污水横向多级AO-竖向AAO的生态组合处理系统

摘要

本发明提供了一种污水横向多级AO-竖向AAO的生态组合处理系统，至少包括生态池，所述生态池内设有布水渠、组合生态区、集水导流渠、混凝反应区、植物过滤沉淀区和出水渠，污水依次经过所述布水渠、组合生态区、集水导流渠、混凝反应区、植物过滤沉淀区和出水渠，所述组合生态区沿竖向从下而上依次区分为污泥稳定区、厌氧区、缺氧区、好氧区，所述组合生态区内还间隔排布若干生态组合单元。若干所述生态组合单元包括缺氧型单元模块和好氧型单元模块两类。

权利要求

1.一种污水横向多级AO-竖向AAO的生态组合处理系统，其特征在于：至少包括生态池，所述生态池内设有布水渠、组合生态区、集水导流渠、混凝反应区、植物过滤沉淀区和出水渠，污水依次经过所述布水渠、组合生态区、集水导流渠、混凝反应区、植物过滤沉淀区和出水渠，所述组合生态区沿竖向从下而上依次区分为污泥稳定区、厌氧区、缺氧区、好氧区，所述组合生态区内还间隔排布若干生态组合单元，单个所述生态组合单元包括了曝气装置和回流模块，通过若干所述曝气装置的曝气口位置的排布实现竖直向溶解氧的含量的变化，进而区分所述好氧区、缺氧区和厌氧区，所述回流模块用以实现缺氧区与好氧区之间混合液的回流，若干所述生态组合单元包括缺氧型单元模块和好氧型单元模块两类。

2.如权利要求1所述的污水横向多级AO-竖向AAO的生态组合处理系统，其特征在于：每个所述生态组合单元均还包括了支架，所述缺氧型单元模块和好氧型单元模块中的支架上分别设有不同的填料，所述曝气装置和回流模块安装于所述支架上。

3.如权利要求1所述的污水横向多级AO-竖向AAO的生态组合处理系统，其特征在于：所述组合生态区内还设有进气主管，所述进气主管与所述曝气装置和回流模块连接。

4.如权利要求1所述的污水横向多级AO-竖向AAO的生态组合处理系统，其特征在于：所述生态池底部还包括池底结构，所述组合生态区、混凝反应区和植物过滤沉淀区均位于所述池底结构上侧，所述池底结构外周设有周边结构，所述布水渠、集水导流渠和出水渠布设于所述周边结构上。

5.如权利要求4所述的污水横向多级AO-竖向AAO的生态组合处理系统，其特征在于：所述周边结构采用放坡，且坡度不大于1:1.25。

6.如权利要求1所述的污水横向多级AO-竖向AAO的生态组合处理系统，其特征在于：所述组合生态区内还设有纵向隔断结构，所述布水渠与集水导流渠分置于所述组合生态区的两侧，所述纵向隔断结构沿自所述布水渠一端至所述集水导流渠一端设置；所述纵向隔断结构下端与所述生态池的池底连接，上端与所述生态池等高。

7.如权利要求6所述的污水横向多级AO-竖向AAO的生态组合处理系统，其特征在于：所述组合生态区内还设有横向隔断结构，所述横向隔断结构垂直于所述纵向隔断结构，所述横向隔断结构的下端与所述生态池的池底连接，上端低于所述纵向隔断结构。

8.如权利要求1所述的污水横向多级AO-竖向AAO的生态组合处理系统，其特征在于：还包括布水系统，所述布水系统包括：布水管，用以将所述布水渠中的污水自所述生态组合区的底部排入所述生态组合区内。

9.如权利要求1所述的污水横向多级AO-竖向AAO的生态组合处理系统，其特征在于：所述混凝反应区内投有高分子聚合铁盐或者铝盐，通过机械或者空气搅拌实现药剂混合。

10.如权利要求1所述的污水横向多级AO-竖向AAO的生态组合处理系统，其特征在于：所述组合生态区和植物过滤沉淀区的水面分别布置不同的浮动生物滤床。

说明书

污水横向多级AO-竖向AAO的生态组合处理系统

技术领域

[0001] 本发明涉及水污染治理领域，特别是涉及污水横向多级AO-竖向AAO的生态组合处理系统。

背景技术

[0002] 生物脱氮的机理是在微生物的作用下，将有机氮和氨态氮转化为N2和NOx的过程。生物脱氮方式主要包括传统的硝化反硝化、同步硝化反硝化、短程反硝化、厌氧氨氧化等，在自然界氮素转化过程中，这几种生物脱氮方式同时发生作用。

[0003] 对于传统硝化反硝化方式生物脱氮，一般包括硝化和反硝化两个过程，硝化和反硝化两个过程需要在两个隔离的反应器中进行，或在时间、空间上造成交替缺氧和好氧环境的同一个反应器中进行。

