一种污水处理设备及方法.pdf

一种污水处理设备及方法，设备包括曝气沉淀池C、D，它们通过导流管E相连，曝气沉淀池C的污水进水口通过阀门1和污水泵A相连，曝气沉淀池D的污水进水口通过阀门2和污水泵A相连，曝气沉淀池C的清水出水口通过阀门7和污水排放管G相连，曝气沉淀池D的清水出水口通过阀门8和污水排放管G相连，曝气沉淀池C、D分别通过阀门3、4和曝气设备B相连，曝气沉淀池C的底部和排污阀门5相连，曝气沉淀池D的底部和排污阀门6相连，通过交替进水曝气、沉淀分离运行，可自动实现污水和污泥回流，具有较好的降解有机物和脱氮除磷效果，整个运行过程可由电脑实行全自动调节控制，所需设备少、操作管理方便，投资运行费用低。

1、  一种污水处理设备，包括两个相同的曝气沉淀池(C)和曝气沉淀池(D)，其特征在于：曝气沉淀池(C)的(C4)出入口和曝气沉淀池(D)的(D4)出入口通过导流管(E)相连，曝气沉淀池(C)的污水进水口(C1)通过进水阀门(1)和污水泵(A)相连，曝气沉淀池(D)的污水进水口(D1)通过进水阀门(2)和污水泵(A)相连，曝气沉淀池(C)的清水出水口(C2)通过出水阀门(7)和污水排放管(G)相连，曝气沉淀池(D)的清水出水口(D2)通过出水阀门(8)和污水排放管(G)相连，曝气沉淀池(C)的进气口(C5)通过供气阀门(3)和曝气设备(B)的出气口相连，曝气沉淀池(D)的进气口(D5)通过供气阀门(4)和曝气设备(B)的出气口相连，曝气沉淀池(C)的底部的(C3)排污口和排泥阀门(5)相连，曝气沉淀池(D)的底部的(D3)排污口和排泥阀门(6)相连。

2、  一种污水处理方法，通过周期性重复运行，其特征在于：每个周期的过程为：
第一步，进水阀(1)、出水阀(8)打开，随之污水泵(A)开启，污水进入曝气沉淀池(C)，此时，(C)池污泥浓度高，污泥便依次存在缺氧、厌氧状态，0.5-1.0小时后供气阀(3)打开、曝气设备(B)开启，曝气沉淀池(C)进行着充氧曝气和生物降解，泥水混合物由导流管(E)进入曝气沉淀池(D)进行沉淀分离，处理后污水经出水阀(8)排出。
第二步，曝气沉淀池(C)进水5.0-6.0小时后，污水泵(A)、进水阀(1)、出水阀(8)同时关闭，停止进水，0.5-1.0小时后，曝气设备(B)、供气阀(3)同时关闭，系统处于闲置静沉状态，0.5小时后，闲置静沉结束，
第三步，进水阀(2)、出水阀(7)打开，随之污水泵(A)开启，污水进入曝气沉淀池(D)，此时，曝气沉淀池(D)污泥浓度高，污泥便依次进入缺氧、厌氧状态，0.5-1.0小时后供气阀(4)打开、曝气设备(B)开启进行充氧曝气和生物降解，泥水混合物由导流管(E)进入曝气沉淀池(C)进行沉淀分离，处理后污水由出水阀(7)排放。
第四步，曝气沉淀池(D)进水5.0-6.0小时后，污水泵(A)、进水阀(2)、出水阀(7)同时关闭，停止进水，0.5-1.0小时后，曝气设备(B)、供气阀(4)同时关闭，系统处于闲置静沉状态，0.5小时后，闲置静沉结束，
接下来，污水又进入曝气沉淀池(C)，开始一个新的运行周期，运行流程同上。

3、  根据权利要求2所述的一种污水处理方法，其特征在于：曝气采用鼓风曝气或射流曝气方式，曝气沉淀池中污泥浓度的范围为2000-5000mg/l，曝气风量为3.0-5.5m³(空气)/m³(污水)·h。

