多级 a/o-生物接触氧化法强化脱氮除磷一体化污水处理装置技术领域的研究

多级 a/o-生物接触氧化法强化脱氮除磷一体化污水处理装置技术领域的研究

多级A/O

‑

生物接触氧化法强化一体化脱氮除磷污水处理装置

技术领域

1.本实用新型涉及污水处理技术领域，具体涉及一种多级a/o

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生物接触氧化法强化脱氮除磷一体化污水处理装置。

背景技术：

2、随着农村经济水平的不断提高，农民生活水平逐步提高，伴随而来的是农村经济与环境建设不协调发展引发的矛盾，其中最为突出的就是水污染问题。为了满足农民对美好生活的向往，填补农村生活环境的空白，努力提高农村生活质量，我国近年来致力于建设农村生活污水处理设施，解决环境污染问题。

3、同时，我国水体富营养化问题一直未能得到有效解决，大量研究表明，污水中的氮、磷是造成水体富营养化的重要原因，因此改善我国水环境，控制水体富营养化是关键问题，而去除污水中的氮、磷是关键。

4、多级a/o工艺是a/o工艺的改进工艺，由多段a/o工艺串联组成，该工艺可以更加合理地分配碳源，脱氮效率高，理论上不需要反硝化混合液回流即可实现脱氮等优点。

5、生物接触氧化工艺是生物膜法的一种，该系统由浸没在污水中的填料、填料表面的生物膜、曝气系统和池体组成，在有氧条件下，污水与固定在填料表面的生物膜、生物膜与污水充分接触，通过生物降解作用去除污水中的有机物、营养物等，使污水得到净化。该工艺具有容积负荷高、污泥生物量大、占地面积小、抗冲击负荷能力强、残留污泥量少等优点。

6、目前相当一部分农村污水处理设施脱氮除磷效果不佳，或投入运行后因日常维护不到位而经常处于闲置状态，因此亟待开发一种脱氮除磷效果显著、运行稳定、维护方便的农村污水处理设施。

技术实现要素：

7.本实用新型的目的是解决现有技术的缺陷，提供一种多级a/o

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生物接触氧化法强化脱氮除磷一体化污水处理装置。

8、为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

9.多级A/O

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采用生物接触氧化法强化一体化脱氮除磷污水处理装置，该装置壳体按水流方向依次为厌氧区、一级缺氧区、一级好氧区、二级缺氧区、二级好氧区、二级好氧区，设备室内布置有厌氧区、沉淀区、中间水池、设备间、砂滤池及紫外线消毒装置，厌氧区、一级缺氧区、二级缺氧区内填充有弹性立体填料，一级好氧区、二级好氧区内填充有复合填料；

10、厌氧区、一级缺氧区、二级缺氧区之间连接有进水机构，壳体内安装有曝气机构；

11、进水机构包括主进水管、与主进水管连接的厌氧进水管、一级缺氧进水管和二级缺氧进水管，厌氧进水管连接厌氧区，一级缺氧区进水管连接一级缺氧区，二级缺氧区进水管连接二级缺氧区；

12、厌氧区进水管、一级缺氧区进水管、二级缺氧区进水管上均安装有阀门、流量计；

13、曝气机构包括设置在厌氧区、一级缺氧区、二级缺氧区内的穿孔曝气管和设置在一级好氧区、二级好氧区内的旋转曝气管，混合伞型切割曝气器、穿孔曝气管、旋转混合伞型切割曝气器均通过管道与曝气风机连接。

14、进一步地，所述沉淀区为等边方形竖流沉淀池结构，沉淀区内设有中心筒及污泥泵，中心筒通过管道与二级好氧区上端连接，沉淀区上部四周设有管道静态混合器，管道静态混合器上设有出水堰，出水堰与中间水池连接。

15、进一步地，沉淀区底部的污泥泵出水管分别与厌氧区底部的污泥回流管和剩余污泥排出管相连，污泥回流管和剩余污泥排出管上均设有流量计和阀门，分别控制污泥回流量和剩余污泥排出量。

