一种通过高浓度活性污泥处理有机污染物的系统的制作方法

本实用新型涉及污水处理系统，具体为一种通过高浓度活性污泥处理有机污染物的系统。

背景技术：

高浓度活性污泥法是在高活性污泥浓度，低溶解氧的条件下，使得在生化反应装置中的微生物数量极大、菌群特殊化、降解高效化，可以对污染物进行高效的降解。

但是现有技术中实现高浓度活性污泥法的系统存在很多不足，比如说处理流程较长，建设工期长，占地面积大，而且后续运行维护劳动量大，出水水质不稳定等。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种通过高浓度活性污泥处理有机污染物的系统。

本实用新型提供了一种通过高浓度活性污泥处理有机污染物的系统，包括依次相连通的厌氧池、一级缺氧池、一级好氧池、二级缺氧池、二级好氧池以及膜池，厌氧池和一级缺氧池通过第一回流机构相连接，一级缺氧池与一级好氧池通过第二回流机构相连接，二级缺氧池与二级好氧池通过第三回流机构相连接，膜池与一级好氧池通过第四回流机构相连接。因为本系统中设置有四级回流机构，能够将后续反应池中的污泥逐级回流至前级反应池中，在膜分离技术和多级回流机构的共同作用下，通过各级回流机构调整各级反应池中活性污泥浓度，处理效果好，而且能够保证处理流程缩短，所述系统建设工期短，占地面积小，而且后续运行维护工作量小，能够保证出水水质。

通过控制第一回流机构、第二回流机构、第三回流机构和第四回流机构能够调整各级生物反应池中活性污泥浓度，各反应池容易形成低溶解氧状态，生物反应池中污泥颗粒的直径较小，新陈代谢作用不强，其表面隔离膜较少，因而氧元素及其他基质的在回流过程中传递较易，易实现氨氮的硝化。

优选的，一级好氧池中设置有用于将一级好氧池分隔为进水通道区和出水通道区的截留墙，进水口位于进水通道区，出水口位于出水通道区，截留墙上距离进水口最远的位置处设置有通水缺口，一级好氧池的进水口、出水口和通水缺口呈三角形顶点式分布。设置截流墙是为了水流在一级好氧池中反应时间增长，因为一级好氧池的进水口、出水口和通水缺口呈三角形顶点式分布使得污水从进水口流入后，先流经进水通道区，再从通水缺口流至出水通道区，流经出水通道区后从出水口流入二级有缺氧池中。

优选的，第二回流机构的进口设置在靠近一级好氧池的出口位置处。这是为了等待处理水在一级好氧池中反应充分之后，再被第二回流机构抽回至一级缺氧池中。

优选的，第四回流机构的出口设置在一级好氧池的进水通道区。这是为了防止膜池中的回流污泥回流至一级好氧池后被又直接被排出，设置在一级好氧池的进水通道区的话，回流污泥就能随着水流在以及好氧池中充分混合，起到调节一级好氧池中污泥浓度的作用。

优选的，第一回流机构、第二回流机构、第三回流机构均包括潜水污泥回流泵，潜水污泥回流泵配套有变频器，潜水污泥回流泵的出口连接有回流井或回流管。变频器用于调节潜水污泥回流泵的流量，这能实现更加准确的调节回流比，潜水污泥回流泵的出口直接连接至回流井或回流管，这是使回流机构出水更加稳定，进而能更加准确的测量不同反应池中的污泥浓度，从而更加精确的控制回流比，而且前三级回流中，第一回流机构、第二回流机构、第三回流机构均采用潜水污泥回流泵，充分发挥出了潜水污泥回流泵微扬程、大流量、低能耗的特性。潜水污泥回流泵通常设置有拍门，防止发生倒流。

优选的，第四回流机构包括井筒式潜水轴流泵，井筒式潜水轴流泵配套有变频器，井筒式潜水轴流泵的出口连接至回流渠。从膜池到一级好氧池的回流过程中，使用井筒式潜水轴流泵进行回流能充分发挥井筒式潜水轴流泵低扬程、大量流以及低能耗的特性，十分适合此处的反应池环境，井筒式潜水轴流泵的出口通常设置有拍门，防止发生倒流。设置回流渠是为了使第四回流机构出水更加稳定，进而能更加准确的测量反应池中的污泥浓度，从而更加精确的控制回流比。