4、  根据权利要求2所述的一种污水处理方法，其特征在于：剩余污泥的排放是当曝气沉淀池处于沉淀分离状态时进行排泥的。

5、  根据权利要求2所述的一种污水处理方法，其特征在于：整个运行过程由电脑自动控制系统实行全自动控制。

一种污水处理设备及方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，特别涉及一种污水处理设备及方法。
背景技术
在污水处理中，主要去除的污染物为有机物，有时还要脱氮除磷，目前所采用的处理方法有传统活性污泥法、序批式活性污泥法、厌氧-缺氧-好氧方法及氧化沟方法等。传统活性污泥法主要由曝气池、沉淀池、曝气系统、污泥回流系统和剩余污泥排放系统组成，其工作原理为污水进入曝气池进行生物降解后再进入沉淀池进行泥水分离后出水，沉淀池中污泥部分回流至曝气池保持其稳定的污泥浓度，剩余污泥经污泥排放系统排出。该方法对污水中有机物有较好的去除，但污水中的氮、磷等物质去除效果较差，所以一般应用于对氮、磷去除无要求的污水处理中。序批式活性污泥法是在同一个池中依次完成进水、曝气、沉淀、排水、闲置五个过程，形成一个周期，通过周期性运行达到去除有机污染物的目的，同时还具有脱氮除磷效果，所需的主要设备有曝气系统、滗水器、搅拌器等。该方法由于所有过程都在同一个池中进行，所以间歇时间长，单位时间处理水量少。为了保证在沉淀时排放水质的要求，需采用专门的排水系统-滗水器，增加了投资，同时增加了运行管理维护的难度。厌氧-缺氧-好氧方法和氧化沟方法在运行时都能够产生厌氧、缺氧、好氧条件，所以可去除有机物及脱氮除磷，但需要专门的污泥回流系统，在厌氧-缺氧-好氧方法中还需污水回流系统，故所用设备较多，占地面积大，投资费用高、操作管理不方便，在中小规模污水处理中使用不经济。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明提供了一种污水处理设备及方法，具有流程简单、所需附属设备少、运行管理方便、处理效果较好的特点。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种污水处理设备，包括两个相同的曝气沉淀池，即曝气沉淀池C和曝气沉淀池D，曝气沉淀池C的C4出入口和曝气沉淀池D的D4出入口通过导流管E相连，曝气沉淀池C的污水进水口C1通过进水阀门1和污水泵A相连，曝气沉淀池D的污水进水口D1通过进水阀门2和污水泵A相连，曝气沉淀池C的清水出水口C2通过出水阀门7和污水排放管G相连，曝气沉淀池D的清水出水口D2通过出水阀门8和污水排放管G相连，曝气沉淀池C的进气口C5通过供气阀门3和曝气设备B的出气口相连，曝气沉淀池D的进气口D5通过供气阀门4和曝气设备B的出气口相连，曝气沉淀池C的底部的C3排污口和排泥阀门5相连，曝气沉淀池D的底部的D3排污口和排泥阀门6相连。
污水分别通过阀门1和阀门2进入曝气沉淀池C和曝气沉淀池D，处理后污水分别通过阀门7和阀门8排出；曝气沉淀池C和曝气沉淀池D中氧的需求是通过阀门3和阀门4由曝气设备B供给的，其剩余污泥是通过阀门5和阀门6排放的。
本发明的工作原理为：
当污水进入曝气沉淀池C时，首先是缺氧混合过程，污水依次处于缺氧、厌氧状态，反硝化细菌进行脱氮、厌氧发酵菌进行厌氧发酵、聚磷菌厌氧放磷；接着进行曝气，好氧微生物分解有机物，同时硝化细菌进行硝化，聚磷菌过量吸磷，通过剩余污泥的排放除磷，泥水混合液进入曝气沉淀池D进行泥水分离，上清液排放。当污水进入曝气沉淀池D，通过曝气沉淀池C进行污水分离排水时，曝气沉淀池D也一样存在交替的缺氧、厌氧、好氧状态，同样能去除有机物及具有脱氮除磷效果。
本发明的方法通过周期性重复运行，每个周期的过程如下：
第一步，进水阀1、出水阀8打开，随之污水泵A开启，污水进入曝气沉淀池C，此时，曝气沉淀池C污泥浓度高，污泥便依次存在缺氧、厌氧状态；0.5-1.0小时后供气阀3打开、曝气设备B开启，曝气沉淀池C进行着充氧曝气和生物降解，泥水混合物由导流管E进入曝气沉淀池D进行沉淀分离，处理后污水经出水阀8排出，
第二步，曝气沉淀池C进水5.0-6.0小时后，污水泵A、进水阀1、出水阀8同时关闭，停止进水，0.5-1.0小时后，曝气设备B、供气阀3同时关闭，装置处于闲置静沉状态，0.5小时后，闲置静沉结束，
第三步，进水阀2、出水阀7打开，随之污水泵A开启，污水进入曝气沉淀池D，此时，曝气沉淀池D污泥浓度高，污泥便依次进入缺氧、厌氧状态，0.5-1.0小时后供气阀4打开、曝气设备B开启进行充氧曝气和生物降解，泥水混合物由导流管E进入曝气沉淀池C进行沉淀分离，处理后污水由出水阀7排放，
第四步，曝气沉淀池D进水5.0-6.0小时后，污水泵A、进水阀2、出水阀7同时关闭，停止进水，0.5-1.0小时后，曝气设备B、供气阀4同时关闭，装置处于闲置静沉状态，0.5小时后，闲置静沉结束，
接下来，污水又进入曝气沉淀池C，开始一个新的运行周期，运行流程同上。
曝气采用鼓风曝气或射流曝气方式，风量根据曝气时污泥浓度的大小由电脑自动控制系统自动调节，曝气沉淀池中污泥浓度的范围为2000-5000mg/l，曝气风量为3.0-5.5m³(空气)/m³(污水)·h。
剩余污泥的排放是当曝气沉淀池处于沉淀分离状态时进行排泥的。
整个运行过程由电脑自动控制系统实行全自动控制。
由于通过交替进水曝气、沉淀分离运行，可自动实现污水和污泥回流，无需专门的回流设备，具有较好的降解有机物和脱氮除磷效果，整个运行过程由电脑自动控制系统设置后，实行全自动调节控制，所需设备少、操作管理方便，投资运费用低。
附图说明
附图为本发明的结构原理和工作原理示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步描述。