发明内容

[0004] 本发明要解决的技术问题是如何实现多级硝化/反硝化、同步硝化反硝化，去除污水中总氮及硝态氮。

[0005] 为了解决这一技术问题，本发明提供了一种污水横向多级AO-竖向AAO的生态组合处理系统，至少包括生态池，所述生态池内设有布水渠、组合生态区、集水导流渠、混凝反应区、植物过滤沉淀区和出水渠，污水依次经过所述布水渠、组合生态区、集水导流渠、混凝反应区、植物过滤沉淀区和出水渠，所述组合生态区沿竖向从下而上依次区分为污泥稳定区、厌氧区、缺氧区、好氧区，所述组合生态区内还间隔排布若干生态组合单元，单个所述生态组合单元包括了曝气装置和回流模块，通过若干所述曝气装置的曝气口位置的排布实现竖直向溶解氧的含量的变化，进而区分所述好氧区、缺氧区和厌氧区，所述回流模块用以实现缺氧区与好氧区之间混合液的回流，若干所述生态组合单元包括缺氧型单元模块和好氧型单元模块两类。

[0006] 每个所述生态组合单元均还包括了支架，所述缺氧型单元模块和好氧型单元模块中的支架上分别设有不同的填料，所述曝气装置和回流模块安装于所述支架上。

[0007] 所述组合生态区内还设有进气主管，所述进气主管与所述曝气装置和回流模块连接。

[0008] 所述生态池底部还包括池底结构，所述组合生态区、混凝反应区和植物过滤沉淀区均位于所述池底结构上侧，所述池底结构外周设有周边结构，所述布水渠、集水导流渠和出水渠布设于所述周边结构上。

[0009] 所述周边结构采用放坡，且坡度不大于1:1.25。

[0010] 所述组合生态区内还设有纵向隔断结构，所述布水渠与集水导流渠分置于所述组合生态区的两侧，所述纵向隔断结构沿自所述布水渠一端至所述集水导流渠一端设置；所述纵向隔断结构下端与所述生态池的池底连接，上端与所述生态池等高。

[0011] 所述组合生态区内还设有横向隔断结构，所述横向隔断结构垂直于所述纵向隔断结构，所述横向隔断结构的下端与所述生态池的池底连接，上端低于所述纵向隔断结构。

[0012] 所述的污水横向多级AO-竖向AAO的生态组合处理系统还包括布水系统，所述布水系统包括：布水管，用以将所述布水渠中的污水自所述生态组合区的底部排入所述生态组合区内。

[0013] 所述混凝反应区内投有高分子聚合铁盐或者铝盐，通过机械或者空气搅拌实现药剂混合。

[0014] 所述组合生态区和植物过滤沉淀区的水面分别布置不同的浮动生物滤床。

[0015] 经本发明研究，同步硝化反硝化生物脱氮是指硝化与反硝化反应同时在同一反应器内完成。由于污水混合不均或充氧不均，反应器内溶解氧分布不匀，反应器局部存在缺氧区域，为反硝化菌提供了有利的条件。另外，菌胶团/污泥内外层存在着溶解氧分布梯度，内部出现缺氧厌氧区，也会发生同步硝化反硝化作用。

[0016] 故而，本发明在生物脱氮理论的基础上，开发了污水横向多级AO-竖向AAO的生态组合处理系统。污水依次经过布水渠、组合生态区、集水导流渠、混凝反应区、植物过滤沉淀区、出水渠；组合生态区竖向从下而上依次为污泥稳定区、厌氧区、缺氧区、好氧区。通过组合生态单元设计实现多级硝化/反硝化、同步硝化反硝化，去除污水中总氮及硝态氮。

附图说明

[0017] 图1是本发明一实施例中生态池上层结构示意图；

[0018] 图2是本发明一实施例中组合生态区的竖向分区示意图；

[0019] 图3为本发明一实施例中生态池中层的平面图；

[0020] 图4为本发明一实施例中生态池底层的平面图；

[0021] 图5为本发明一实施例中回流模块的结构示意图；

[0022] 图中，Ⅰ-污泥稳定区、Ⅱ-厌氧区、Ⅲ-缺氧区、Ⅳ-好氧区。

[0023] 1-布水渠、2-生态组合区、3-集水导流渠、4-混凝反应区、5-植物过滤沉淀区、6-出水渠、7-a型浮动生物滤床、8-b型浮动生物滤床、9-进气主管、10-缺氧型单元模块、
11-好氧型单元模块、12-布水管、13-纵向隔断结构、14-横向隔断结构，15-回流气管；
16-套管。

具体实施方式

[0024] 以下将结合图1至图5对本发明提供的污水横向多级AO-竖向AAO的生态组合处理系统进行详细的描述，其为本发明一可选的实施例，可以认为，本领域的技术人员在不改变本发明精神和内容的范围内能够对其进行修改和润色。