优选的，还包括分配水渠，二级好氧池的出水通过二级好氧池池壁上设置的溢流孔流至分配水渠中，分配水渠的出水通过分配水渠池壁上设置的附壁闸板阀分流至膜池。设置分配水渠是为了后续膜池进水均匀。

优选的，膜池中的膜设置为mbr膜组件。mbr膜组件对活性污泥进行截留，增强系统的稳定性，保证出水水质，提高膜池的污泥浓度。水穿过mbr膜组件流至出水管道中。

基于本实用新型所述的一种通过高浓度活性污泥处理有机污染物的系统实现的污水处理工艺，该工艺包括以下步骤：

步骤一：污水经过预处理之后，首先进入厌氧池，一级缺氧池的回流污泥通过第一回流机构进入厌氧池后与污水在厌氧池中混合，第一回流机构的回流比为1.5~2.5；这一步既克服了传统a2/o工艺中硝态氮对厌氧释磷的不利影响，提高生物除磷效果，因为预处理进水中污泥含量几乎没有，所以将一级缺氧池中的污泥回流至厌氧池中，又提高了厌氧池污泥浓度，从而提高了活性污泥处理有机污染物的效率；

步骤二：厌氧池的出水进入一级缺氧池中，一级好氧池的回流污泥通过第二回流机构进入一级缺氧池后与厌氧池的出水在一级缺氧池中混合，一级缺氧池形成局部同步硝化反硝化区域，第二回流机构的回流比为2~4；一级好氧池的回流污泥增加了一级缺氧池中活性污泥的浓度，一级缺氧池中利用原有进水中的原始碳源为营养物质，而且缺氧状态下发生反硝化作用，一级好氧池的回流污泥会将部分氧气带入一级缺氧池中，故氧气能促使硝化作用，从而在一级缺氧池中形成了局部同步硝化反硝化区域，强化生物处理效果，同时在一级缺氧池中单位池容的反硝化速率明显提高，能够高效、稳定地去除回流污泥中的硝酸盐，污泥稳定性明显改善；

步骤三：一级缺氧池的出水进入一级好氧池中，膜池的回流污泥通过第四回流机构进入一级好氧池后与一级缺氧池的出水在一级好氧池中混合，同时在一级好氧池中投放除磷药剂，第四回流机构的回流比为3~5；膜池的回流污泥能大幅度提高一级好氧池的活性污泥浓度，在一级好氧池中将有机物彻底去除，同时去除部分氨氮，水中的有机物被分解成氮盐，被氧化后就形成硝态氮，硝态氮多了，硝酸盐就多了，那么反硝化作用中就有高浓度的硝酸盐，故促进了一级缺氧池的反硝化作用，在一级好氧池中投加除磷药剂，除磷药剂能够在好氧状态下吸磷，确保出水的总磷指标；

步骤四：一级好氧池的出水进入二级缺氧池中，二级好氧池的回流污泥通过第三回流机构进入二级缺氧池后与一级好氧池的出水在二级缺氧池中混合，同时在二级缺氧池中补充碳源，第三回流机构的回流比为1~2；二级好氧池的回流污泥能大幅度提高二级缺氧池中的活性污泥的浓度，补充的新的碳源能够为反硝化作用提供足够的营养物质，确保二级缺氧池的反硝化作用，也弥补了一级好氧池硝化作用不充分的情况，保证出水总氮指标；

步骤五：二级缺氧池的出水进入二级好氧池中，在二级好氧池中发生硝化反应；二级好氧池对氨氮进行充分硝化；

步骤六：二级好氧池的出水进入膜池，膜池对活性污泥进行截留，实现固液分离后，清水排出。

该工艺通过高浓度活性污泥处理有机污染物的工艺的总回流量是进水量的8-14倍，实现了大比例回流，而且强化了硝化作用，同时增强了同步硝化反硝化作用，污泥产率低，有机物去除率高，水处理效率好，对水质水量的变化适应力强，耐冲击负荷强。本实用新型所述工艺融合了大比例多级回流技术、高浓度活性污泥技术、局部区域的同步硝化反硝化技术、同步除磷技术以及膜分离技术，能实现通过高浓度活性污泥高效率处理有机污染物，通过该工艺处理之后的水质达到了综合排放标准的要求，解决了人工处理能耗高、自然处理占地面积大的问题。