参见附图，本发明是在传统活性污泥法和序批式活性污泥法基础上改进而成，它的设备部分需要两个相同的曝气沉淀池，即曝气沉淀池C和曝气沉淀池D，曝气沉淀池C的C4出入口和曝气沉淀池D的D4出入口通过导流管E相连，曝气沉淀池C的污水进水口C1通过进水阀门1和污水泵A相连，曝气沉淀池D的污水进水口D1通过进水阀门2和污水泵A相连，曝气沉淀池C的清水出水口C2通过出水阀门7和污水排放管G相连，曝气沉淀池D的清水出水口D2通过出水阀门8和污水排放管G相连，曝气沉淀池C的进气口C5通过供气阀门3和曝气设备B的出气口相连，曝气沉淀池D的进气口D5通过供气阀门4和曝气设备B的出气口相连，曝气沉淀池C的底部的C3排污口和排泥阀门5相连，曝气沉淀池D的底部的D3排污口和排泥阀门6相连。
污水分别通过阀门1和阀门2进入曝气沉淀池C和曝气沉淀池D，处理后污水分别通过阀门7和阀门8排出；曝气沉淀池C和曝气沉淀池D中氧的需求是通过阀门3和阀门4由曝气设备B供给的，其剩余污泥是通过阀门5和阀门6排放的。
本发明的工作原理为：
当污水进入曝气沉淀池C时，首先池中污泥浓度高，很快进入缺氧、厌氧状态，反硝化细菌进行脱氮、厌氧发酵菌进行厌氧发酵、聚磷菌厌氧放磷；接着进行曝气，好氧微生物分解有机物，同时硝化细菌进行硝化，聚磷菌过量吸磷，通过剩余污泥的排放除磷，曝气沉淀池C中的泥水混合液通过导流管进入曝气沉淀池D进行泥水分离后排放。当污水进入曝气沉淀池D，通过曝气沉淀池C进行沉淀排水时，曝气沉淀池D中也同样经历缺氧、厌氧、好氧过程，从而达到去除有机物和脱氮除磷效果。曝气沉淀池C在沉淀过程中，通过排泥阀排放剩余污泥，同时达到除磷效果；一个周期后，污水又进入曝气沉淀池C；这样，两池通过交替进水曝气，反复处于缺氧、厌氧、好氧状态，可有效去除有机物及氮、磷等物质。
附图中：A为污水泵；B为曝气设备；C为曝气沉淀池；D为曝气沉淀池；E为导流管；F为污泥排放管；G为污水排放管；1为进水阀；2为进水阀；3为供气阀；4为供气阀；5为排泥阀；6为排泥阀；7为出水阀；8为出水阀；C1为曝气沉淀池C的污水进水口；C2为曝气沉淀池C的清水出水口；C3为曝气沉淀池C的排污口；C4为曝气沉淀池C的污水出入口；C5为曝气沉淀池C的进气口；D1为曝气沉淀池D的污水进水口；D2为曝气沉淀池D的清水出水口；D3为曝气沉淀池D的排污口；D4为曝气沉淀池D的污水出入口；D5为曝气沉淀池D的进气口。
本发明的方法通过周期性重复运行，每个周期的过程如下：
第一步，进水阀1、出水阀8打开，随之污水泵A开启，污水进入曝气沉淀池C，此时，曝气沉淀池C污泥浓度高，污泥便依次存在缺氧、厌氧状态；0.5-1.0小时后供气阀3打开、曝气设备B开启，曝气沉淀池C进行着充氧曝气和生物降解，泥水混合物由导流管E进入曝气沉淀池D进行沉淀分离，处理后污水经出水阀8排出，
第二步，曝气沉淀池C进水5.0-6.0小时后，污水泵A、进水阀1、出水阀8同时关闭，停止进水，0.5-1.0小时后，曝气设备B、供气阀3同时关闭，系统处于闲置静沉状态，0.5小时后，闲置静沉结束，
第三步，进水阀2、出水阀7打开，随之污水泵A开启，污水进入曝气沉淀池D，此时，曝气沉淀池D污泥浓度高，污泥便依次进入缺氧、厌氧状态；0.5-1.0小时后供气阀4打开、曝气设备B开启进行充氧曝气和生物降解，泥水混合物由导流管E进入曝气沉淀池C进行沉淀分离，处理后污水由出水阀7排放，
第四步，曝气沉淀池D进水5.0-6.0小时后，污水泵A、进水阀2、出水阀7同时关闭，停止进水，0.5-1.0小时后，曝气设备B、供气阀4同时关闭，系统处于闲置静沉状态，0.5小时后，闲置静沉结束，
接下来，污水又进入曝气沉淀池C，开始一个新的运行周期，运行流程同上。
曝气系统采用鼓风曝气或射流曝气方式，风量根据曝气时污泥浓度的大小由电脑自动控制系统自动调节，曝气沉淀池中污泥浓度的范围为2000-5000mg/l，曝气风量为3.0-5.5m³(空气)/m³(污水)·h。剩余污泥的排放是当曝气沉淀池处于沉淀分离状态时进行排泥的。
下面以具体实施例对本发明的方法作更详细的描述。
采用本发明处理生活污水，试验设备中两曝气沉淀池的有效容积均为80L。
实施例1
第一步，进水阀1、出水阀8打开，随之污水泵A开启，污水进入曝气沉淀池C，此时，曝气沉淀池C污泥浓度为5000mg/l，污泥便依次存在缺氧、厌氧状态；0.5小时后供气阀3打开、曝气设备B开启，曝气风量为5.5m³(空气)/m³(污水)·h，曝气沉淀池C进行着充氧曝气和生物降解，泥水混合物由导流管E进入曝气沉淀池D进行沉淀分离，处理后污水经出水阀8排出，
第二步，曝气沉淀池C进水5.0小时后，污水泵A、进水阀1、出水阀8同时关闭，停止进水，此时曝气沉淀池C中的污泥浓度为2400mg/l，曝气设备的风量自动调节为3.5m³(空气)/m³(污水)·h；0.5小时后，曝气设备B、供气阀3同时关闭，系统处于闲置静沉状态，0.5小时后，闲置静沉结束，
第三步，进水阀2、出水阀7打开，随之污水泵A开启，污水进入曝气沉淀池D，此时，曝气沉淀池D污泥浓度为5000mg/l，污泥便依次进入缺氧、厌氧状态；0.5小时后供气阀4打开、曝气设备B开启进行充氧曝气和生物降解，曝气风量为5.5m³(空气)/m³(污水)·h，泥水混合物由导流管E进入曝气沉淀池C进行沉淀分离，处理后污水由出水阀7排放，
第四步，曝气沉淀池D进水5.0小时后，污水泵A、进水阀2、出水阀7同时关闭，停止进水，此时曝气沉淀池D中的污泥浓度为2400mg/l，曝气设备的风量自动调节为3.5m³(空气)/m³(污水)·h，0.5小时后，曝气设备B、供气阀4同时关闭，系统处于闲置静沉状态，0.5小时后，闲置静沉结束，
接下来，污水又进入曝气沉淀池C，开始一个新的运行周期，运行流程同上。
运行情况如下表所示：