[0025] 请参考图1，本发明提供了一种污水横向多级AO-竖向AAO的生态组合处理系统，至少包括生态池，所述生态池内设有布水渠1、组合生态区2、集水导流渠3、混凝反应区4、植物过滤沉淀区5和出水渠6，污水依次经过所述布水渠1、组合生态区2、集水导流渠3、混凝反应区4、植物过滤沉淀区5和出水渠6，当然，除了生态池，该生态组合处理系统还应有供气系统、自动控制系统等等，属于领域内常用手段，故而不做列举了。本发明仅就污水流经的次序进行限定，至于布水渠1、组合生态区2、集水导流渠3、混凝反应区4、植物过滤沉淀区5和出水渠6的实体排布次序，并非一定要按此顺序排布，只要满足污水以此顺序流经即可。本实施例中，布水渠1和集水导流渠3分别位于所述组合生态区2的两侧，集水导流渠3后接混凝反应区4，混凝反应区4和植物过滤沉淀区5可设于组合生态区2的一侧，即布水渠1、集水导流渠3、混凝反应区4和植物过滤沉淀区5环绕所述组合生态区2，以合理分布空间。

[0026] 请参考图2，所述组合生态区2沿竖向从下而上依次区分为污泥稳定区Ⅰ、厌氧区Ⅱ、缺氧区Ⅲ、好氧区Ⅳ，所述组合生态区内沿水平向还间隔排布若干生态组合单元，单个所述生态组合单元包括了曝气装置和回流模块，通过若干所述曝气装置的曝气口位置的排布实现竖直向溶解氧的含量的变化，进而区分所述好氧区Ⅳ、缺氧区Ⅲ和厌氧区Ⅱ，所述回流模块用以实现缺氧区Ⅲ与好氧区Ⅳ之间混合液的回流，若干所述生态组合单元包括缺氧型单元模块和好氧型单元模块两类。

[0027] 有关曝气口位置的排布，在一个生态组合单元仅设一个曝气装置的情况下，曝气口的排布其实就是生态组合单元的排布。有关该排布的方式为何可以依据溶解氧含量变化需求和曝气口的大小等具体设置，在明确其目的和效果的情况下，本领域中确实存在一些计算或实施的手段，故而该功能性描述不会因为概括了一个较大的范围而有任何不妥。而在本实施例中，为了依据所述曝气装置的曝气口位置区分所述好氧区Ⅳ、缺氧区Ⅲ和厌氧区Ⅱ，可以使得所述曝气装置的曝气口位于所述好氧区Ⅳ的底部，且所述生态组合单元设于所述好氧区Ⅳ和缺氧区Ⅲ的区域范围内，在本发明其他可选的实施例中，也可以在竖直向排布多排生态组合单元，即排布多排曝气口，但排布密度却不相同，从而形成好氧区Ⅳ、缺氧区Ⅲ和厌氧区Ⅱ。

[0028] 所述回流模块用以实现缺氧区Ⅲ与好氧区Ⅳ之间混合液的回流，若干所述生态组合单元包括缺氧型单元模块和好氧型单元模块两类。

[0029] 现有技术中的池深4-6米，本发明所采用的池身要多出4-5米，从而能够在竖直向形成好氧区Ⅳ、缺氧区Ⅲ、厌氧区Ⅱ和污泥稳定区Ⅰ，三个区的分布并非严格区分的，本发明通过曝气口的具体设置，从而通过溶解氧含量的不同自然形成厌氧区Ⅱ、缺氧区Ⅲ与好氧区Ⅳ。

[0030] 至于曝气装置和回流模块的具体结构，本领域中也有些许列举可供使用，曝气装置简单来说，仅通过曝气管就能够形成最简单的一种方案。本实施例就一种回流模块进行介绍，请参考图5，包括了回流气管15和套管16，套管16环设于所述回流气管15外侧，且套管16与回流气管15间隔设置，套管16的上端连接至好氧区Ⅳ的底部，下端连接至缺氧区Ⅲ的底部，从而在套管16内形成上升流，套管16外形成下降流，进而产生循环气流，实现混合液的回流。本实施例不再做展开叙述，不应认为未描述曝气装置和回流装置就会导致公开不充分的问题。本实施例中，所述组合生态区内还设有进气主管9，所述进气主管与所述曝气装置连接，进而可与回流模块连接。

[0031] 本发明通过组合生态单元设计实现多级硝化/反硝化、同步硝化反硝化，去除污水中总氮及硝态氮。在竖向，如图2所示，四个分区可以实现竖向的A/A/O环境，而在横向，如图3所示，缺氧型(A型)单元模块10和好氧型(O型)单元模块11的排布，可形成多级的横向A/O环境。通过组合生态单元设计实现多级硝化/反硝化、同步硝化反硝化，去除污水中总氮及硝态氮。

