一種自控間歇式進水分段曝氣處理系統的制作方法
【技術領域】
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[0001]本發明屬于污水生物處理技術領域，具體涉及一種用于污水處理的自控間歇式進水分段曝氣系統，能夠通過時間繼電器控制進水栗和曝氣機間歇式運行以實現曝氣區的不同曝氣量需求，并通過分區控制處理以實現對污水的氨氮清除。
【背景技術】
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[0002]氮是水環境中的一個很重要的污染因子，其在污水中的主要存在形式為分子態氮、有機態氮、氨態氮、亞硝態氮和硝態氮以及硫氰化物和氰化物等，在未處理的原廢水中的主要存在形式為有機態氮和氨態氮，在經二級生化處理后水中的主要存在形式為氨態氮和硝態氮；在新鮮的生活污水中，有機氮約占60%、氨氮約占40%，在陳腐的生活污水中，因受生物的分解使得有機氮含量有所降低而氨氮含量有所升高，許多工業廢水中如制革廢水、食品加工廢水、煉焦廢水、合成氨廢水等均含有大量的氮素污染物，而畜禽養殖廢水中也含有大量的氮素污染物，例如1999年我國排放的200億t養殖廢水中氮污染物高達1579t;值得關注的是，在解決垃圾問題后，垃圾滲濾液已然成了突出的新問題。
[0003]因此，廢水的脫氮處理已成為環境工作者研究的熱點之一。現有技術中的廢水脫氮處理主要有生物法和物理化學法(簡稱物化法)兩大類，物化法主要包括空氣吹脫法、選擇性離子交換法、折點氯化法、磷酸氨鎂沉淀法等，但由于物化法的成本較高，而且容易造成二次污染，因此其推廣受到諸多限制；而生物脫氮法由于其具有的經濟、有效、易操作、無二次污染等特點，被公認為是具有發展前途的方法。生物脫氮可大致分為傳統脫氮和生物脫氮新工藝兩種，所謂傳統脫氮工藝，主要是指分級硝化和反硝化工藝、在時間上造成交替好氧和缺氧環境的同一個反應器中進行硝化與反硝化、后置反硝化工藝、前置反硝化工藝、A/0工藝、Badenpho、A2/0、UCT、VIP、JBH、AAA工藝等；而針對生物脫氮技術的新工藝和新概念上，近年來國內外學者取得了不少研究成果。
[0004]生物脫氮新工藝主要是指短程硝化反硝化(Sharon)工藝、同時硝化反硝化(SND)和厭氧氨氧化(ΑΜΑΜΜ0Χ)等；短程硝化反硝化工藝主要是用來處理城市污水二級處理系統中污泥硝化上清液和垃圾濾出液等高氨高溫廢水的，但大量的城市污水均屬于低溫低氨污水，要使城市污水保溫在30?35°C難以實現，因此，對低溫低氨的城市污水如何實現短程硝化反硝化還需進一步研究；0LAND工藝是基于亞硝酸型硝化一厭氧氨氧脫氮技術而開發的生物脫氮新工藝，其是在低氧濃度下實現亞硝酸鹽的積累，但是懸浮系統在低氧下活性污泥易解體和發生絲狀膨脹，因此低氧影響活性污泥的沉降性、污泥膨脹，以及對除氮以外的污染物質去除效果等，所以仍需進一步研究；雖然可以利用亞硝酸菌和硝酸菌的生理機制和動力學特性的差異進行控制，但由于微生物的變異性，采用抑制途徑實現亞硝酸型硝化必然會導致微生物對不良環境的適應性，致使系統運行過程中不耐沖擊負荷導致系統運行可能失敗，因此對于如何有效控制和實現亞硝酸鹽氮的積累，維持的途徑還需更深入的研究和探索。鑒于此，本發明研究設計出一種新型的污水生物脫氮工藝，采用間歇式進水和曝氣方式，經三段生化反應過程，實現對污水的去氮深化處理。
【發明內容】
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[0005]本發明的目的在于克服現有技術存在的缺點，尋求設計一種自控間歇式進水分段曝氣處理系統，能夠在高效去除氨氮的同時確保有機質的去除，并對不同的污泥齡及基質均具有去除能力。
[0006]為了實現上述目的，本發明設計的自控間歇式進水分段曝氣處理系統主體結構包括進水管、進水栗、I段曝氣區、II段沉積區、III段曝氣區、出水管、II段排泥管、III段排泥管、污泥回流栗、回流污泥管、污泥排放管、I段鼓風機、III段鼓風機、I段風管、III段風管、I號時間繼電器、II號時間繼電器和III號時間繼電器，I段曝氣區、II段沉積區和III段曝氣區相鄰設置，I段曝氣區中設置有與進水栗連接的進水管用于抽取污水，進水栗上設置有I號時間繼電器用于控制間歇式進水；結構相同的I段曝氣區和III段曝氣區中分別設置有I段風管和III段風管，I段風管和III段風管分別與