一种污水生物处理反应池 技术领域：
本发明为土木工程和环境保护工程所涉及的污水处理的技术领域，具体涉及污水处理厂的一种交替运行均匀鼓风曝气的污水生物处理反应池。
背景技术：
目前，在污水处理厂设计运行过程中都涉及污水生物处理反应池，污水通过生物反应池内活性污泥的各种作用，降解污水中的污染物，达到排放标准后排放。
现有技术中的活性污泥系统主要由反应池、曝气系统、污泥回流系统和剩余污泥排放系统等组成。其中，反应池是由各种微生物组成的活性污泥与污水中的有机污染物质充分混合接触并进而将其分解的场所，是活性污泥工艺的核心。曝气系统的作用是向反应池供给微生物增长和分解有机污染物所必需的氧气，并起混合搅拌作用，使活性污泥与有机污染物质充分混合接触。曝气设备按曝气方式主要有机械表曝设备及鼓风曝气设备。基于电耗、充氧效率、曝气实现原理、MLSS适用范围、有效水深适用范围、D0调控水平及运行管理灵活性等多种因素分析，曝气系统多采用鼓风曝气，将压缩空气输送至曝气池中的扩散设备，以微气泡状态分散入混合液，使气泡中的氧迅速扩散至混合液中，供活性污泥生长。通过好氧条件下活性污泥的有机物降解作用、硝化作用及聚磷作用和缺、厌氧条件下的反硝化作用和释磷作用，实现污水中C、N、P污染物质均达标排放。
在传统的生物反应池中，各格曝气池之间的管渠或孔口连接产生的水头损失会使各格曝气池内的水位存在一定差异，由于布风管一般环状连接，各格曝气池的风压基本均衡，而各格曝气扩散装置一般安装置于同一高度，从而造成各曝气池布气不均。曝气池之间地水头损失的大小会对曝气池布气均匀性产生显著影响。该情况在交替运行鼓风曝气的污水生物处理工艺中尤为明显。由于边池与中池的水位差，造成中池曝气量比边池大很多，控制边池进气阀全开而中池进气阀仅开40％也较难满足要求。而边池较中池需要更多的气量，从而造成能量浪费，甚至影响污水处理效果。
另外，通过生物反应，曝气池中的污染物浓度随流程逐步降低，实际需氧量沿流程逐渐降低，而传统工艺中曝气装置均匀分布，造成生物反应池前段供氧量不足，而后段却供氧量过剩。该情况在常规推流式工艺中较为普遍。
以上两种情况均会造成供氧的不平衡，为满足各格曝气池氧量的需要，在必须充分利用各格反应池进气阀开启度线性调节的基础上必须加大鼓风供气量，从而造成供氧系统的能量浪费，增加污水处理厂日常的运行成本。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种可交替运行均匀鼓风曝气的污水生物处理反应池，解决传统反应池中各格曝气池由于水位差及污染物浓度变化造成的供氧不平衡问题，实现整个曝气系统合理布置并经济有效的目的。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种污水生物处理反应池，它主要包括反应池，设在池中的曝气扩散装置及搅拌装置，其特征在于：所述的反应池分为3个单元池，3个单元池之间管道贯通，每个单元池均设置曝气扩散装置及搅拌装置，两边的单元池设有进出水口、出水堰和污泥排放口。
附图说明：
图1为本发明的一种工艺设定周期(8hr)内反应池运行情况示意图
图2为本发明的另一种工艺设定周期(8hr)内反应池运行情况示意图
图3为本发明一实施例的上层平面布置示意图
图4为本发明一实施例的下层平面布置示意图
图5为本发明一实施例的立面布置示意图
图6为本发明中的曝气扩散装置布置示意图
图7为边格反应池与中格反应池曝气扩散装置安装标高差与设计处理流量及池间连通管尺寸关系表
具体实施方式：
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
本发明主要包括反应池，设在池中的曝气扩散装置1及搅拌装置2，其特征在于：所述的反应池分为3个单元池3，3个单元池之间管道贯通，每个单元池3均设置曝气扩散装置1及搅拌装置2，两边的单元池设有进出水口4、出水堰5和污泥排放口6。
在附图1和2中，S表示沉淀，DN表示厌氧、缺氧，t表示时序，N表示好氧硝化，T表示停留时间(h)。
本发明结合交替运行均匀鼓风曝气的污水生物处理工艺特点，根据污水处理规模及曝气池内水位的差异，调整曝气扩散装置的布置高度，改变原先的曝气扩散装置安装在同一高度，降低水位较低的中格曝气池内的曝气扩散装置的安装高度，解决传统反应池中各格曝气池由于水位差及污染物浓度变化造成的供氧不平衡问题，实现整个曝气系统合理布置。安装高度下降范围为3~12cm，以适应单池处理规模为0.1m3/s~0.5m3/s(约1~4万m3/d)的生物反应池(总处理规模约1~40万m3/d)的均匀供气要求。其具体特征如下：
