高效稳定生物倍增工艺污水处理装置

专利高效稳定生物倍增工艺污水处理装置01专利背景附图说明发明内容技术领域目录03020405权利要求专利荣誉实施方式目录0706基本信息《高效稳定生物倍增工艺污水处理装置》是凌志环保有限公司、江苏凌志环保工程有限公司、南通奥贝尔工程技术有限公司、江苏凌志市政工程设计研究院有限公司于2010年6月22日申请的发明专利，该专利申请号为12，公布号为CNA，公布日为2011年9月14日，发明人是凌建军、赵东霞。《高效稳定生物倍增工艺污水处理装置》是对生物倍增工艺水处理装置的改进，其特征是曝气好氧区为环形沟，环形沟内有水流推进装置，进水混合反应区、水提升区、沉淀区内置环形沟内侧，环形沟分别与沉淀区及进水混合反应区连通。此池型结构，较好解决了生物倍增工艺要求低溶氧和高污泥含量矛盾，可以确保生物倍增工艺要求——低溶氧、高污泥浓度，从而确保生物倍增工艺实际效果及优势发挥；处理形成二个及以上环流，不仅方便对其中设备进行检修而无需停止运行，而且回流比可调及高回流比，以及提升区和环形沟间增设可控闸门或阀门，更是增加了实际运行可调性，可以在建设或建成后，根据处理水质情况，灵活增加或启、停曝气装置，应用可扩充性好，装置工艺适应性强。2021年6月24日，《高效稳定生物倍增工艺污水处理装置》获得第二十二届中国专利优秀奖。（概述图为《高效稳定生物倍增工艺污水处理装置》摘要附图）专利背景专利背景生物倍增工艺（Bio-dopp）是德国发明的一种新颖污水处理工艺，其将所有单一工艺（生物硝化、反硝化，释磷、吸磷，有机物氧化、沉淀等多个单元）组合在一个相邻分隔有几个不同处理单元的矩形池中，并且采用低溶解氧（通常0.3~0.5毫克/升）实现纵向短程硝化/反硝化脱氮，高污泥浓度（通常5~8克/升）确保处理高效持续稳定（低溶氧及高污泥浓度是其工艺二大特色）。较相关的水处理工艺具有：操作简单，低溶氧下高效生物脱氮和良好除磷效果，同池实现同步及短程硝化/反硝化脱氮，运行高效、持续，出水稳定，低污泥产出，剩余污泥可比传统工艺少40-60％，维护工作量小，占地面积小，使用长方形水池节约了大量土地，污水处理厂只需一个常规工艺污水处理厂一半面积，并大减少了管道投资省，投资与运行成本低，投资、运行成本大致可减少一半左右。因而在污水处理中得到重视和推广。截至2010年6月，相关的生物倍增工艺，处理池平面布置基本结构如图1，在一个矩形池内，相邻分隔出曝气好氧区3、空气提升区2、进水混合厌氧反应区1（释磷区），内置泥水分离填料8及刮/吸泥机9的沉淀区4。处理水进入进水混合厌氧反应区1，与原得到初步处理的泥水混合物稀释混合，并在其内进行厌氧释磷处理，然后通过底部连通进入气提区2，由气提装置提升进入设有曝气软管的曝气好氧区3，在曝气好氧区进行好氧处理，再经沉淀区4进入进水混合厌氧反应区，形成单一处理循环。沉淀池污泥部分通过底部连通进水混合厌氧反应区补充，其余由刮/吸泥机排出。然而在实际工程运行中，由于工艺处理池布局上的缺陷，使得实际运行难以达到要求的低溶氧（例如0.3~0.发明内容专利目的改善效果技术方案发明内容专利目的《高效稳定生物倍增工艺污水处理装置》目的在于克服专利背景中相关技术的不足，提供一种不仅可以确保短程硝化/反硝化要求低溶氧，而且高污泥浓度不沉降，并且处理过程能形成二个及以上环流，能够充分发挥生物倍增工艺优势的高效稳定生物倍增工艺污水处理装置。《高效稳定生物倍增工艺污水处理装置》另一目的在于提供一种工艺可调性好，能应用于多种废水的高效稳定生物倍增工艺污水处理装置。