16、进一步地，在二级好氧区底部设置有硝化液回流泵，一级缺氧区和二级好氧区底部的硝化液回流泵通过管路连接，管路上设有流量计及阀门控制混合液回流量。

17、进一步地，在中间水箱内设置满足砂滤池压力要求的提升泵，提升泵的出水管通过管道连接至设备间的砂滤池进水端，管道上设置有管道静态混合器。

18、进一步地，所述砂滤池的出水口通过管道与设备间内的紫外线消毒装置连接，所述紫外线消毒装置的出水口与一体化设备设备间的出水管连接。

19.进一步地，厌氧区弹性立体填料采用聚烯烃制成，单丝直径为0.3

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0.5mm，填料直径150mm，间距100mm，填充率40%

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50%；

20、初级缺氧区弹性立体填料采用聚烯烃材质，单丝直径0.3

‑

0.5mm，填料直径120mm，间距100mm，填充率50%

‑

60%；

21、二次缺氧区弹性立体填料采用聚烯烃材质，单丝直径0.3

‑

0.5mm，填料直径120mm，间距100mm，填充率50%

‑

60%。

22、进一步的，所述一次好氧区内的一次好氧区复合填料由塑料环骨架及紧固于其上的维伦丝组成，填料直径为150mm，间距为80mm，填充率为70％。

‑

80%。

23、进一步的，所述二级好氧区复合填料由塑料环架及紧固于其上的维伦丝组成，填料直径为150mm，间距为80mm，填充率为70％。

‑

80%。

24、进一步地，厌氧区、一级缺氧区、一级好氧区、二级缺氧区、二级好氧区的填料均采用模块化安装，从下往上曝气区高度为1m，填料区高度为3m，水质稳定区高度为0.5m，本装置可完全埋入地下安装。

25、本实用新型的有益效果是：1、通过在厌氧区、第一缺氧区、第一好氧区、第二缺氧区、第二好氧区设置不同形式的高效生物填料，使不同的微生物群落实现不同的功能，最终达到高效去除碳源污染物、氮、磷的目的。

26.2. 生物除磷与化学除磷相结合，可明显提高除磷效果。

27.3.砂滤池作为深度处理单元，进一步去除悬浮物和总磷，提高出水水质。

28.4.该装置具有脱氮除磷效果好、耐冲击负荷、产泥量小、操作维护简单、占地面积小等优点。

29.5.同时，该装置可完全安装于地下，不影响周围环境。

附图的简要说明

30、图1为本实用新型结构示意图。

31.图中：1

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厌氧区；2

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原发性缺氧区；3

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第一有氧区；4

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继发性缺氧区；5

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次级好氧区；6

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沉淀区；7

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中池；8

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砂滤池；9

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设备室：10

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紫外线消毒装置；11

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厌氧区弹性三维填料；12

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初级缺氧区弹性三维填料；13

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初级好氧区组合填料；14

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次级缺氧区弹性三维填充物；15

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二级好氧区组合填料；16

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曝气鼓风机；17

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主进水管；18

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厌氧分离进水管；19

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穿孔曝气管；20

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一级缺氧区进水管；21

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旋混伞型切割曝气机；22

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二级缺氧区进水管；23

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硝酸盐液体回流泵；24

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管道静态混合器；25

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中心管；26

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出口堰；27

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污泥泵；28

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提升泵。

详细方法

32. 如图1所示，多级A/O

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采用生物接触氧化法强化一体化脱氮除磷污水处理装置，该装置壳体按水流方向依次包括厌氧区1、一级缺氧区2、一级好氧区3、二级缺氧区4、二级好氧区5、沉淀区6、中间水池7、设备间9、砂滤池8、布置在设备间9内的紫外线消毒装置10，厌氧区1、一级缺氧区2、二级缺氧区4内填充有弹性立体填料，一级好氧区3和二级好氧区5内填充有组合填料；

