一种节能降耗型污水脱氮除磷系统的制作方法

本实用新型涉及污水脱氮除磷系统的技术领域，具体来说，涉及一种节能降耗型污水脱氮除磷系统。

背景技术：

近年来，随着水环境问题的日益加剧，国家和地方对环境保护工作高度重视，纷纷加大力度，排入地表水环境的污水排放指标越来越严格，普遍要求达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（gb18921-2002）的一级a标准，多地如北京、天津、长三角地区、黄河流域等提出更严格的地方标准，要求达到地标类四类甚至更高的标准。除codcr标准严格外，tn、tp、nh3-n等指标的要求也更为严格，对处理工艺要求提出了新的挑战。

基于排放标准的提标，目前，传统的污水脱氮除磷系统多采用a2/o+mbr组合工艺，因其具有污染物去除效果好，特别是脱氮除磷功能较好，出水相对稳定，各项指标可全面达标等优势，在越来越多的城镇及农村污水厂、站得到广泛的应用。但随之而来的运行方面的经济性问题也显露出来，现有a2/o+mbr工艺多采用水平推流型式依次经过各生化处理池，混合液回流依靠回流泵提升，厌氧、缺氧依靠机械搅拌，机电设备多、耗电量大；同时脱氮除磷需要消耗碳源，污水厂站往往存在碳源不足或利用不充分的情况，需要额外投加碳源，导致药剂投加量大，造成了运行费用高、设备维护工作量大，给政府和运营单位带来了一定的经济压力。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

针对相关技术中的上述技术问题，本实用新型提出一种节能降耗型污水脱氮除磷系统，除了具有良好的有机物去除和脱氮除磷功能，出水水质优良以外，还具备机电设备少，碳源利用率高的特征，从而节省电耗及药剂消耗，减轻设备维护工作量。

为实现上述技术目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种节能降耗型污水脱氮除磷系统，包括由前至后依次连通的厌氧池、缺氧池、好氧池和mbr池，所述厌氧池内与所述缺氧池内各设置有曲折流道，所述曲折流道由沿前后方向间隔排布的多块竖直的分隔板形成，相邻两块所述分隔板上下交错。

进一步地，所述好氧池内的下部设置有多个管式微孔曝气器，所有的所述管式微孔曝气器均通过管路连接第一鼓风机。

进一步地，所述管式微孔曝气器的数量共有四组，四组所述管式微孔曝气器沿由前至后的方向间隔排布并且曝气比例为3:4:2:1。

进一步地，所述mbr池内设置有膜组器，所述膜组器包括膜支架、空气吹扫系统以及设置在其内的微滤膜，所述膜组器的进气口通过管路连接有第二鼓风机，所述膜组器的出水口连接有出水管，所述出水管上设置有自吸泵。

进一步地，所述厌氧池内设置有三块所述分隔板，最前方的所述分隔板与所述厌氧池的内壁之间形成厌氧第一反应室，最前方的所述分隔板与相邻的所述分隔板之间形成厌氧第二反应室。

进一步地，所述缺氧池内设置有七块分隔板，最前方的所述分隔板与所述缺氧池的内壁之间形成缺氧第一反应室。

进一步地，所述厌氧第一反应室、所述厌氧第二反应室以及所述缺氧第一反应室各通过一根进水管连接污水水源。

进一步地，所述第一鼓风机还分别连接有至少四个气提回流装置，所述气提回流装置包括空气管道、电磁阀和污水管道，所述电磁阀设置在所述空气管道上，所述空气管道分别连接所述第一鼓风机和所述污水管道，第一个所述气提回流装置的污水管道的下端进水口位于所述mbr池内且上端出水口位于所述好氧池内，第二个所述气提回流装置的污水管道的下端进水口位于所述好氧池内且上端出水口位于所述缺氧池内，第三个所述气提回流装置的污水管道的下端进水口与上端出水口均位于所述缺氧池内，第四个所述气提回流装置的污水管道的下端进水口位于所述缺氧池内且上端出水口位于所述厌氧池内。

