水質(zhì)COD550mg/L，NH₄⁺-N為50mg/L，與設(shè)計值較接近。夏季工況時，可逆轉(zhuǎn)的生化系統(tǒng)好氧池的類SBR運(yùn)行方法中，類SBR段的DO值根據(jù)峰谷電價實行24h為周期的大循環(huán)(如圖2A所示)，DO低值范圍為1.0mg/L，中值范圍為1.6mg/L，高值為2.6mg/L。絕對O段的DO值設(shè)定為2mg/L。其余維持原有運(yùn)行方式。非冬季生化系統(tǒng)能耗降低約8％，執(zhí)行峰谷電價，電費(fèi)降低10～13％，全年生化系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用平均節(jié)約9％，在達(dá)標(biāo)前提下實現(xiàn)節(jié)能降耗。冬季切換回原系統(tǒng)，實現(xiàn)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

本發(fā)明的不同模式下類SBR運(yùn)行DO值控制、與峰谷平周期關(guān)聯(lián)示意圖也可參見圖2B至圖2E。其中，圖2B：“低-中”模式，DO按相同時間間隔控制；圖2C：“低-中”模式，DO按相同時間間隔控制，中值時段維持時長大于低值時段；圖2D：“低-中”模式，中值時段維持時長小于低值時段；圖2E：“低-中-高”模式，DO按相同時間間隔控制。

實施例2

請參見圖3，為本實施例的AO系統(tǒng)的類SBR運(yùn)行示意圖。

中部地區(qū)AO系統(tǒng)，包括按照待處理水水流方向依序設(shè)置的A池10與好氧池(O池)20，O池內(nèi)設(shè)置類SBR段(O₁)21、絕對好氧段(絕對O段，O₂)22。類SBR段21始于好氧池入口至好氧池內(nèi)距好氧池入口處以停留時間計20％的位置處，且類SBR段21有效體積占O池有效體積分?jǐn)?shù)為50％。類SBR段起始位置與之前的工段、以及類SBR段末端與絕對O段之間均通過水流轉(zhuǎn)向擋板23分隔，水流直接流通比例約35％。類SBR段內(nèi)布置有曝氣管路24，曝氣管路設(shè)置有由智能控制系統(tǒng)25控制的氣體流量調(diào)節(jié)閥26。并且，類SBR段末端設(shè)有回流口211，回流口回流至A池和O池前端。O池的絕對好氧段末端設(shè)有回流口221，回流至A池前端。O池的類SBR段末端及絕對好氧段均設(shè)有DO測量及傳輸裝置27。其余維持原系統(tǒng)。

本實施例中，O池停留時間8h，設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)為COD350mg/L，NH₄⁺-N為25mg/L。冬季NH₄⁺-N較設(shè)計值偏高，普遍在35mg/L左右，由于系統(tǒng)設(shè)計時可調(diào)節(jié)參數(shù)較少，在低溫時系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性較差，經(jīng)常存在TN超標(biāo)，甚至NH₄⁺-N也存在偶爾超標(biāo)的情況。經(jīng)過對其碳源類型的分析后發(fā)現(xiàn)，對該系統(tǒng)而言碳源是足夠的。O池類SBR段之前的前段以及類SBR段之后的絕對好氧段維持原有運(yùn)行方式。類SBR段的DO值設(shè)定依照“低-中-高”的模式循環(huán)運(yùn)行，循環(huán)周期6h(如圖2E所示)。DO低值范圍為0.7mg/L，高值為2.6mg/L?；旌弦夯亓鞅３植蛔?。占總回流量50％的混合液回流從O池類SBR段末端回流進(jìn)A池。其余維持原系統(tǒng)。

本實施例中，在O池實現(xiàn)了穩(wěn)定可控的部分同步硝化反硝化，在不額外投加碳源的情況下，NH₄⁺-N及TN得以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，實現(xiàn)了TN≤10mg/L，并實現(xiàn)節(jié)能約5％。

實施例3

請參見圖4，為本實施例的A²O系統(tǒng)的類SBR運(yùn)行示意圖。

北方地區(qū)A²O系統(tǒng)，包括按照待處理水水流方向依序設(shè)置的厭氧池(A₁池)11、缺氧池(A₂池)12及好氧池(O池)20，其中，依進(jìn)水流向O池空間分割為兩個工段：類SBR段(O₁)21、絕對好氧段(O₂)22，其中類SBR段始于好氧池入口處，類SBR段有效體積占O池有效體積分?jǐn)?shù)為70％，絕對O段有效體積占O池有效體積分?jǐn)?shù)為30％。兩個工段之間通過水流轉(zhuǎn)向擋板23分隔，水流直接流通比例約30％。類SBR段內(nèi)布置有曝氣管路24，曝氣管路設(shè)置有由智能控制系統(tǒng)25控制的氣體流量調(diào)節(jié)閥26。并且，類SBR段末端設(shè)有回流口211，回流口回流至缺氧池前端。絕對好氧段末端設(shè)有回流口221，回流至缺氧池和厭氧池。O池的類SBR段末端及絕對好氧段均設(shè)有DO測量及傳輸裝置27。其余維持原系統(tǒng)。