实施例2
第一步，进水阀1、出水阀8打开，随之污水泵A开启，污水进入曝气沉淀池C，此时，曝气沉淀池C污泥浓度为5000mg/l，污泥便依次存在缺氧、厌氧状态；1.0小时后供气阀3打开、曝气设备B开启，曝气沉淀池C进行着充氧曝气和生物降解，曝气风量为5.5m³(空气)/m³(污水)·h，泥水混合物由导流管E进入曝气沉淀池D进行沉淀分离，处理后污水经出水阀8排出，
第二步，曝气沉淀池C进水5.0小时后，污水泵A、进水阀1、出水阀8同时关闭，停止进水，此时曝气沉淀池C中的污泥浓度为2400mg/l，曝气设备的风量自动调节为3.5m³(空气)/m³(污水)·h；1.0小时后，曝气设备B、供气阀3同时关闭，系统处于闲置静沉状态，0.5小时后，闲置静沉结束，
第三步，进水阀2、出水阀7打开，随之污水泵A开启，污水进入曝气沉淀池D，此时，曝气沉淀池D污泥浓度5000mg/l，污泥便依次进入缺氧、厌氧状态；1.0小时后供气阀4打开、曝气设备B开启进行充氧曝气和生物降解，曝气风量为5.5m³(空气)/m³(污水)·h，泥水混合物由导流管E进入曝气沉淀池C进行沉淀分离，处理后污水由出水阀7排放，
第四步，曝气沉淀池D进水5.0小时后，污水泵A、进水阀2、出水阀7同时关闭，停止进水，，此时曝气沉淀池D中的污泥浓度为2400mg/l，曝气设备的风量自动调节为3.5m³(空气)/m³(污水)·h；1.0小时后，曝气设备B、供气阀4同时关闭，系统处于闲置静沉状态，0.5小时后，闲置静沉结束，
接下来，污水又进入曝气沉淀池C，开始一个新的运行周期，运行流程同上。
运行情况如下表所示：

