公布日：2023.11.10
申請日：2023.07.31
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F3/30(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/28(2023.01)N;C02F101/10(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發明公開了一種基于懸浮物自顆粒化的初期雨水生化處理裝置與方法，屬于污染雨水處理工程設計技術領域。所述裝置包括初期雨水儲存箱、懸浮物第一分離池、生化處理裝置、懸浮物第二分離池以及沉淀池。所述方法為：首先基于懸浮物第一分離池、懸浮物第二分離池以及沉淀池分別實現初期雨水中懸浮物顆粒粒徑為3mm以上、0.2-3mm以及0.2mm以下的分離，并利用0.2-3mm的懸浮物強化生化處理裝置中污泥的水解酸化、顆粒化及污染物去除性能，實現了基于懸浮物自顆粒化的初期雨水生化處理效果。本發明可在綠色處理初期雨水中懸浮物和含磷污染物的同時，實現溶解有機物的有效利用和含氮污染物的高負荷處置。
權利要求書
1.一種基于懸浮物自顆粒化的初期雨水生化處理裝置，其特征在于，所述裝置包括：初期雨水儲存箱、懸浮物第一分離池、生化處理裝置、懸浮物第二分離池以及沉淀池；其中，所述初期雨水儲存箱與懸浮物第一分離池連接；懸浮物第一分離池與生化處理裝置連接；所述生化處理裝置依次設有厭氧區、好氧區與缺氧區；生化處理裝置的缺氧區與懸浮物第二分離池連接；懸浮物第二分離池還分別與生化處理裝置的厭氧區以及沉淀池連接；沉淀池與懸浮物第一分離池連接。
2.根據權利要求1所述的一種基于懸浮物自顆粒化的初期雨水生化處理裝置，其特征在于，所述懸浮物第一分離池設有第一進水泵與第一排泥閥，所述初期雨水儲存箱通過第一進水泵與懸浮物第一分離池相連接。
3.根據權利要求1所述的一種基于懸浮物自顆粒化的初期雨水生化處理裝置，其特征在于，所述懸浮物第二分離池設有第一回流泵，所述懸浮物第二分離池通過所述第一回流泵與生化處理裝置的厭氧區連接。
4.根據權利要求1所述的一種基于懸浮物自顆粒化的初期雨水生化處理裝置，其特征在于，所述沉淀池設有第二排泥閥與第二回流泵，所述沉淀池通過所述第二回流泵與所述懸浮物第一分離池連接。
5.根據權利要求1所述的一種基于懸浮物自顆粒化的初期雨水生化處理裝置，其特征在于，所述生化處理裝置設有第二進水泵，所述厭氧區內設有厭氧攪拌器，所述好氧區設有好氧攪拌器，所述缺氧區設有缺氧攪拌器，所述好氧區還設有曝氣裝置。
6.一種基于懸浮物自顆粒化的初期雨水生化處理方法，其特征在于，采用權利要求1-5任一項所述的初期雨水生化處理裝置，所述方法包括以下步驟：1)將污水廠活性污泥分別投加至懸浮物第一分離池、生化處理裝置懸浮物第二分離池以及沉淀池；2)啟動第一進水泵將初期雨水泵入懸浮物第一分離池，完成粒徑為3mm以上懸浮物吸附與分離；3)啟動第二進水泵，將去除3mm以上懸浮物的初期雨水泵入生化處理裝置，同時開啟厭氧攪拌器，好氧攪拌器，缺氧攪拌器以及曝氣裝置，使得分別在厭氧區完成懸浮物的水解酸化、內碳源的儲存及釋磷過程，在好氧區完成硝化和吸磷過程，在缺氧區完成深度脫氮過程；4)由生化處理裝置缺氧區流出的污泥污水混合液由水管進入懸浮物第二分離池，完成粒徑為0.2mm-3mm之間懸浮物的沉淀，并通過第一回流泵將其回流至生化處理裝置厭氧區，以強化生化處理裝置中污泥的顆粒化；5)由懸浮物第二分離池流出的污泥污水混合液由水管進入沉淀池，完成污泥與污水的分離，并通過第二回流泵將沉淀的污泥回流至懸浮物第一分離池，以強化懸浮物的吸附與分離性能；6)待懸浮物、氨氮和磷去除性能穩定后，梯度減少懸浮物第一分離池、懸浮物第二分離池以及沉淀池的水力停留時間，直至生化處理裝置中顆粒粒徑為0.2mm以上的污泥占到總污泥比例為50％以上時，即表明最終實現了懸浮物自顆粒化的初期雨水生化處理效果。
發明內容
為了解決上述問題，本發明的目的是提供一種基于懸浮物自顆粒化的初期雨水生化處理裝置與方法，在綠色處理懸浮物和含磷污染物的同時，實現溶解有機物的有效利用和含氮污染物高負荷處置的方法，以滿足初期雨水處理的迫切需求。
為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：
本發明首先提供了一種基于懸浮物自顆粒化的初期雨水生化處理裝置，所述裝置包括：初期雨水儲存箱、懸浮物第一分離池、生化處理裝置、懸浮物第二分離池以及沉淀池；其中，所述初期雨水儲存箱與懸浮物第一分離池連接；懸浮物第一分離池與生化處理裝置連接；