本实用新型的有益效果：1）厌氧池和缺氧池内的曲折流道可达到垂直折流的效果有利于泥水混合，省去了推流及搅拌设备；通过气提回流装置的应用省去了回流泵，因此，具有设备少、维护简单、电耗低、节约电能的特点；

2）无需初沉池，通过曲折流道的垂直折流效果有利于原污水中分离出来的颗粒态慢速降解有机物（初沉污泥）和活性污泥微生物死亡或破裂后自溶释放出来的可被利用的基质作为碳源，同时多个进水管的设计提高了原污水中碳源的利用率，因此，系统对外加碳源需求量低，大大降低了碳源的药剂消耗；

3）气提回流装置的应用可优化脱氮除磷的反应环境，保证了较高的生物脱氮除磷去除率，同时节省了化学除磷的药剂量；

4）整个系统的污泥浓度处于较高的水平，单位体积的生化池的生化作用更明显，微滤膜的应用有着出色的固液分离效果，因此污染物去除更彻底，出水水质更稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本实用新型实施例所述的节能降耗型污水脱氮除磷系统的示意图。

图中：

1、厌氧池；2、缺氧池；3、好氧池；4、mbr池；5、分隔板；6、管式微孔曝气器；7、第一鼓风机；8、膜组器；9、第二鼓风机；10、自吸泵；11、进水管；12、气提回流装置。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，根据本实用新型实施例所述的一种节能降耗型污水脱氮除磷系统，包括由前至后依次连通的厌氧池1、缺氧池2、好氧池3和mbr池4，所述厌氧池1内与所述缺氧池2内各设置有曲折流道，所述曲折流道由沿前后方向间隔排布的多块竖直的分隔板5形成，相邻两块所述分隔板5上下交错。

在本实用新型的一个具体实施例中，所述好氧池3内的下部设置有多个管式微孔曝气器6，所有的所述管式微孔曝气器6均通过管路连接第一鼓风机7。

在本实用新型的一个具体实施例中，所述管式微孔曝气器6的数量共有四组，四组所述管式微孔曝气器6沿由前至后的方向间隔排布并且曝气比例为3:4:2:1。

在本实用新型的一个具体实施例中，所述mbr池4内设置有膜组器8，所述膜组器8包括膜支架、空气吹扫系统以及设置在其内的微滤膜，所述膜组器8的进气口通过管路连接有第二鼓风机9，所述膜组器8的出水口连接有出水管，所述出水管上设置有自吸泵10。

在本实用新型的一个具体实施例中，所述厌氧池1内设置有三块所述分隔板5，最前方的所述分隔板5与所述厌氧池1的内壁之间形成厌氧第一反应室，最前方的所述分隔板5与相邻的所述分隔板5之间形成厌氧第二反应室。

在本实用新型的一个具体实施例中，所述缺氧池2内设置有七块分隔板5，最前方的所述分隔板5与所述缺氧池2的内壁之间形成缺氧第一反应室。

在本实用新型的一个具体实施例中，所述厌氧第一反应室、所述厌氧第二反应室以及所述缺氧第一反应室各通过一根进水管11连接污水水源。

在本实用新型的一个具体实施例中，所述第一鼓风机7还分别连接有至少四个气提回流装置12，所述气提回流装置12包括空气管道、电磁阀和污水管道，所述电磁阀设置在所述空气管道上，所述空气管道分别连接所述第一鼓风机7和所述污水管道，第一个所述气提回流装置12的污水管道的下端进水口位于所述mbr池4内且上端出水口位于所述好氧池3内，第二个所述气提回流装置12的污水管道的下端进水口位于所述好氧池3内且上端出水口位于所述缺氧池2内，第三个所述气提回流装置12的污水管道的下端进水口与上端出水口均位于所述缺氧池2内，第四个所述气提回流装置12的污水管道的下端进水口位于所述缺氧池2内且上端出水口位于所述厌氧池1内。