33、厌氧区1内的厌氧区弹性三维填料11采用聚烯烃材料，单丝直径为0.3

‑

0.5mm，填料直径150mm，间距100mm，填充率40%

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50%；

34、初级缺氧区2中的弹性三维填料12采用聚烯烃制成，单丝直径为0.3

‑

0.5mm，填料直径120mm，间距100mm，填充率50%

‑

60%；

35、二级缺氧区4弹性立体填料14采用聚烯烃制成，单丝直径为0.3

‑

0.5mm，填料直径120mm，间距100mm，填充率50%

‑

60%。

36、进一步的，所述一次好氧区3内的一次好氧区复合填料13由塑料环骨架及紧固于其上的维伦丝组成，填料直径为150mm，间距为80mm，填充率为70％。

‑

80%。

37、进一步的，所述二级好氧区5内的二级好氧区复合填料15由塑料环框和紧固于其上的Viron丝组成，填料直径为150mm，间距为80mm，填充率为70％。

‑

80%。

38、另外，厌氧区1、一级缺氧区2、二级缺氧区4均与进水机构相连，壳体内安装有曝气机构；

39、进水机构包括主进水管17、与主进水管17连接的厌氧进水管18、一级缺氧进水管20和二级缺氧进水管22，厌氧进水管18连接于厌氧区1，第一缺氧区进水管20连接于第一缺氧区2，第二缺氧区进水管22连接于第二缺氧区4；

40、厌氧区进水管18、一级缺氧区进水管20、二级缺氧区进水管22上均设有阀门及流量计；

41、曝气机构包括设在厌氧区1、一级缺氧区2、二级缺氧区4内部的穿孔曝气管19，设在一级好氧区3、二级好氧区5内部的穿孔曝气管19。旋转搅拌伞式切割曝气机21，穿孔曝气管19和旋转搅拌伞式切割曝气机21通过管道与曝气风机16连接。

42、厌氧区1、一级缺氧区2、一级好氧区3、二级缺氧区4、二级好氧区5的填料均采用模块化安装，从下往上曝气区高度为填料区高度3m，水稳定区高度为0.5m，本装置可完全地下安装。

43、进一步的，沉淀区6为等边方形竖流沉淀池结构，沉淀区6内设有中心管25和污泥泵27，中心管25通过管道与二级好氧区5上端连接，管道上设有管道静态混合器24，沉淀区6上部四周设有出水堰26，出水堰26与中间水池7连接。

44、进一步的，沉淀区底部的污泥泵27的出泥管与厌氧区1底部的污泥回流管及剩余污泥回流管连接。

连接污泥回流管与剩余污泥排出管，并在污泥回流管和剩余污泥排出管上设置流量计和阀门，分别控制污泥回流流量和剩余污泥排出量。

45、二级好氧区5底部设置硝化液回流泵23，一级缺氧区2通过管道与二级好氧区5底部的硝化液回流泵23连接，管道上设置流量计及阀门，控制混合液的回流。中间水箱7上设置有满足砂滤池8压力要求的提升泵28，提升泵28的出水管通过管道与设备间砂滤池8的进水端连接，管道上设置有管道静态混合器。砂滤池8的出水口通过管道与设备间紫外线消毒装置10连接，紫外线消毒装置10的出水口与一体化设备设备间的出水管连接。

46、本实施例中，污水经格栅、沉淀等方法预处理并在调节池中调节水质、水量后，进入一体化装置主进水管17，再经支进水管进入厌氧区1、一级缺氧区2、二级缺氧区4，通过流量计及阀门控制使30%的进水流量

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50%进入厌氧区1，30%的进水流量

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40%进入初级缺氧区2，20%的水流

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30%进入二级缺氧区4、分阶段进水，可以有效补充一级、二级缺氧区的碳源，减少外部碳源的添加量。

47. 30%的水流量

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50%的污水通过厌氧区进水管18进入厌氧区1，含磷的回流污泥(50%

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100%充分混合。厌氧区混合液通过穿孔曝气管19进行低氧曝气搅拌，曝气比为2:1

