公布日：2024.04.05

申請(qǐng)日：2024.02.20

分類號(hào)：C02F3/02(2023.01)I;C02F3/28(2023.01)I

摘要

本發(fā)明公開(kāi)了一種采用新控制邏輯及布局的生活污水處理設(shè)備及工藝，屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。其包括：進(jìn)水聚集反應(yīng)區(qū)、一次分離回流區(qū)、二次分離去磷區(qū)和設(shè)備中控區(qū)。本發(fā)明解決了現(xiàn)有傳統(tǒng)處理工藝運(yùn)行成本高、處理效果欠佳的問(wèn)題，通過(guò)采用創(chuàng)新反應(yīng)控制邏輯及結(jié)構(gòu)布局在聚集反應(yīng)區(qū)內(nèi)同步實(shí)現(xiàn)硝化反硝化，較大程度提高了反應(yīng)效率；且該工藝在聚集反應(yīng)區(qū)采用泥膜聚集工藝，既有固定微生物掛膜床又同步具備流化穩(wěn)定活性污泥，同時(shí)利用高頻曝氣→低頻曝氣→推流攪拌→氣提回流→靜置等幾個(gè)反應(yīng)階段進(jìn)行污水脫氮處理，并且可以通過(guò)智能模塊自動(dòng)調(diào)節(jié)運(yùn)行參數(shù)，高效、節(jié)能的保證出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

權(quán)利要求書(shū)

1.一種采用新控制邏輯及布局的生活污水處理設(shè)備，包括：進(jìn)水聚集反應(yīng)區(qū)(1)、一次分離回流區(qū)(2)、二次分離去磷區(qū)(3)和設(shè)備中控區(qū)(4)，其特征在于：所述進(jìn)水聚集反應(yīng)區(qū)(1)、一次分離回流區(qū)(2)、二次分離去磷區(qū)(3)和設(shè)備中控區(qū)(4)組成處理系統(tǒng)整體布局，進(jìn)水聚集反應(yīng)區(qū)(1)為活性污泥及組合掛膜填料聚集區(qū)(8)，進(jìn)水聚集反應(yīng)區(qū)(1)的底部設(shè)置有曝氣組件(5)、排空組件(6)和水下推流組件(7)，一次分離回流區(qū)(2)的上部設(shè)置有用于填料的斜管，二次分離去磷區(qū)(3)的上部設(shè)置有用于填料的斜管及藥劑投加管。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用新控制邏輯及布局的生活污水處理設(shè)備，其特征在于：所述進(jìn)水聚集反應(yīng)區(qū)(1)的內(nèi)部設(shè)置有導(dǎo)流板(10)、曝氣電磁閥(15)和氣提電磁閥(16)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種采用新控制邏輯及布局的生活污水處理設(shè)備，其特征在于：所述進(jìn)水聚集反應(yīng)區(qū)(1)的反應(yīng)邏輯順序?yàn)楦哳l曝氣→低頻曝氣→推流攪拌→氣提回流→靜置等待→高頻曝氣，且組合掛膜填料聚集區(qū)(8)的容積≮進(jìn)水聚集反應(yīng)區(qū)(1)總?cè)莘e30％。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種采用新控制邏輯及布局的生活污水處理設(shè)備，其特征在于：所述一次分離回流區(qū)(2)和二次分離去磷區(qū)(3)的內(nèi)部分別設(shè)置有中間連接管(11)、中心分配導(dǎo)流桶(12)和溢流堰(13)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種采用新控制邏輯及布局的生活污水處理設(shè)備，其特征在于：所述設(shè)備中控區(qū)(4)的內(nèi)部設(shè)置有PLC中控操作柜(9)、風(fēng)機(jī)(14)、自動(dòng)加藥系統(tǒng)(17)、紫外消毒設(shè)備(18)、吸頂照明燈(19)和軸流排風(fēng)扇(20)，其中，PLC中控操作柜(9)分別與曝氣組件(5)、排空組件(6)、水下推流組件(7)與自動(dòng)加藥系統(tǒng)(17)進(jìn)行電性連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種采用新控制邏輯及布局的生活污水處理設(shè)備，其特征在于：所述PLC中控操作柜(9)通過(guò)PLC模塊與外界的智能模塊相連接，且智能模塊與人工智能模塊深度學(xué)習(xí)模型相連接，用于對(duì)進(jìn)水聚集反應(yīng)區(qū)(1)的進(jìn)水水質(zhì)、DO濃度、MLSS濃度以及出水水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行在線監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種采用新控制邏輯及布局的生活污水處理設(shè)備，其特征在于：所述自動(dòng)加藥系統(tǒng)(17)包括兩套加藥系統(tǒng)，其一為去磷加藥系統(tǒng)，其二為備用碳源投加系統(tǒng)。