为了方便理解本实用新型的上述技术方案，以下通过具体使用方式对本实用新型的上述技术方案进行详细说明。

本实用新型所述的节能降耗型污水脱氮除磷系统包括厌氧池1、缺氧池2、好氧池3、mbr池4、多点进水装置和气提回流装置12等。

厌氧池1通过在内部设置三块分隔板5可形成四个反应室，四个反应室形成一条曲折流道，缺氧池2通过在内部设置七块分隔板5可形成八个反应室，八个反应室形成一条曲折流道，污水在曲折流道内呈向上流和向下流交替的垂直折流水流状态，通过水力作用与反应室内的活性污泥进行充分接触混合，完成在缺氧状态下的反硝化反应和在厌氧状态下的聚磷菌释磷。分隔板5采用pvc材料制成。垂直折流状态下，厌氧池1和缺氧池2内的污泥浓度为6000-8000mg/l，处理效率高，污泥不易流失。这种垂直折流的方式无需借助潜水搅拌器、推进器的机械混合作用，节省了动力消耗，同时避免了短流，使污水在反应室内循环路径加长，使得生化反应更为充分。

好氧池3内的生化工艺采用管式微孔曝气器6，污水在好氧池3内为水平推流状态，沿池长方向（即前后方向）分别设置四组管式微孔曝气器6进行分段曝气，参考3:4:2:1的比例分配各段曝气，将好氧池3内前端进水段和中间两段的溶解氧控制在2-4mg/l，后端出水段的溶解氧1-2mg/l，保证污泥不沉淀即可。分段曝气的方式有利用于根据进出水水质灵活调节各段曝气量，保证好氧池3充分发挥去除有机物、硝化反应以及生物除磷作用；同时可以节省后端出水段的曝气量，降低能耗，也避免了硝化液回流携带大量的剩余溶解氧，影响厌氧池1、缺氧池2功能的发挥。

mbr池4内设置有膜组器8，膜组器8包括微滤膜和膜支架及空气吹扫系统，将微滤膜置于膜支架内，空气吹扫系统设于膜支架底部，mbr池4中会形成8000－12000mg/l超高浓度的活性污泥浓度，使污染物分解彻底，然后依靠微滤膜的高效固液分离性能进行出水，使活性污泥不随出水流失，实现了水力停留时间（hrt）和泥龄（str）完全分离，因此出水水质良好、稳定，出水细菌、悬浮物和浊度接近于零，并可截留粪大肠菌等生物性污染物，保证出水达到一级a、地表类四类等较严格的排放要求。

多点进水装置由三根进水管11及配套的阀门组成，原污水直接向厌氧池1、缺氧池2中的总共三个反应室分别进水，省去了常规工艺的初沉池这一预处理环节，减少了初沉池设备，避免了初沉池对碳源的消耗。将厌氧池1内的最前侧分隔板5前方的反应室命名为厌氧第一反应室且将该分隔板5后方的反应室命名为厌氧第二反应室，将缺氧池2内最前侧分隔板5前方的反应室命名为缺氧第一反应室。厌氧第一反应室、厌氧第二反应室和缺氧第一反应室各对应一根进水管11以形成进水点，其中，厌氧第一反应室利用原污水中的有机物做为碳源用于硝化液回流所携带的剩余的溶解氧，并进行预脱氮，减小硝酸盐对除磷的影响；厌氧第二反应室利用原污水中的碳源用于微生物在厌氧状态下吸收有机底物并充分释放磷，从而保证后续好氧聚磷效果，充分发挥生物除磷的效率；缺氧第一反应室利用原污水中的有机物做为碳源，为反硝化菌提供电子供体，将回流混合液的硝酸盐和亚硝酸盐还原为氮气，从而保证良好的生物脱氮效果。各进水点的进水比例需根据原污水特点确定。多点进水装置可充分利用原污水中的可生物降解溶解性有机碳，提高原污水中的碳源利用率。一般c/n≥3.0的城镇和农村污水无需额外投加碳源。