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3:1.厌氧区水力停留时间为1

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2h.厌氧区弹性三维填料11单丝直径为0.3

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0.5mm，填料直径150mm，间距100mm，填充率40%

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50%。本方案厌氧区弹性立体填料11伸展出枝状细丝，易形成较厚的生物膜，有利于生物膜内形成厌氧微环境，在聚磷菌蓄积过程中，厌氧区聚磷菌有效释放磷，同时氨化来水中的部分有机物。

48. 30%的水流量

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40%污水经初级缺氧区进水管20进入初级缺氧区2，混合液经厌氧区末端上部连接管进入初级缺氧区，经硝化液回流泵23回流至初级缺氧区。好氧区含硝酸盐氮的混合液（200%

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300%）。缺氧区混合液通过穿孔曝气管19进行低氧曝气搅拌，曝气比为2:1

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3:1，溶解氧维持在0.2

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0.5mg/l. 初级缺氧区2的水力停留时间

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3h.初级缺氧区弹性三维填料12单丝直径为0.3

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0.5mm，填料直径120mm，间距100mm，填充率50%

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60%。本方案中，一级缺氧区中的弹性三维填料12相对于厌氧区中的填料具有更小的直径和更高的填充率，更容易形成较厚的生物膜，使其更有利于生物膜内形成缺氧微环境，建立以反硝化细菌为主导的微生物群落。同时，部分污水直接进入一级缺氧区，为反硝化细菌提供了优质的碳源，提高了一级缺氧区2混合液的反硝化反应，降低了氨氮营养物，进一步去除了污水中的有机物。

49、混合液经初级缺氧区末端下部连接管进入初级好氧区3，水力停留时间为4

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6h.曝气装置采用旋转搅拌伞型切割曝气器21，溶解氧维持在2

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4mg/l，曝气气水比6:1

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10:1。本方案初好氧区组合填料13由塑料双环骨架及紧固在其中心线上的Viron丝组成，填料直径为150mm，间距为80mm，填充率为70%。

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80%。组合填料切割气泡效果好，可提高氧利用率，更适合好氧环境。其填​​充率高，生物膜更新速度快，更有利于硝化细菌微生物群落的形成，提高初次好氧区的硝化反应速率。初次好氧区主要去除水中的碳源污染物，大部分氨氮转化为硝酸盐氮。

50. 进水流量的20%

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30%的污水通过二级缺氧区进水管22进入二级缺氧区4，与通过一级好氧区末端上部连接管进入二级缺氧区的含硝酸盐混合液混合，经气管19进行低氧曝气搅拌，曝气比为2:1

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3:1，溶解氧维持在0.2

‑

0.5mg/l.二级缺氧区1的水力停留时间

‑

2h.与一级缺氧区相同，二级缺氧区弹性三维填料14单丝直径为0.3

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0.5mm，填料

直径120mm、间距100mm、填充率50%

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60%，有利于生物膜内缺氧微环境的形成，构建以兼性厌氧菌—反硝化菌为主导的微生物菌群，二级缺氧区的主要作用是利用进入缺氧区的含硝态氮的混合液和从二级缺氧区进水管22直接进入的部分污水中的有机物作为碳源，在反硝化菌的作用下，实现高效的反硝化。

51、混合液经二级缺氧区末端下部连接管进入二级好氧区5，水力停留时间为2

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3h。与初级好氧区一样，曝气机构采用旋转搅拌伞型切割曝气器21，溶解氧维持在2

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3mg/l，曝气气水比6:1

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8:1。本方案二级好氧区组合填料15由塑料双环骨架及紧固在其中心线上的Viron丝组成，填料直径为150mm，间距为80mm，填充率为70%。

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组合填料15的配置更有利于构建以硝化细菌为主导的好氧微生物菌群，有效提高硝化反应速率。二级好氧区以脱氮反硝化为主，进而进一步去除水中残留碳。同时，填料增加了污泥生物量，强化了好氧吸磷。