8.一種如權(quán)利要求7所述的采用新控制邏輯及布局的生活污水處理設(shè)備的處理工藝，其特征在于：包括以下步驟：S1：高頻曝氣階段：將風(fēng)機(jī)(14)、曝氣電磁閥(15)打開(kāi)，通過(guò)PLC中控操作柜(9)控制曝氣時(shí)間和頻率以及控制溶解氧濃度在2-2.5mg/L；S2：低頻曝氣階段：將風(fēng)機(jī)(14)、曝氣電磁閥(15)、水下推流組件(7)打開(kāi)，通過(guò)PLC中控操作柜(9)控制曝氣時(shí)間和頻率，以及控制溶解氧在1-1.5mg/L，S3：推流攪拌階段：將曝氣系統(tǒng)風(fēng)機(jī)(14)關(guān)閉，水下推流組件(7)繼續(xù)開(kāi)啟，通過(guò)PLC中控操作柜(9)控制水下推流組件(7)運(yùn)行時(shí)間；S4：氣提回流階段：將水下推流組件(7)關(guān)閉，風(fēng)機(jī)(14)、氣提電磁閥(16)打開(kāi)，通過(guò)PLC中控操作柜(9)控制氣提電磁閥(16)運(yùn)行時(shí)間；S5：靜置階段：將所有電控設(shè)備關(guān)閉，通過(guò)PLC中控操作柜(9)控制靜置階段運(yùn)行時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種采用新控制邏輯及布局的生活污水處理設(shè)備及工藝，通過(guò)采用創(chuàng)新反應(yīng)控制邏輯及結(jié)構(gòu)布局在聚集反應(yīng)區(qū)內(nèi)同步實(shí)現(xiàn)硝化反硝化，較大程度提高了反應(yīng)效率；且該工藝在聚集反應(yīng)區(qū)采用泥膜聚集工藝，既有固定微生物掛膜床又同步具備流化穩(wěn)定活性污泥，同時(shí)利用高頻曝氣→低頻曝氣→推流攪拌→氣提回流→靜置等幾個(gè)反應(yīng)階段進(jìn)行污水脫氮處理，并且可以通過(guò)智能模塊自動(dòng)調(diào)節(jié)運(yùn)行參數(shù)，高效、節(jié)能的保證出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，解決了上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種采用新控制邏輯及布局的生活污水處理設(shè)備，包括：進(jìn)水聚集反應(yīng)區(qū)、一次分離回流區(qū)、二次分離去磷區(qū)和設(shè)備中控區(qū)，所述進(jìn)水聚集反應(yīng)區(qū)、一次分離回流區(qū)、二次分離去磷區(qū)和設(shè)備中控區(qū)組成處理系統(tǒng)整體布局，進(jìn)水聚集反應(yīng)區(qū)為活性污泥及組合掛膜填料聚集區(qū)，進(jìn)水聚集反應(yīng)區(qū)的底部設(shè)置有曝氣組件、排空組件和水下推流組件，一次分離回流區(qū)的上部設(shè)置有用于填料的斜管，二次分離去磷區(qū)的上部設(shè)置有用于填料的斜管及藥劑投加管。