回流点的数量为四个，分别用于实现从mbr池4向好氧池3的污泥回流，从好氧池3至缺氧池2的污泥回流，缺氧池2内部的污泥回流以及从缺氧池2至厌氧池1的污泥回流，污泥回流均通过气提方式的实现，每个回流点设1-3个气提回流装置12，总回流比一般为600-1000%，气提回流装置12包括空气管道、电磁阀和污水管道，气提回流装置12可以通过控制电磁阀的开闭状态和数量，控制和调配各回流点的回流量。通过多点回流，可实现以下功能：1）维持生化系统较高的污泥浓度，保证系统的处理效率；2）缓解脱氮与除磷的相互影响，保证硝化与反硝化反应和生物除磷都得以正常发挥；3）增加系统的抗冲击负荷能力，由于回流量较大，当原污水在一段时间内波动较大时，对该工艺系统的污泥和出水水质的影响较小。

具体使用时，原污水经格栅、沉砂分别去除较大悬浮物和沙砾后即可进入本系统。原污水通过三个进水点分别向厌氧池1、缺氧池2进水，进水点为厌氧第一反应室、厌氧第二反应室或缺氧第一反应室，各进水点可通过阀门组进行水量分配和调节。

厌氧池1和缺氧池2内通过分隔板5分成多个反应室，先将分隔板5与池壁之间涂刷硅酮结构胶，保证接触面紧密贴合不漏水，再采用膨胀螺栓固定，污水依靠重力依次以向下流和向上流交替的垂直折流方式流经厌氧池1和缺氧池2的各个反应室。在厌氧池1内，位于缺氧池2中间的反应室回流的混合液会进入厌氧第一反应室，混合液中带有的部分溶解氧，在此得到消耗，部分硝酸盐被还原为氮气，部分有机物发生水解，经过垂直折流，污水在进入厌氧第二反应室以及厌氧第三反应室后，溶解氧浓度迅速下降，进入厌氧状态，聚磷菌吸附的磷被充分释放，提高系统的除磷能力；在缺氧池2内，部分原污水、厌氧池1的出水、好氧池3回流的混合液以及位于缺氧池2最后侧反应室回流的混合液会一起进入缺氧第一反应室，消耗溶解氧，在缺氧池2的缺氧第二反应室和缺氧第三反应室内，溶解氧浓度迅速下降，反硝化菌可以充分地利用污水中的碳源，在停留时间及水流路径均较长的缺氧池2中，可将反硝化反应进行得非常彻底。

厌氧池1和缺氧池2出水溢流进入好氧池3内。在好氧池3内沿池长方向分别设置4个管式微孔曝气器6进行分段曝气，为微生物提供氧气，曝气方式采用管式微孔曝气器6实现，充氧效率高，管式微孔曝气器6设调节阀门可调节曝气强度，以保证硝化反应的彻底进行，同时降解水中的有机污染物。

好氧池3的出水自流进入mbr池4内，进一步进行好氧生化反应，同时mbr池4内设膜组器8进行泥水分离，将活性污泥截留在mbr池4内，清水经自吸泵10抽吸出水，可以达到甚至由于一级a和地表类四类标准，ss几乎为零，消毒后排放。截留的污泥经气提回流装置12回流至好氧池3的前端，以保证好氧污泥浓度。

综上所述，借助于本实用新型的上述技术方案，厌氧池和缺氧池内的曲折流道可达到垂直折流的效果有利于泥水混合，省去了推流及搅拌设备；通过气提回流装置的应用省去了回流泵，因此，具有设备少、维护简单、电耗低、节约电能的特点；无需初沉池，通过曲折流道的垂直折流效果有利于原污水中分离出来的颗粒态慢速降解有机物（初沉污泥）和活性污泥微生物死亡或破裂后自溶释放出来的可被利用的基质作为碳源，同时多个进水管的设计提高了原污水中碳源的利用率，因此，系统对外加碳源需求量低，大大降低了碳源的药剂消耗；气提回流装置的应用可优化脱氮除磷的反应环境，保证了较高的生物脱氮除磷去除率，同时节省了化学除磷的药剂量；整个系统的污泥浓度处于较高的水平，单位体积的生化池的生化作用更明显，微滤膜的应用有着出色的固液分离效果，因此污染物去除更彻底，出水水质更稳定。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。