I段鼓風機和III段鼓風機密封對接，I段鼓風機和III段鼓風機上分別設置有II號時間繼電器和III號時間繼電器，以分別控制I段曝氣區和III段曝氣區的間歇式曝氣；I段曝氣區中埋設有回流污泥管，II段沉積區和III段曝氣區中分別埋設有II段排泥管和III段排泥管，回流污泥管分別與并聯式連通的II段排泥管和III段排泥管串聯式連通，并聯的II段排泥管和III段排泥管與回流污泥管之間設置有污泥回流栗，用于將II段沉積區和III段曝氣區中的部分污泥送入I段曝氣區中；111段曝氣區外圍埋設的污泥排放管與II段排泥管和III段排泥管并聯式連通，用于排除II段沉積區和III段曝氣區中的剩余污泥，III段曝氣區中設置有出水管用于排出曝氣處理后的水體，實現對污水的自控間歇式進水分段曝氣處理。
[0007]優選的，所述II段排泥管、III段排泥管、回流污泥管和污泥排放管均為結構相同的管道；I號時間繼電器、II號時間繼電器和III號時間繼電器均預先根據間歇進水和曝氣的需要設定有延時時間。
[0008]優選的，所述I段曝氣區中曝氣運行方式為連續式或間歇式，間歇式包括進水時/進水后；111段曝氣區中曝氣運行方式為間歇式，包括進水前、進水時/進水后；II段沉積區中以傳統方式提供的亞硝酸鹽作為厭氧氨氧化的基質污泥。
[0009]進一步的，所述自控間歇式進水分段曝氣處理系統的具體運行過程包括以下步驟:
[0010](I) I段高負荷間歇曝氣:進水栗在I號時間繼電器的控制下通過進水管向I段曝氣區中間歇式送入污水，I段鼓風機在II號時間繼電器的控制下通過I段風管向I段曝氣區中間歇式充氧曝氣，污泥回流栗通過II段排泥管、III段排泥管和回流污泥管向I段曝氣區中回流部分污泥，實現I段曝氣區中間歇式進水、曝氣、停曝運行模式；
[0011](2) II段氨氧化反應:I段曝氣區中經曝氣后的污水被推流至II段沉積區中，在II段沉積區中沉積的污泥作用下，水體中的亞硝酸鹽與氨氮發生氨氧化反應，反應后的污水被推流至III段曝氣區中，部分沉積的污泥在污泥回流栗的作用下通過II段排泥管和回流污泥管回流至I段曝氣區中；
[0012](3) III段低負荷間歇曝氣JII段鼓風機在III號時間繼電器的控制下通過III段風管向III段曝氣區中的污水進行間歇式充氧曝氣，實現III段曝氣區中間歇式曝氣、停曝運行模式，以進一步去除污水中的有機質和氨氮；
[0013](4)污泥與凈水的排出:111段曝氣區中的水體在停曝期間進行沉淀，沉積到III段曝氣區底部的污泥沿III段排泥管進入II段排泥管/污泥排放管，或回流至I段曝氣區或排出處理系統；III段曝氣區中沉淀后的凈水通過出水管被推送出曝氣處理系統。
[0014]本發明與現有技術相比，在I段曝氣區中交替形成好氧和厭氧環境，在高負荷、低氧狀態下進行硝化與反硝化同步反應，實現有機質的去除、亞硝酸鹽的積累和氮的去除；在II段沉積區缺氧、高污泥狀態下，實現厭氧氨氧化對氮的進一步去除；III段曝氣區作為精處理，在低負荷、低氧狀態下間歇曝氣以進一步去除有機質和氨氮，并形成較長泥齡的污泥回流給I段曝氣區；污泥間的交換能夠避免低溶解氧狀態下的污泥膨脹，多段式組合能夠避免斷流并實現分區控制，時間繼電器控制間歇式運行方便、靈活，且各段的間歇性與整體的連續性相結合，能夠做到功能明確、取長補短；兩段曝氣區的間歇曝氣和高低負荷，實現不同的污泥齡和基質去除能力；該系統設計合理，原理科學，結構緊湊，占地面積小，投資成本低，控制方式簡單，可調性強，靈活度高，處理效果好，處理效率高。
【附圖說明】
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[0015]圖1為本發明的主體結構平面原理示意圖。
[0016]圖2為本發明涉及的I段曝氣區、II段沉積區和III段曝氣區的剖面結構原理示意圖。
[0017]圖3為本發明涉及的處理系統的運行流程原理示意框圖。
【具體實施方式】
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[0018]下面結合附圖并通過實施例對本發明作進一步詳細說明。
[0019]實施例:
[0020]本實施例涉及的曝氣處理系統主體結構包括進水管1、進水栗2、I段曝氣區3、II段沉積區4、111段曝氣區5、出水管6、II段排泥管7、111段排泥管8、污泥回流栗9、回流污泥管10、污泥排放管11、I段鼓風機12、111段鼓風