实施例3
第一步，进水阀1、出水阀8打开，随之污水泵A开启，污水进入曝气沉淀池C，此时，曝气沉淀池C污泥浓度5000mg/l，污泥便依次存在缺氧、厌氧状态；0.5小时后供气阀3打开、曝气设备B开启，曝气沉淀池C进行着充氧曝气和生物降解，曝气风量为5.5m³(空气)/m³(污水)·h，泥水混合物由导流管E进入曝气沉淀池D进行沉淀分离，处理后污水经出水阀8排出，
第二步，曝气沉淀池C进水6.0小时后，污水泵A、进水阀1、出水阀8同时关闭，停止进水，，此时曝气沉淀池C中的污泥浓度为2000mg/l，曝气设备的风量自动调节为3m³(空气)/m³(污水)·h；0.5小时后，曝气设备B、供气阀3同时关闭，系统处于闲置静沉状态，0.5小时后，闲置静沉结束，
第三步，进水阀2、出水阀7打开，随之污水泵A开启，污水进入曝气沉淀池D，此时，曝气沉淀池D污泥浓度5000mg/l，污泥便依次进入缺氧、厌氧状态；0.5小时后供气阀4打开、曝气设备B开启进行充氧曝气和生物降解，曝气风量为5.5m³(空气)/m³(污水)·h，泥水混合物由导流管E进入曝气沉淀池C进行沉淀分离，处理后污水由出水阀7排放，
第四步，曝气沉淀池D进水6.0小时后，污水泵A、进水阀2、出水阀7同时关闭，停止进水，此时曝气沉淀池D中的污泥浓度为2000mg/l，曝气设备的风量自动调节为3m³(空气)/m³(污水)·h；0.5小时后，曝气设备B、供气阀4同时关闭，系统处于闲置静沉状态，0.5小时后，闲置静沉结束，
接下来，污水又进入曝气沉淀池C，开始一个新的运行周期，运行流程同上。
运行情况如下表所示：