52、混合液经二级好氧区5末端上部连接管进入沉淀区中心管25，在沉淀区6进行固液分离，除去生化阶段脱落的生物膜及悬浮活性污泥，在出水堰26处分离后，上清液经连接管进入中间水箱7，沉淀时间为1.5

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3h.沉淀区底部污泥泵27的出泥管分别与厌氧区的污泥回流管和剩余污泥排出管相连，管道上装有流量计和阀门，分别控制污泥回流流量和剩余污泥排出，使污泥回流至厌氧区，剩余污泥排出系统。

53、中水池7内安装有满足砂滤池8压力要求的提升泵28，将污水提升至砂滤池进行深度处理，主要作用是进一步去除污水中的悬浮物，进行化学除磷，池子置于设备间内，采用粒径0.9的石英砂滤料

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1.2mm，滤料厚度1.0

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1.2m，过滤率4

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6m/h，过滤时水流由下向上，水中悬浮物及杂质被截留，处理后的出水经紫外线消毒装置10消毒后排放。

54、砂滤池8滤层阻力随过滤时间延长而增大，当进出水压差为0.04

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当压力为0.05MPa时，砂滤池8需进行反冲洗，反冲洗强度为15l/m2。

s，持续约5至7分钟。

55、其中综合设备间设有砂滤池、曝气鼓风机、反冲洗水泵、化学除磷装置、紫外线消毒装置及电控系统等。

56、生活污水除磷工艺主要有生物除磷和化学除磷，进水中的磷通过厌氧释磷和好氧吸磷去除，最后通过排出剩余污泥去除。由于多级AO工艺为同时脱氮除磷工艺，脱氮与除磷互相影响，当要求脱氮率高时，生物除磷效果不佳，该方案结合化学除磷实现除磷。除磷采用多点投加，PAC（聚合氯化铝）通过管道静态混合器24投加于二级好氧区出水管与竖流沉淀池中心管25进水管之间；

57、另外在砂滤池8进水管前通过管道静态混合器24加入PAC(聚合氯化铝)，保证总磷排放达标，若前沉淀区6加入的PAC(聚合氯化铝)已达标，砂滤池8的过滤原理主要是接触过滤，来自中间水箱7的水通过管道静态混合器24加入PAC(聚合氯化铝)后直接送入砂滤池，起到絮凝和过滤截留的作用。接触过滤属于直接过滤，与先沉淀后过滤相比，悬浮颗粒容易迁移到滤层深层，有利于提高滤层的纳污能力。

58. 通过本程序提供的多级a/o

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采用生物接触氧化法强化一体化脱氮除磷污水处理装置，可使出水水质达到地表IV类水质（总氮除外），总氮出水水质可达10mg/l以下（水温大于12℃时）。

59.综上所述，本实用新型通过在厌氧区、第一缺氧区、第一好氧区、第二缺氧区、第二好氧区设置不同类型的高效生物填料，构建不同类型的高效生物填料，微生物群落发挥不同的功能，最终

实现对碳源污染物、氮、磷的高效去除。生物除磷与化学除磷相结合，明显提高除磷效果。砂滤池作为深度处理单元，进一步去除悬浮物和总磷，提高出水水质。该装置具有脱氮除磷效果好、耐冲击负荷、产泥量少、操作维护简单、占地面积小等优点。同时该装置可完全埋地安装，不影响周边环境。

60. 以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本领域技术人员应当理解，本实用新型不限于上述实施例。这仅是本实用新型的原理。在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，本实用新型可以有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本实用新型要求保护的范围内。新要求保护的发明的保护范围由所附权利要求及其等效物限定。