本实用新型的有益效果是：本实用新型为污水处理工艺提供了一种通过高浓度活性污泥处理有机污染物的系统，所述系统中设置有四级回流机构，能够将后续反应池中的污泥逐级回流至前级反应池中，在膜分离技术和多级回流机构的共同作用下，通过各级回流机构调整各级反应池中活性污泥浓度，处理效果好，而且能够保证处理流程缩短，所述系统建设工期短，占地面积小，后续运行维护工作量小，能够保证出水水质，出水水质能达到排放标准，通过四级回流机构能实现了大比例回流，而且强化了硝化作用，同时增强了同步硝化反硝化作用，污泥产率低，有机物去除率高，水处理效率好，对水质水量的变化适应力强，耐冲击负荷强，解决了人工处理能耗高、自然处理占地面积大的问题。

附图说明

图1为本实用新型所述的一种通过高浓度活性污泥处理有机污染物的系统的平面结构示意图。

图2为本实用新型中包括潜水污泥回流泵和回流井的回流机构的结构示意图。

图3为本实用新型中包括潜水污泥回流泵和回流管的回流机构的结构示意图。

图4为本实用新型中包括井筒式潜水轴流泵和回流渠的回流机构的结构示意图。

图5为本实用新型所述的一种通过高浓度活性污泥处理有机污染物的系统实现的污水处理工艺的流程示意图。

图6为本实用新型所述的一种通过高浓度活性污泥处理有机污染物的系统实现的污水处理工艺的高效活性污泥浓度梯度图。

图中：1-厌氧池；2-一级缺氧池；3-一级好氧池；4-二级缺氧池；5-二级好氧池；6-膜池；7-第一回流机构；8-第二回流机构；9-第三回流机构；10-第四回流机构；11-截留墙；12-通水缺口；13-潜水污泥回流泵；14-回流井；15-回流管；16-井筒式潜水轴流泵；17-回流渠；18-分配水渠。

具体实施方式

参照图1-图6，对本实用新型所述的一种通过高浓度活性污泥处理有机污染物的系统进行详细说明。

一种通过高浓度活性污泥处理有机污染物的系统，如图1所示，包括依次相连通的厌氧池1、一级缺氧池2、一级好氧池3、二级缺氧池4、二级好氧池5以及膜池6，厌氧池1和一级缺氧池2通过第一回流机构7相连接，一级缺氧池2与一级好氧池3通过第二回流机构8相连接，二级缺氧池4与二级好氧池5通过第三回流机构9相连接，膜池6与一级好氧池3通过第四回流机构10相连接。因为本系统中设置有四级回流机构，能够将后续反应池中的污泥逐级回流至前级反应池中，在膜分离技术和多级回流机构的共同作用下，通过各级回流机构调整各级反应池中活性污泥浓度，处理效果好，而且能够保证处理流程缩短，所述系统建设工期短，占地面积小，而且后续运行维护工作量小，能够保证出水水质。

通过控制第一回流机构7、第二回流机构8、第三回流机构9和第四回流机构10能够调整各级生物反应池中活性污泥浓度，进而使各反应池形成低溶解氧状态，生物反应池中污泥颗粒的直径较小，新陈代谢作用不强，其表面隔离膜较少，因而氧元素及其他基质的在回流过程中传递较易，易实现氨氮的硝化。

进一步的，作为本实用新型所述的一种通过高浓度活性污泥处理有机污染物的系统的一种具体实施方式，如图1所示，一级好氧池3中设置有用于将一级好氧池3分隔为进水通道区和出水通道区的截留墙11，进水口位于进水通道区，出水口位于出水通道区，截留墙11上距离进水口最远的位置处设置有通水缺口12，一级好氧池3的进水口、出水口和通水缺口12呈三角形顶点式分布。设置截流墙是为了水流在一级好氧池3中反应时间增长，因为一级好氧池3的进水口、出水口和通水缺口12呈三角形顶点式分布使得污水从进水口流入后，先流经进水通道区，再从通水缺口12流至出水通道区，流经出水通道区后从出水口流入二级有缺氧池中。

进一步的，作为本实用新型所述的一种通过高浓度活性污泥处理有机污染物的系统的一种具体实施方式，如图1所示，第二回流机构8的进口设置在靠近一级好氧池3的出口位置处。这是为了等待处理水在一级好氧池3中反应充分之后，再被第二回流机构8抽回至一级缺氧池2中。