实施例4
第一步，进水阀1、出水阀8打开，随之污水泵A开启，污水进入曝气沉淀池C，此时，曝气沉淀池C污泥浓度5000mg/l，污泥便依次存在缺氧、厌氧状态；1.0小时后供气阀3打开、曝气设备B开启，曝气沉淀池C进行着充氧曝气和生物降解，曝气风量为5.5m³(空气)/m³(污水)·h，泥水混合物由导流管E进入曝气沉淀池D进行沉淀分离，处理后污水经出水阀8排出，
第二步，曝气沉淀池C进水6.0小时后，污水泵A、进水阀1、出水阀8同时关闭，停止进水，，此时曝气沉淀池C中的污泥浓度为2000mg/l，曝气设备的风量自动调节为3m³(空气)/m³(污水)·h；1.0小时后，曝气设备B、供气阀3同时关闭，系统处于闲置静沉状态，0.5小时后，闲置静沉结束，
第三步，进水阀2、出水阀7打开，随之污水泵A开启，污水进入曝气沉淀池D，此时，曝气沉淀池D污泥浓度为5000mg/l，污泥便依次进入缺氧、厌氧状态；1.0小时后供气阀4打开、曝气设备B开启进行充氧曝气和生物降解，曝气风量为5.5m³(空气)/m³(污水)·h，泥水混合物由导流管E进入曝气沉淀池C进行沉淀分离，处理后污水由出水阀7排放，
第四步，曝气沉淀池D进水6.0小时后，污水泵A、进水阀2、出水阀7同时关闭，停止进水，此时曝气沉淀池D中的污泥浓度为2000mg/l，曝气设备的风量自动调节为3m³(空气)/m³(污水)·h；1.0小时后，曝气设备B、供气阀4同时关闭，系统处于闲置静沉状态，0.5小时后，闲置静沉结束，
接下来，污水又进入曝气沉淀池C，开始一个新的运行周期，运行流程同上。
运行情况如下表所示：

综合以上几个实施例，当污水中进水平均浓度分别为：COD_Cr为400mg/L、BOD₅为210mg/L、总氮为53mg/L、总磷为3mg/L时，各指标的去除率分别为：COD_Cr为86％、总氮为81％、总磷为74％，处理效果好，运行稳定，无污泥膨胀，故而本发明具有较好的降解有机物和脱氮除磷效果，整个运行过程由电脑自动控制系统设置后，实行全自动调节控制，所需设备少、操作管理方便，投资运费用低。