技术方案《高效稳定生物倍增工艺污水处理装置》目的实现，主要改进是将原生物倍增工艺中曝气好氧区设计为环形沟，环形沟内设置形成环流的推流装置，将相邻设置的提升区、进水混合反应区和沉淀区移至环形沟内侧，并使相应功能区连通，通过环形沟形成至少二个环流，从而克服了有关的生物倍增工艺处理池布局带来的不足，实现《高效稳定生物倍增工艺污水处理装置》目的。具体说，《高效稳定生物倍增工艺污水处理装置》包括按生物倍增处理流程水连通的进水混合反应区、水提升区、曝气好氧区和沉淀区，其特征在于曝气好氧区为环形沟，环形沟内有水流推进装置，进水混合反应区、水提升区、沉淀区内置环形沟内侧，环形沟分别与沉淀区及进水混合反应区连通。《高效稳定生物倍增工艺污水处理装置》的装置处理基本流程，与2010年6月前相关技术生物倍增污水处理工艺大致相同：处理进水，首先进入进水混合反应区，进水混合反应区视处理水质情况，可通过调节进入的回流量分别设定为缺氧状态或厌氧状态，分别进行生物脱氮或生物除磷；经生物脱氮或生物除磷处理污水通过连通口或管进入提升区，由提升装置提升进入好氧环形沟，在水流推进装置推动下在环形沟内形成环流，并通过环形沟向其它处理单元配水：例如环形沟内一部分混合泥水通过池壁开孔或连通管进入沉淀区，进行泥水分离，澄清出水由上部出水堰收集排出；一部分混合泥水依环形沟流动通过池壁开孔等进入进水混合反应区循环（简称小循环），一部分混合泥水在环形沟内环流（简称大循环），从而使处理污水形成至少二个处理循环，循环量视污水水质调节。沉淀池沉淀污泥，部分通过池壁开孔等回流至进水混合反应区以保持处理中高污泥浓度，其余部分作为多余的污泥排出。改善效果《高效稳定生物倍增工艺污水处理装置》相对于2010年6月前的生物倍增工艺池型，由于改变了池型布置结构，将曝气好氧区改为环形沟，并在环形沟内设置推进环流的水流推进装置，将其他处理功能区内置于环形沟圈内侧相邻设置。从而带来了如下变化：首先，改变了处理混合液循环形式并提高了循环流速，使处理混合泥水形成了进水混合反应区-提升区-好氧环形沟-进水混合反应区小循环；和好氧环形沟内大循环；以及还有好氧环形沟-沉淀区出水通道（沉淀出水与处理循环分开），这样使得需检修其中某一单元设备时，不会因不能实现处理循环而导致要停止运行，同时小循环，已得到处理的低浓度循环混合液对进水进行大比倍稀释（循环流量可根据需要为进水量的几十甚至上千倍），使进水污染物浓度被迅速降低，使进水在进水混合反应区池内污染物浓度差大幅降低，更有效避免了进水高浓度的COD造成对活性污泥的冲击，稳定了微生物生长环境，从而提高了抗冲击负荷能力；好氧沟内的大循环，增加了污水在好氧环形沟内水力流程及停留时间（好氧流程被加长），不仅强化了COD、BOD、NH3-N、特别是总氮的去除，而且由于循环液中的污染物随着水流循环，被微生物逐渐降解污染物浓度降低，在循环末端形成了溶氧浓度相对提高，硝态氮含量增加，从而强化了脱氮功能，并对难降解有机废水以及生化性差的废水有较好的处理效果，特别是将环形沟设计成套合的二沟或以上，更是延长了混合泥水环流时间，以及未端溶氧高段流程，提高了污水处理能力，可以确保出水总氮稳定达标，同时此设计还提高了对短小地块的适应性。高的环流流速，确保了在低曝气溶氧下（溶氧最低可在0.附图说明附图说明图1为相关技术生物倍增工艺基本池型布置示意图。图2为《高效稳定生物倍增工艺污水处理装置》基本池型布置示意图。图3-图12为各种变形池型布置示意图（省略内部装置）。

技术领域技术领域《高效稳定生物倍增工艺污水处理装置》是对生物倍增工艺水处理装置的改进，尤其涉及一种改变处理池布局，能形成二个及以上处理循环的高效稳定生物倍增工艺污水处理装置（环形沟内置合建式生物倍增处理装置）。

权利要求权利要求1.《高效稳定生物倍增工艺污水处理装置》包括按生物倍增处理流程水连通的进水混合反应区、水提升区、曝气好氧区和沉淀区，其特征在于曝气好氧区为环形沟，环形沟内有水流推进装置，进水混合反应区、水提升区、沉淀区内置环形沟内侧，环形沟分别与沉淀区及进水混合反应区连通。2.根据权利要求1所述高效稳定生物倍增工艺污水处理装置，其特征在于曝气好氧区由底曝气供氧。3.根据权利要求2所述高效稳定生物倍增工艺污水处理装置，其特征在于底曝气供氧为微孔曝气器。4.根据权利要求1所述高效稳定生物倍增工艺污水处理装置，其特征在于水提升区内水提升装置为空气提升气提装置。5.根据权利要求1所述高效稳定生物倍增工艺污水处理装置，其特征在于进水混合反应区内有加速混合搅流装置。6.根据权利要求1所述高效稳定生物倍增工艺污水处理装置，其特征在于沉淀区内有加速沉淀分离填料。7.根据权利要求1所述高效稳定生物倍增工艺污水处理装置，其特征在于水提升区与环形沟共用壁上有连通孔及可控闸门或阀门。8.实施方式实施方式参见图2，《高效稳定生物倍增工艺污水处理装置》包括长条形中空矩形环形沟3，全沟底部设置有微孔曝气器5形成好氧处理功能区，环形沟内侧自左向右相邻布置有：矩形的沉淀区4、进水混合反应区1及气提区2。沉淀区4中内置有宽度小于池宽的加速沉淀分离用斜管8及行车式刮吸泥机9；进水混合反应区1内靠近沉淀区端设置有水下混合推进器6；气提区2内设置有气提装置7。气提区2与环形沟3共用池壁有连通开孔并设有可控闸门11，环形沟3内闸门水流上端水下设置有水力推进器10。环形沟3与沉淀区4池壁上按设计流量开有通孔，环形沟3与进水混合反应区1池壁上开有回流通孔，沉淀区4与进水混合反应区1底部有污泥回流通道，进水混合反应区1与提升区2底部连通。好氧环形沟底微孔曝气器曝气量，由在线溶氧仪检测并通过PLC控制变频风机控制，使风机供风随进水浓度而发生变化，确保生物倍增工艺设计低溶氧量，不会因供氧不足而影响出水水质，也不会因过渡供氧造成菌种变化，降低短程硝化/反硝化效果。各处理池间连通口均装有可控闸门，根据处理要求调节开启量，达到工艺最优化。处理污水首先进入进水混合反应区1，在推进器6作用下与原泥水混合物实现快速混合，完成进水与处理已经稀释混合液的混合稀释，根据处理水质，通过调节进入回流量分别设定为缺氧状态或厌氧状态，实现脱氮或除磷功能；通过底部连通通道进入提升区2，在气提装置7提升