進(jìn)一步的，所述進(jìn)水聚集反應(yīng)區(qū)的內(nèi)部設(shè)置有導(dǎo)流板、曝氣電磁閥和氣提電磁閥。

進(jìn)一步的，所述進(jìn)水聚集反應(yīng)區(qū)的反應(yīng)邏輯順序?yàn)楦哳l曝氣→低頻曝氣→推流攪拌→氣提回流→靜置等待→高頻曝氣，且組合掛膜填料聚集區(qū)的容積≮進(jìn)水聚集反應(yīng)區(qū)總?cè)莘e30％。

進(jìn)一步的，所述一次分離回流區(qū)和二次分離去磷區(qū)的內(nèi)部分別設(shè)置有中間連接管、中心分配導(dǎo)流桶和溢流堰。

進(jìn)一步的，所述設(shè)備中控區(qū)的內(nèi)部設(shè)置有PLC中控操作柜、風(fēng)機(jī)、自動(dòng)加藥系統(tǒng)、紫外消毒設(shè)備、吸頂照明燈和軸流排風(fēng)扇，其中，PLC中控操作柜分別與曝氣組件、排空組件、水下推流組件與自動(dòng)加藥系統(tǒng)進(jìn)行電性連接。

進(jìn)一步的，所述PLC中控操作柜通過(guò)PLC模塊與外界的智能模塊相連接，且智能模塊與人工智能模塊深度學(xué)習(xí)模型相連接，用于對(duì)進(jìn)水聚集反應(yīng)區(qū)的進(jìn)水水質(zhì)、DO濃度、MLSS濃度以及出水水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行在線監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集。

進(jìn)一步的，所述自動(dòng)加藥系統(tǒng)包括兩套加藥系統(tǒng)，其一為去磷加藥系統(tǒng)，其二為備用碳源投加系統(tǒng)。

一種采用新控制邏輯及布局的生活污水處理設(shè)備的處理工藝，包括以下步驟：

S1：高頻曝氣階段：將風(fēng)機(jī)、曝氣電磁閥打開(kāi)，通過(guò)PLC中控操作柜控制曝氣時(shí)間和頻率以及控制溶解氧濃度在2-2.5mg/L，以保證反應(yīng)器處于好氧狀態(tài)；在好氧曝氣的環(huán)境中，活性污泥、掛膜填料與水呈完全混合狀態(tài)，有機(jī)物被好氧微生物生化降解、有機(jī)氮被氨化、繼而被硝化/亞硝化；

S2：低頻曝氣階段：將風(fēng)機(jī)、曝氣電磁閥、水下推流組件打開(kāi)，通過(guò)PLC中控操作柜控制曝氣時(shí)間和頻率，以及控制溶解氧在1-1.5mg/L，以保證反應(yīng)器處于兼氧狀態(tài)；在兼氧狀態(tài)下，一方面，兼養(yǎng)微生物繼續(xù)降解有機(jī)物、有機(jī)氮；另一方面，反硝化菌利用污水中的有機(jī)物作為碳源，將好氧微生物產(chǎn)生的NO3-N和NO2-N還原為N2釋放到空氣中；

S3：推流攪拌階段：將曝氣系統(tǒng)風(fēng)機(jī)關(guān)閉，水下推流組件繼續(xù)開(kāi)啟，通過(guò)PLC中控操作柜控制水下推流組件運(yùn)行時(shí)間；在經(jīng)過(guò)S2中兼氧狀態(tài)下的運(yùn)行，此時(shí)反應(yīng)器已處于厭氧狀態(tài)；在厭氧條件下，處于優(yōu)勢(shì)的反硝化菌進(jìn)行厭氧呼吸，以有機(jī)物為電子供體，亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮為電子受體，氮被還原為N2釋放到空氣中；若污水的有機(jī)物含量較低，則啟動(dòng)自動(dòng)加藥系統(tǒng)同步投加碳源來(lái)促進(jìn)反硝化的進(jìn)行；