技术特点：

1. 多级A/O

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本发明采用生物接触氧化法强化一体化脱氮除磷污水处理装置，该装置壳体按水流方向依次为厌氧区、一级缺氧区、一级好氧区、二级缺氧区、二级好氧区、二级好氧区，所述厌氧区、沉淀区、中间水池、设备间、设备间内设置的砂滤池和紫外线消毒装置，其特征在于：厌氧区、一级缺氧区、二级缺氧区内填充有弹性立体填料，一级好氧区、二级好氧区内填充有组合填料；厌氧区、一级缺氧区、二级缺氧区与进水机构连接，壳体内安装有曝气机构； 所述进水机构包括主进水管、与主进水管连接的厌氧区进水管、与厌氧区连接的一级缺氧区进水管、与一级缺氧区连接的二级缺氧区进水管、与厌氧区连接的二级缺氧区进水管；厌氧区进水管、一级缺氧区进水管、二级缺氧区进水管上均设有阀门和流量计；曝气机构包括设置在厌氧区、一级缺氧区、二级缺氧区内部的穿孔曝气管、设置在一级好氧区、二级好氧区的旋转混合伞型切割曝气器，曝气管和旋转混合伞型切割曝气器通过管道与曝气风机连接。2.根据权利要求1所述的多级a/o

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生物接触氧化方法用于增强整合的硝化和磷去除污水处理装置，其特征是沉积区是平方的垂直流动沉积罐结构，具有相等的侧面长度，并且中央圆柱体和污泥泵在沉积物中提供了一个启动的启动式启动。排列在沉积区的上部，水出口堰连接到中间水池。

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生物接触氧化方法用于增强整合的硝化和磷去除污水处理装置，其特征是，污泥泵的插座管道分别连接到污泥返回管道的底部，污泥返回污泥，并在污泥底部提供了污泥，并返回了污泥，并流出了污泥。分别流动。

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生物接触氧化方法用于增强综合的硝化和磷去除污水处理装置，其特征在于，二级有氧运动区的底部是硝化液回流泵的，并且在主要有机化区域的液体区域是通过管道泵送的，并在管道上连接了一定的液位，并将其连接起来5.根据权利要求4

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生物接触氧化方法用于增强整合的硝化和磷的污水处理装置，其特征是中间水箱配有一个升降泵，满足砂滤罐的压力要求，并且提升泵出口管道的压力和砂锅端端端部门之间的装置均可用泵送泵。 /o根据权利要求5

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生物接触氧化方法用于增强反硝化和去除磷的污水处理装置，其特征是，砂滤罐的水出口通过管道中的紫外线消毒装置连接到设备的紫外线，而紫外线拆卸设备的水上漏水设备的水上设备均与综合设备的设备相连。

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生物接触氧化方法用于增强综合反硝化和磷去除污水处理装置，其特征是厌氧区的弹性三维填充物由聚烯烃材料制成，并且单线的直径为0.3

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0.5mm，填充直径150mm，间距100mm，填充比40％

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50％的弹性三维填充物在主要的缺氧区中是由聚烯材料制成的，单线的直径为0.3

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0.5mm，填充直径120mm，间距100mm，填充比50％

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60％的弹性三维填充物在次级缺氧区中是由聚烯材料制成的，单线的直径为0.3

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0.5mm，填充直径120mm，间距100mm，填充比50％

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60％。

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生物接触氧化方法用于增强反硝化和磷去除的集成污水处理装置，其特征在于，主要有氧运动区的主要有氧区复合填充剂由塑料环骨架和固定在其上的塑料环骨架组成。

填充直径为150mm，间距为80mm，填充比为70％。

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80％。

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生物接触氧化方法用于增强反硝化和去除磷的污水处理装置，其特征是次级有氧运动区中的二次有氧填充剂组成的塑料环骨架由塑料环骨架和vilen silks组成。

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80％。

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生物接触氧化方法用于增强综合的反硝化和磷去除污水处理装置，其特征是厌氧区的填充物，主要的缺氧区，主要的有氧运动区域，二级缺氧区，次级有氧运动区域都在台阶上，均具有量的高度。 带为0.5m。

技术摘要

实用程序模型与多阶段A/O有关

R&D : Zhang Ping, Xing , Li , Wang , Yi Ming, Xiao Jing, Li , Li Qian

受保护的技术用户：

技术开发日：2020.12.24

技术公告日期：2021/11/16