[發明專利]一種無動力污泥回流的污水脫氮除磷裝置及其系統和方法

有效

• 申請號: 202110141362.2
• 申請日: 2021-02-02
• 公開（公告）號: CN112939225B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 黃瀟;段崇森;于江華;邢怡笑
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 曹翠珍

1.一種無動力污泥回流的污水脫氮除磷裝置，其特征在于，包括箱體，所述箱體內由下至上分別設置有厭氧區、缺氧-好氧區、沉淀區、攪拌裝置；所述攪拌裝置設置在所述箱體的頂部，包括攪拌桿，所述攪拌桿由箱體頂部直通箱體底部，所述攪拌桿的底端設置有第一攪拌扇葉和第二攪拌扇葉，所述第一攪拌扇葉設置于厭氧區內，所述第二攪拌扇葉設置于缺氧-好氧區內；所述厭氧區和所述缺氧-好氧區之間設置有第一隔板，所述第一隔板的一端連接至所述箱體的側壁，另一端傾斜向下，傾斜角度為8°～12°；所述第一隔板連接至側壁的一端的板面上設置有兩排方形孔洞；所述第一隔板傾斜向下的一端的上方設置有曝氣裝置，所述曝氣裝置的曝氣頭朝向第一隔板；所述缺氧-好氧區和所述沉淀區之間設置有第二隔板，所述第二隔板的一端連接至所述箱體的頂部中段，另一端傾斜向下，傾斜角度為50°～60°；所述第二隔板連接至箱體頂部的一端的板面上設置有孔洞；所述箱體內設置有第三隔板，所述第三隔板與所述第二隔板傾斜向下的一端相連，并垂直向下連接至所述第一隔板傾斜向下的一端；所述第三隔板將所述箱體的側壁與所述厭氧區、所述缺氧-好氧區隔開形成一條由所述沉淀區直通所述箱體底部的通道，所述通道內設置有第一閥門；所述箱體的側壁底部開口作為裝置的進水口，所述進水口上方設置排泥口，所述排泥口處設有第二閥門；所述沉淀區的側壁頂部開口作為裝置的出水口；

所述缺氧-好氧區內填充有海綿填料，在曝氣裝置的曝氣動力、第二攪拌扇葉的攪拌作用以及第二隔板的阻擋作用下，海綿填料隨水流轉動，從而實現雙缺氧-好氧的區域，即在裝置和海綿填料邊緣區域的DO為2～4±0.5mg/L，裝置和海綿填料內部區域的DO為0.7～1.2mg/L；

所述厭氧區、所述缺氧-好氧區和所述沉淀區三者的體積比為1:8:1；

所述方形孔洞的寬度為0.5～1.5cm，所述兩排方形孔洞的間隔為0.2～0.5cm；

所述排泥口位于所述進水口上方2～3cm處。

2.一種無動力污泥回流的污水脫氮除磷系統，其特征在于，包括如權利要求1所述的無動力污泥回流的污水脫氮除磷裝置，以及與其依次無線連接的PLC設備、基站和應用客戶端；所述第二隔板上設置有水質分析儀，所述水質分析儀與所述PLC設備無線連接。

3.一種基于權利要求2所述的無動力污泥回流的污水脫氮除磷系統的污水脫氮除磷方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1)污水由進水口進入到厭氧區，同時從沉淀區自驅動回流的污泥也進入厭氧區，回流量是按照水質分析儀通過檢測缺氧-好氧區內的污泥濃度經PLC設備過基站在應用客戶端分析決定的，應用客戶端會實時操縱第一閥門的啟動和關閉來確定回流量的多少，經過第一閥門的污泥會在重力的作用下自驅動下降到厭氧區；利用第一攪拌扇葉的攪拌，使得污水和污泥在厭氧區內實現流化狀態，流化狀態的水在厭氧區的水力停留時間為1～2h，污泥濃度為2200～2500mg/L；流化后的處理水通過傾斜設置的第一隔板上的兩排方形孔洞進入到缺氧-好氧區；

步驟2)污水由厭氧區進入到缺氧-好氧區，此時的水力停留時間為2～4h，污泥濃度為3000～3500mg/L；向缺氧-好氧區內填充海綿填料，在曝氣裝置的曝氣動力、第二攪拌扇葉的攪拌作用以及第二隔板的阻擋作用下，海綿填料隨水流轉動，從而實現雙缺氧-好氧的區域，即在裝置和海綿填料邊緣區域的DO為2～4±0.5mg/L，裝置和海綿填料內部區域的DO為0.7～1.2mg/L；

步驟3)污水通過第二隔板上的孔洞由缺氧-好氧區進入到沉淀區，此時水流平緩，在第二隔板的作用下，污水在沉淀區完成泥水分離，澄清水從上部區域通過出水口流出，污泥在重力作用下通過通道回流至厭氧區，并由排泥口排出，完成沉淀分離；

步驟4)水質分析儀會實時自動檢測活性污泥的濃度，若活性污泥的濃度在3000～3500mg/L時，此時的應用客戶端會平移第一閥門，使其角度在20°～30°；若活性污泥的濃度2700mg/L時，則全打開第一閥門；若活性污泥的濃度3500mg/L時，平移第一閥門，使其角度在10°以下，且第二閥門全部打開，從而完成自動調整。

4.根據權利要求3所述的一種污水脫氮除磷方法，其特征在于，步驟2)所述海綿填料的直徑為0.6～1.2cm，填充比為15％～20％。