[0032] 有关生态组合单元，每个所述生态组合单元均还包括了支架(图未示)，所述缺氧型单元模块10和好氧型单元模块11中的支架上分别设有不同的填料(图未示)，所述曝气装置和回流模块安装于所述支架上。至于填料为何，通过其名称“缺氧型”与“好氧型”，本领域工作人员完全可以知晓，并得到若干可选的实施例，故而本实施例不做列举。填料是生物的载体，微生物丰富。有好氧菌，缺氧菌和厌氧菌共生。形成由各种生物(细菌、藻类、原生动物、后生动物)构成的生态系统，生物链长，系统稳定，具有高效的降解作用，其中，填2 3 3
料比表面积≧300m/m，成膜质量≧65kg/m。

[0033] 缺氧型单元模块10和好氧型单元模块11外形规格相同，缺氧型单元模块10中用以与曝气装置和回流模块连接的空气管采用长1.0m半开孔A型橡胶模微孔曝气器，O好氧型单元模块11中空气管采用长1.0m全开孔O型橡胶模微孔曝气器。当然，空气管路规格和填料规格可根据进出水水质要求、控制生物量、控制生物种类在设计初进行调整。

[0034] 所述生态池底部还包括池底结构(图未示)，所述组合生态区2、混凝反应区4和植物过滤沉淀区5均位于所述池底结构上侧，所述池底结构外周设有周边结构(图未示)，所述布水渠1、集水导流渠3和出水渠6布设于所述周边结构上。所述周边结构采用放坡，且坡度不大于1:1.25。所述池底结构采用土工复合结构或钢砼结构，所述周边结构采用钢砼结构。生态池有效水深6.0m～8.5m，超高0.5m～1.0m。

[0035] 所述组合生态区2内还设有纵向隔断结构13，所述布水渠1与集水导流渠3分置于所述组合生态区2的两侧，所述纵向隔断结构13沿自所述布水渠1一端至所述集水导流渠3一端设置；所述纵向隔断结构13下端与所述生态池的池底连接，上端与所述生态池等高。所述组合生态区2内还设有横向隔断结构14，所述横向隔断结构14垂直于所述纵向隔断结构13，所述横向隔断结构14的下端与所述生态池的池底连接，上端低于所述纵向隔断结构。具体来说，所述横向隔断结构14与纵向隔断结构13可以为水帘布格，采用双层PVC涤纶材质，间距为20m～30m。横向隔断结构由池底至水面以下1.0m设置。纵向隔断结构13的作用在于纵向引流，横向隔断结构14的作用在于与纵向隔断结构13之间形成隔间使得隔间内水涨至好氧区Ⅳ高度再进入到下一个隔间。与布水系统相匹配，其布水点可规律分布于不同隔间底部。

[0036] 所述的污水横向多级AO-竖向AAO的生态组合处理系统还包括布水系统，所述布水系统包括：布水管，用以将所述布水渠中的污水自所述生态组合区的底部排入所述生态组合区内。

[0037] 所述混凝反应区4内投有高分子聚合铁盐(PFS)或者铝盐(PAC)，通过机械或者空气搅拌实现药剂混合。

[0038] 植物过滤沉淀区5后可根据出水要求设置选择设置稳定区(图未示)，污水可经该稳定区再进入到出水渠6。所述组合生态区2和植物过滤沉淀区5的水面分别布置不同的浮动生物滤床。植物以挺水植物和浮水植物为主要类别，组合生态区2水面布置a型浮动生物滤床7，植物过滤沉淀区5水面布置b型浮动生物滤床8，两者的植物群落不同。a型浮动生物滤床7中植物均是分小块，生长较慢，主要起到吸臭味、脱氮和除磷的作用，b型浮动生物滤床8中植物较大块，生长不慢，主要起到除磷的作用。

[0039] 综上所述，本发明还具有以下优点：

[0040] 1)强化了生物同步硝化反硝化作用，不但可以用于市政污水处理，还可以用于工业污水生物脱氮，同时，节省了传统脱氮方法必须强制内回流所需能耗。

[0041] 2)本发明在生态池底设置污泥稳定区Ⅰ，减少污泥处置费用。

[0042] 3)本发明通过设置混凝反应区和植物过滤沉淀区实现，总磷指标稳定达标排放，并实现磷元素回收利用。

[0043] 4)本发明通过设置污泥稳定区Ⅰ、混凝反应区、植物过滤沉淀区，实现污水中TP的稳定化，并回收部分磷

[0044] 除此以外，采用本发明的系统建设的污水厂基本不产生臭味，不影响周边环境。本发明通过浮动生物滤床实现了污水厂的景观化，美化环境。本发明污水处理方法耐冲击负荷，出水稳定达标，具有良好的应用前景。