1、生物反应池顺应传统活性污泥法一体化发展趋势，为新型的一体化活性污泥法。反应池外形为一矩形池体，均分3个相等的正方形单元池，3个单元池之间水力贯通，在单元池之间设有空气管12。每个单元池中均设置曝气扩散装置及搅拌装置，在单元池的一侧设有电动进风蝶阀7，另一侧设有电动进水阀门9，在单元池中设有水下搅拌器10，其中两边格具有曝气、沉淀双重功能，并设出水堰和剩余污泥排放口分别实现出水及剩余污泥的排放，还设有稳流配水阀11。
2、生物反应池的最大优点是交替运行和时间循环。污水可进入3个单元池中的任意一个，连续进水，周期交替运行。通过调整系统运行，可以实现污水处理过程的时空控制，形成好氧、厌氧和缺氧条件。灵活可变的水力设计易于更换进水点与出水点位置。
3、生物反应池交替运行具有如下特点：
反应池结构紧凑一体化，方形池可共用池壁。
无需另设二次沉淀池及污泥收集回流系统。
交替改变进水点，改善系统污泥负荷，可通过生物吸附再生作用有效抑制污泥膨胀。
可通过改变系统厌氧、缺氧及好氧时段的调节，实现污水的脱氮除磷。
沉淀格固液分离几乎在完全静止的条件下进行，可保证固液分离效果。
易于实现自动控制。根据好氧过程的DO检测、厌缺氧过程的ORP检测及反应池MLSS检测，通过改变进气量、改变进水点位置、改变好氧及厌缺氧时段，并利用沉淀末期的厌缺氧状态，高效实现系统的时空控制，去除污水中的有机物，实现污水的脱氮除磷功能。
4、三格生物反应池可简单实现①好氧进水、好氧、沉淀出水②沉淀出水、好氧、好氧进水并结合过渡阶段的传统活性污泥工艺，也可在不同的时段内依此实现①厌缺氧进水、好氧、沉淀出水②好氧、好氧进水、沉淀出水；③静沉、厌缺氧进水、沉淀出水④沉淀出水、好氧、厌缺氧进水⑤沉淀出水、好氧、厌缺氧进水⑥沉淀出水、好氧进水、好氧⑦沉淀出水、厌缺氧进水、静沉⑧厌缺氧进水、好氧、沉淀出水等各种运行模式的脱氮除磷工艺。
5、任意一格生物反应池内布置的搅拌装置在防止厌缺氧阶段污泥沉淀功能的同时，可在曝气阶段投入运行，增加活性污泥与进水有机物的充分混合搅拌功能。
6、根据大型生物反应池的具体特点，每格反应池在总进水点后分点布设，提高反应池的曝气和搅拌效果，并将进水点布置于水深下方，避免进水初期对池底曝气扩散装置的冲击作用。
7、根据大型生物反应池的具体特点，两边格反应池在总排泥点前布置排泥管网8，穿孔集泥管隔一定距离设置孔眼，孔眼向下与中垂线成45°夹角，并交叉排列。为提高剩余污泥排放浓度，降低后续污泥浓缩装置的处理负荷，反应池可在特定时段(如沉淀出水末期)进行间隙排泥。
8、大型生物反应池由于单格反应池尺寸较大，为避免两边格出水短流，中格与两边格通过池底连通管实现水力贯通，将两边格的进出口设置在池底的正中央，使出水流态在方形池内尽量一致，避免由于采用中隔墙池壁连通孔导致的出水不均及相邻格之间的功能干扰。两边格同时布置稳流筒，防止进水对沉淀污泥的扰动，并改善配水效果。另外将中格反应池的进出口设置在靠近两边格处，以结合中格的曝气或搅拌功能特点，避免中格的进出水短流。
9、在采用环状进气管及各格反应池进气阀进气量线性可调控制的基础上，根据生物反应池交替运行的特点，在常规曝气扩散装置布置方式的基础上，适当降低中格反应池的曝气扩散装置的安装高度，以避免不同格反应池由于水位差造成供气量的显著不均。
10、基于不同格生物反应池中污染物浓度的变化，调整两边格与中格反应池的曝气量，适当放大两边格的曝气量，实现整个流程上渐减曝气的推流式工艺特点。
本发明的上述特征构成的污水处理工艺具有显著的技术特点：
其一，体现了整个系统的渐减曝气活性污泥法与单格反应池的完全混合活性污泥法相结合的技术特点。通过调整反应池边格与中格的进气量布置，克服普通活性污泥法中供氧、需氧不平衡的问题。同时，通过曝气装置在不同格的安装高度的具体布置，解决了不同格反应池水位差异对鼓风系统引起的显著的供风不均匀影响。
其二，体现了污水处理系统一体化的技术特点。在充分吸纳T型氧化沟系统运行灵活而且无需二沉池及污泥回流系统的基础上，改进了曝气方式，改善了不同格反应池的曝气效果，增加了有效水深，减少了占地面积，改单池推流方式为完全混合方式，使整个处理系统的活性污泥处于完全相同的负荷，提高了微生物的代谢速率。交替运行的工艺特点在解决传统SBR工艺间隙运行问题的同时吸纳了AAO工艺及倒置AAO工艺的技术特点。
其三，体现了污水综合处理以实现达标排放的技术特点。在实现污水高效处理的同时，减少了污泥产量。同时，集约化的设计有助于污水处理构筑物的封闭式布置，可实现污水、污泥产生气体的有效收集和综合处置。
其四，体现了现代污水处理工艺与现代控制技术进步相结合的技术特点。交替运行的工艺特点利用先进的自控系统易于实现污水处理系统运行的可靠性、灵活性。
其五，体现了现代污水处理工艺的模块化技术特点。在集约化、规则化设计的同时，易于实现整个系统的模块分组，增强了该污水处理工艺在大、中、小型污水处理厂中的适用能力。