本實施例中，O池停留時間12h，設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)為COD600mg/L，NH₄⁺-N為55mg/L，夏季實際進(jìn)水水質(zhì)為進(jìn)水COD在200mg/L，進(jìn)水NH₄⁺-N為50mg/L，經(jīng)比對分析后發(fā)現(xiàn)是污水匯入污水廠時流經(jīng)約3km長的明渠，夏季COD降解明顯，致使C/N比嚴(yán)重偏低，需投加大量碳源。冬季進(jìn)水水質(zhì)COD550mg/L，NH₄⁺-N為55mg/L，與設(shè)計值十分接近。

夏季工況時，類SBR段的DO值設(shè)定依照“低-中”的模式循環(huán)運(yùn)行，循環(huán)周期3h(如圖2D所示)，50％的混合液回流從O池類SBR段末端回流進(jìn)A₂池前端。DO低值范圍為0.8mg/L，中值范圍為1.8mg/L，高值為3mg/L。其余維持原有運(yùn)行方式。在O池內(nèi)實現(xiàn)了穩(wěn)定可控的部分同步硝化反硝化，碳源投加量降低約30％，在達(dá)標(biāo)前提下實現(xiàn)了節(jié)能降耗。

冬季切換回原系統(tǒng)，投加足夠碳源情況下，類SBR段的DO值設(shè)定依照“低-中”的模式循環(huán)運(yùn)行，DO按相同時間間隔控制，中值時段維持時長大于低值時段，循環(huán)周期3h(如圖2C所示)，其余參照夏季工況，實現(xiàn)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

實施例4

請參見圖5，為本實施例的MBR系統(tǒng)的類SBR運(yùn)行示意圖。

中部地區(qū)MBR系統(tǒng)，包括按照待處理水水流方向依序設(shè)置的厭氧池(A₁池)11、缺氧池(A₂池)12、好氧池(O池)20以及設(shè)于O池之后的膜分離區(qū)30，O池內(nèi)設(shè)置類SBR段(O₁)21、絕對好氧段(絕對O段，O₂)22。類SBR段21始于好氧池入口至好氧池內(nèi)距好氧池入口處以停留時間計10％的位置處，且類SBR段21有效體積占O池有效體積分?jǐn)?shù)為30％。類SBR段起始位置與之前的工段、以及類SBR段末端與絕對O段之間均通過水流轉(zhuǎn)向擋板23分隔，水流直接流通比例約20％。類SBR段內(nèi)布置有曝氣管路24，曝氣管路設(shè)置有由智能控制系統(tǒng)25控制的氣體流量調(diào)節(jié)閥26。并且，類SBR段末端設(shè)有回流口211，回流口回流至A₂池前端。O池的絕對好氧段末端設(shè)有回流口221，回流至A₁池和A₂池前端。O池的類SBR段末端及絕對好氧段均設(shè)有DO測量及傳輸裝置27。其余維持原系統(tǒng)。

本實施例中，O池停留時間6h，設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)為COD400mg/L，NH₄⁺-N為50mg/L，夏季實際進(jìn)水水質(zhì)優(yōu)于設(shè)計值，進(jìn)水COD在200mg/L，進(jìn)水NH₄⁺-N為38mg/L。冬季進(jìn)水水質(zhì)COD300mg/L，NH₄⁺-N為50mg/L，碳源略不足。

夏季工況時，類SBR區(qū)DO值控制與峰谷平周期關(guān)聯(lián)，根據(jù)峰谷電價實行24h為周期的大循環(huán)(如圖2A所示)，DO低值范圍為0.7mg/L，中值范圍為1.6mg/L，高值為3.5mg/L。絕對O段的DO值設(shè)定為1.8mg/L。O池類SBR段末端回流進(jìn)A₂池前端的回流量為30％。其余維持原有運(yùn)行方式。出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，并實現(xiàn)生化系統(tǒng)能耗降低約10％。執(zhí)行峰谷電價，夏季電費(fèi)降低約10～13％。

冬季工況時，針對碳源略不足的情況，類SBR段的DO值設(shè)定依照“低-中”的模式循環(huán)運(yùn)行DO按相同時間間隔控制，中值時段維持時長大于低值時段，循環(huán)周期3h(如圖2C所示)。DO低值范圍為0.7mg/L，高值為2.6mg/L?；旌弦夯亓鞅３植蛔?。其余參照夏季工況。在不額外投加碳源的情況下實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，TN≤10mg/L，并實現(xiàn)節(jié)能約5％。