进一步的，作为本实用新型所述的一种通过高浓度活性污泥处理有机污染物的系统的一种具体实施方式，如图1所示，第四回流机构10的出口设置在一级好氧池3的进水通道区。这是为了防止膜池6中的回流污泥回流至一级好氧池3后被又直接被排出，设置在一级好氧池3的进水通道区的话，回流污泥就能随着水流在以及好氧池中充分混合，起到调节一级好氧池3中污泥浓度的作用。

进一步的，作为本实用新型所述的一种通过高浓度活性污泥处理有机污染物的系统的一种具体实施方式，如图2和图3所示，第一回流机构7、第二回流机构8、第三回流机构9均包括潜水污泥回流泵13，潜水污泥回流泵13配套有变频器，潜水污泥回流泵13的出口连接有回流井14或回流管15。变频器用于调节潜水污泥回流泵13的流量，这能实现更加准确的调节回流比，潜水污泥回流泵13的出口直接连接至回流井14或回流管15，这是使回流机构出水更加稳定，进而能更加准确的测量不同反应池中的污泥浓度，从而更加精确的控制回流比，而且前三级回流中，第一回流机构7、第二回流机构8、第三回流机构9均采用潜水污泥回流泵13，充分发挥出了潜水污泥回流泵13微扬程、大流量、低能耗的特性。潜水污泥回流泵13通常设置有拍门，防止发生倒流。具体实施例中，第一回流机构7、第二回流机构8、第三回流机构9还设置有用于提升潜水污泥回流泵13的提升装置，方便对潜水污泥回流泵13进行维护检修。具体实施例中，第一回流机构7的潜水污泥回流泵13穿置设在第一缺氧池2和厌氧池1之间的隔墙上，回流井14或回流管15设在厌氧池1中；第二回流机构8的潜水污泥回流泵13穿置设在第一缺氧池2和第一好氧池3之间的隔墙上，回流井14或回流管15设在第一缺氧池2中；第三回流机构9的潜水污泥回流泵13穿置在二级缺氧池4和二级好氧池5之间的隔墙上，回流井14或回流管15设在二级缺氧池4中。

进一步的，作为本实用新型所述的一种通过高浓度活性污泥处理有机污染物的系统的一种具体实施方式，如图4所示，第四回流机构10包括井筒式潜水轴流泵16，井筒式潜水轴流泵16配套有变频器，井筒式潜水轴流泵16的出口连接至回流渠17。从膜池6到一级好氧池3的回流过程中，使用井筒式潜水轴流泵16进行回流能充分发挥井筒式潜水轴流泵16低扬程、大量流以及低能耗的特性，十分适合此处的反应池环境，井筒式潜水轴流泵16的出口通常设置有拍门，防止发生倒流。设置回流渠17是为了使第四回流机构10出水更加稳定，进而能更加准确的测量反应池中的污泥浓度，从而更加精确的控制回流比。本实用新型的具体实施例中间，井筒式潜水轴流泵16可以替换为离心泵或者潜污泵。具体实施例中，第四回流机构10还设置有用于提升井筒式潜水轴流泵16的提升装置，方便对井筒式潜水轴流泵16进行维护检修。具体实施例中，在从膜池6中设置与膜池6相连通的混凝土回流井室，井筒式潜水轴流泵16设置在混凝土回流井室中，回流渠17设置在第一好氧池3中，井筒式潜水轴流泵16的出水口穿过膜池6与第一好氧池3之间的隔墙后与将回流污泥排至回流渠17中。

进一步的，作为本实用新型所述的一种通过高浓度活性污泥处理有机污染物的系统的一种具体实施方式，如图1所示，还包括分配水渠18，二级好氧池5的出水通过二级好氧池5池壁上设置的溢流孔流至分配水渠18中，分配水渠18的出水通过分配水渠18池壁上设置的附壁闸板阀分流至膜池6。设置分配水渠18是为了后续膜池6进水均匀。具体实施例中，分配水渠18后可设置两个或以上膜池6，进而提升系统的水处理速率，设置分配水渠18就能保证后续多组膜池6进水均匀。

进一步的，作为本实用新型所述的一种通过高浓度活性污泥处理有机污染物的系统的一种具体实施方式，膜池6中的膜设置为mbr膜组件。mbr膜组件对活性污泥进行截留，增强系统的稳定性，保证出水水质，提高膜池6的污泥浓度。水穿过mbr膜组件流至出水管道中。