S4：氣提回流階段：將水下推流組件關(guān)閉，風(fēng)機(jī)、氣提電磁閥打開(kāi)，通過(guò)PLC中控操作柜控制氣提電磁閥運(yùn)行時(shí)間；此階段，一次分離回流區(qū)底部的污泥和污水通過(guò)氣提管道回流至進(jìn)水聚集反應(yīng)區(qū)內(nèi)，回流的污水和污泥中的硝酸鹽、亞硝酸鹽繼續(xù)被反硝化菌利用水中有機(jī)物作為碳源還原成N2；

S5：靜置階段：將所有電控設(shè)備關(guān)閉，通過(guò)PLC中控操作柜控制靜置階段運(yùn)行時(shí)間；在此階段，進(jìn)水聚集反應(yīng)區(qū)的泥水混合液進(jìn)行初步沉淀，上清液流入一次分離回流區(qū)進(jìn)行沉泥水分離；同時(shí)，此階段根據(jù)污泥濃度或污泥齡進(jìn)行各區(qū)域的排泥。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1.本發(fā)明中進(jìn)水聚集反應(yīng)區(qū)生化運(yùn)行采用新型控制邏輯及布局，省去傳統(tǒng)生活污水處理系統(tǒng)中的厭氧、缺氧、好氧等獨(dú)立空間的劃分、減少了回流泵及管閥的投入，在一個(gè)聚集反應(yīng)區(qū)內(nèi)進(jìn)行多個(gè)處理階段，不僅可確保每一滴水完整經(jīng)歷多個(gè)處理階段，提高了一體化處理設(shè)備的高負(fù)荷抗沖擊能力；還可通過(guò)PLC控制系統(tǒng)及智能模塊根據(jù)水質(zhì)變化靈活調(diào)整階段及時(shí)間、實(shí)現(xiàn)污水中有機(jī)物的高效去除、明顯提高污水處理效率。

2.本發(fā)明中PLC控制系統(tǒng)可關(guān)聯(lián)智能控制模塊，對(duì)聚集反應(yīng)區(qū)進(jìn)水水質(zhì)、DO濃度、MLSS濃度以及出水水質(zhì)的在線監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集，對(duì)工藝運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行收集及控制；同時(shí)，智能控制模塊亦可設(shè)定人工智能模塊深度學(xué)習(xí)模型，通過(guò)大量數(shù)據(jù)采集及進(jìn)出水?dāng)?shù)據(jù)對(duì)比來(lái)智能調(diào)節(jié)運(yùn)行參數(shù)，可真正意義實(shí)現(xiàn)設(shè)備智能化。

3.本發(fā)明中泥水分離采用兩段式串聯(lián)，一階段進(jìn)行污泥自然淺池沉降、氣提回流，二階段使用藥劑淺池沉降、其去磷效果較好，通過(guò)二段泥水分離工藝實(shí)現(xiàn)一體化設(shè)備因高度受限而沉降效果差、泥水分離不理想的問(wèn)題。

4.本發(fā)明中根據(jù)部分污水實(shí)際C/N比失調(diào)而導(dǎo)致TN處理效率低下的問(wèn)題，增加了碳源投加系統(tǒng)，并在PLC邏輯控制下碳源投加與反硝化反應(yīng)聯(lián)動(dòng)，既降低了碳源和氧氣的消耗又能確保TN的去除；同時(shí)，藥劑配制用水采用本設(shè)備經(jīng)處理消毒后的排放尾水，既解決了部分地區(qū)給水不宜的問(wèn)題又能同時(shí)就地消納處理后排放尾水，提高了水資源循環(huán)利用率。

（發(fā)明人：陳俊;王剛?cè)?/span>;任甲澤;魯勇;張杰陽(yáng);徐衛(wèi)娟;陳哲）