所述生化處理裝置依次設有厭氧區、好氧區與缺氧區；生化處理裝置的缺氧區與懸浮物第二分離池連接；懸浮物第二分離池還分別與生化處理裝置的厭氧區以及沉淀池連接；沉淀池與懸浮物第一分離池連接。
作為本發明的一種優選方案，所述懸浮物第一分離池設有第一進水泵與第一排泥閥，所述初期雨水儲存箱通過第一進水泵與懸浮物第一分離池相連接。
作為本發明的一種優選方案，所述懸浮物第二分離池設有第一回流泵，所述懸浮物第二分離池通過所述第一回流泵與生化處理裝置的厭氧區連接。
作為本發明的一種優選方案，所述沉淀池設有第二排泥閥與第二回流泵，所述沉淀池通過所述第二回流泵與所述懸浮物第一分離池連接。
作為本發明的一種優選方案，所述生化處理裝置設有第二進水泵，所述厭氧區內設有厭氧攪拌器，所述好氧區設有好氧攪拌器，所述缺氧區設有缺氧攪拌器，所述好氧區還設有曝氣裝置。本發明還提供了采用上述初期雨水生化處理裝置的一種基于懸浮物自顆粒化的初期雨水生化處理方法，包括以下步驟：
1)將污水廠活性污泥分別投加至懸浮物第一分離池、生化處理裝置懸浮物第二分離池以及沉淀池；
2)啟動第一進水泵將初期雨水泵入懸浮物第一分離池，完成粒徑為3mm以上懸浮物吸附與分離；
3)啟動第二進水泵，將去除3mm以上懸浮物的初期雨水泵入生化處理裝置，同時開啟厭氧攪拌器，好氧攪拌器，缺氧攪拌器以及曝氣裝置，使得分別在厭氧區完成懸浮物的水解酸化、內碳源的儲存及釋磷過程，在好氧區完成硝化和吸磷過程，在缺氧區完成深度脫氮過程；
4)由生化處理裝置缺氧區流出的污泥污水混合液由水管進入懸浮物第二分離池，完成粒徑為0.2mm-3mm之間懸浮物的沉淀，并通過第一回流泵將其回流至生化處理裝置厭氧區，以強化生化處理裝置中污泥的顆粒化；
5)由懸浮物第二分離池流出的污泥污水混合液由水管進入沉淀池，完成污泥與污水的分離，并通過第二回流泵將沉淀的污泥回流至懸浮物第一分離池，以強化懸浮物的吸附與分離性能；
6)待懸浮物、氨氮和磷去除性能穩定后，梯度減少懸浮物第一分離池、懸浮物第二分離池以及沉淀池的水力停留時間，直至生化處理裝置中顆粒粒徑為0.2mm以上的污泥占到總污泥比例為50％以上時，即表明最終實現了懸浮物自顆粒化的初期雨水生化處理效果。
本發明的原理如下：顆粒污泥，即污泥粒徑為0.2-3mm，有利于強化生物處置單元污泥的沉降性和生物量，比傳統絮體污泥處理法具備更高的處理負荷和生物穩定性。SS中按照顆粒粒徑分級，可以分為3mm的懸浮物。如果可以在懸浮物顆粒粒徑分級的前提下，充分利用顆粒粒徑為0.2-3mm的懸浮物促進生物處置單元的污泥顆粒化，充分利用SS中0.2-3mm粒徑的同時，還能改善上述傳統絮體生物處理法處理負荷低的技術瓶頸。
基于上述粒徑分級原理，首先利用懸浮物第一分離池、第二分離池以及沉淀池分別實現初期雨水中懸浮物顆粒粒徑為3mm以上、0.2-3mm以及0.2mm以下的分離，并利用0.2-3mm的懸浮物強化生化處理裝置中污泥的水解酸化、顆粒化及污染物去除性能，最終實現基于懸浮物自顆粒化的初期雨水生化處理效果。本發明基于懸浮物顆粒粒徑分級的前提下，實現了顆粒粒徑大于0.3mm懸浮物的綠色吸附處理，充分利用了顆粒粒徑為0.2-3mm的懸浮物促進生物處置單元的顆粒化提高污染物的處理負荷，還實現了有機懸浮物的水解酸化產物有效保證了生物除磷效果，最終在綠色處理懸浮物和含磷污染物的同時，實現溶解有機物的有效利用和含氮污染物的高負荷處置。
與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：
1)在懸浮物顆粒粒徑分級的前提下，實現SS分級利用，實現了顆粒粒徑大于0.3mm懸浮物的綠色吸附處理，避免了大量化學絮凝藥劑的投加；充分利用了顆粒粒徑為0.2-3mm的懸浮物促進生物處置單元的顆粒化，有效強化了生物處置單元污泥的沉降性和生物量，提高了污染物的處理負荷，同時還極大減少了基建費用。
2)充分利用有機懸浮物(0.2mm以下)的水解酸化產物和雨水中溶解有機物，將其儲存為內碳源，有效保證了生物除磷效果，避免了化學除磷藥劑的投加。
3)基于后置缺氧的運行方式，有效保證了雨水中總氮的去除，減輕了初雨中的氮排放足跡。
4)本發明控制簡單，運行管理方便，有利于新建初期雨水處理裝置實現低碳低能耗的污染物削減，也適用于初期雨水處理裝置實現減污降碳的升級改造。
（發明人：王建廣;石亮亮;林曉虎;高銳濤;黃森軍）