基于本实用新型所述的一种通过高浓度活性污泥处理有机污染物的系统实现的污水处理工艺，该工艺包括以下步骤，具体如图5所示：

步骤一：污水经过预处理之后，首先进入厌氧池1，一级缺氧池2的回流污泥通过第一回流机构7进入厌氧池1后与污水在厌氧池1中混合，第一回流机构7的回流比为1.5~2.5；这一步既克服了传统a2/o工艺中硝态氮对厌氧释磷的不利影响，提高生物除磷效果，因为预处理进水中污泥含量几乎没有，所以将一级缺氧池2中的污泥回流至厌氧池1中，又提高了厌氧池1污泥浓度，从而提高了活性污泥处理有机污染物的效率；

步骤二：厌氧池1的出水进入一级缺氧池2中，一级好氧池3的回流污泥通过第二回流机构8进入一级缺氧池2后与厌氧池1的出水在一级缺氧池2中混合，一级缺氧池2形成局部同步硝化反硝化区域，第二回流机构8的回流比为2~4；一级好氧池3的回流污泥增加了一级缺氧池2中活性污泥的浓度，一级缺氧池2中利用原有进水中的原始碳源为营养物质，而且缺氧状态下发生反硝化作用，一级好氧池3的回流污泥会将部分氧气带入一级缺氧池2中，故氧气能促使硝化作用，从而在一级缺氧池2中形成了局部同步硝化反硝化区域，强化生物处理效果，同时在一级缺氧池2中单位池容的反硝化速率明显提高，能够高效、稳定地去除回流污泥中的硝酸盐，污泥稳定性明显改善；

步骤三：一级缺氧池2的出水进入一级好氧池3中，膜池6的回流污泥通过第四回流机构10进入一级好氧池3后与一级缺氧池2的出水在一级好氧池3中混合，同时在一级好氧池3中投放除磷药剂，第四回流机构10的回流比为3~5；膜池6的回流污泥能大幅度提高一级好氧池3的活性污泥浓度，在一级好氧池3中将有机物彻底去除，同时去除部分氨氮，水中的有机物被分解成氮盐，被氧化后就形成硝态氮，硝态氮多了，硝酸盐就多了，那么反硝化作用中就有高浓度的硝酸盐，故促进了一级缺氧池2的反硝化作用，在一级好氧池3中投加除磷药剂，除磷药剂能够在好氧状态下吸磷，确保出水的总磷指标；

步骤四：一级好氧池3的出水进入二级缺氧池4中，二级好氧池5的回流污泥通过第三回流机构9进入二级缺氧池4后与一级好氧池3的出水在二级缺氧池4中混合，同时在二级缺氧池4中补充碳源，第三回流机构9的回流比为1~2；二级好氧池5的回流污泥能大幅度提高二级缺氧池4中的活性污泥的浓度，补充的新的碳源能够为反硝化作用提供足够的营养物质，确保二级缺氧池4的反硝化作用，也弥补了一级好氧池3硝化作用不充分的情况，保证出水总氮指标；

步骤五：二级缺氧池4的出水进入二级好氧池5中，在二级好氧池5中发生硝化反应；二级好氧池5对氨氮进行充分硝化；

步骤六：二级好氧池5的出水进入膜池6，膜池6对活性污泥进行截留，实现固液分离后，清水排出。

该污水处理工艺的总回流量是进水量的8~14倍，实现了大比例回流，而且强化了硝化作用，同时增强了同步硝化反硝化作用，污泥产率低，有机物去除率高，水处理效率好，对水质水量的变化适应力强，耐冲击负荷强。而且在本实用新型所述工艺中所述的大比例回流处理下，厌氧池1、一级缺氧池2、一级好氧池3、二级缺氧池4、二级好氧池5以及膜池6中的高效活性污泥浓度梯度如图6所示。

如下面表1和表2所示，表1为改造前给水监测结果一览表，表2为改造后废水监测结果一览表。

表1改造前废水监测结果一览表

表2改造后废水监测结果一览表

从表1和表2可以看出，最终经过所述污水处理工艺处理过后的水质，达到了综合排放标准（db14/1928-2019），而且与改造前废水处理结果相比，有机物去除率高，水处理效率好，对水质水量的变化适应力强。

以上具体结构和数据是对本实用新型的较佳实施例进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或者替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。