公布日：2022.12.30

申请日：2022.10.12

分类号：C02F3/30(2006.01)I;C02F3/08(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/38(2006.01)N

摘要

本发明公开了一种污水低温脱氮处理系统，属于污水处理技术领域，该系统包括缺氧池、可调组合池、MBR膜池、生物转盘、移动挡板、导向驱动机构等，生物转盘设置在缺氧池的内部，移动挡板将可调组合池的内部空间划分为可调缺氧池和可调好氧池，导向驱动机构用于带动移动挡板移动、以调节可调缺氧池和可调好氧池的比例，内回流从好氧池末端回流至缺氧池，污泥回流从MBR膜池回流到缺氧池。与现有技术相比，该方案将现有设备的厌氧区和缺氧区合并、并在厌缺氧区安装生物转盘，硝化液回流和污泥能够回流至生物转盘区前端，不需要外加碳源，提高了原水碳源的利用率，在低温环境下，对污水总氮的去除效率可达到75%‑85%，比传统设备的去除效率至少提升30%。

权利要求书

1.一种污水低温脱氮处理系统，其特征在于，包括缺氧池（1）、可调组合池（2）、MBR膜池（3）、生物转盘（4）、移动挡板（5）、导向驱动机构（6）、内回流管路（7）和污泥回流管路（8），其中：所述缺氧池（1）与可调组合池（2）的一端整体连通，可调组合池（2）的另一端与MBR膜池（3）底部通过管路连通；所述生物转盘（4）设置在缺氧池（1）的内部；所述移动挡板（5）设置在可调组合池（2）的内部、且将可调组合池（2）的内部空间划分为可调缺氧池（201）和可调好氧池（202），可调组合池（2）的底部均匀布置有曝气管路（203），曝气管路（203）间设置有多个底板（204），所述底板（204）的顶部能够与移动挡板（5）的底部配合密封，底板（204）的一侧设置有出水口（2041）；所述导向驱动机构（6）用于带动移动挡板（5）移动、以调节可调缺氧池（201）和可调好氧池（202）的比例；所述内回流管路（7）包括内回流泵（701）和内回流管（702），所述内回流泵（701）设置在可调好氧池（202）的底部，内回流管（702）的一端连通内回流泵（701），内回流管（702）的另一端依次穿过可调好氧池（202）、可调缺氧池（201）后设置在缺氧池（1）内；所述污泥回流管路（8）包括污泥回流泵（801）和污泥回流管（802），所述污泥回流泵（801）设置在MBR膜池（3）的底部，污泥回流管（802）的一端连通污泥回流泵（801），污泥回流泵（801）的另一端依次穿过MBR膜池（3）、可调好氧池（202）、可调缺氧池（201）后设置在缺氧池（1）内。

2.根据权利要求1所述的一种污水低温脱氮处理系统，其特征在于，所述缺氧池（1）连通进水管，缺氧池（1）的顶部设置有滑盖（101），缺氧池（1）的内部设置有推流器（102）。

3.根据权利要求1所述的一种污水低温脱氮处理系统，其特征在于，所述可调组合池（2）和MBR膜池（3）的顶部设置有顶板（205）和滑板（206）。

4.根据权利要求1所述的一种污水低温脱氮处理系统，其特征在于，所述曝气管路（203）分为独立控制的第一区域管道（2031）、第二区域管道（2032）和第三区域管道（2033），所述底板分为第一底板（2042）、第二底板（2043）和第三底板（2044），其中：所述第一区域管道（2031）布置在第一底板（2042）和第二底板（2043）之间；所述第二区域管道（2032）布置在第二底板（2043）和第三底板（2044）之间；所述第三区域管道（2033）布置在第三底板（2044）与可调组合池（2）的另一端内壁之间。

5.根据权利要求1所述的一种污水低温脱氮处理系统，其特征在于，所述MBR膜池（3）的内部设置有MBR膜组件（301），所述MBR膜组件（301）连通排水管；MBR膜池（3）与可调组合池（2）之间通过底部的流水管（302）连通。

6.根据权利要求1所述的一种污水低温脱氮处理系统，其特征在于，所述生物转盘（1）包括安装梁（401）、轴承座（402）、转轴（403）、转盘（404）和转盘电机（405），其中：所述安装梁（401）作为承重件设置在缺氧池（1）内；所述轴承座（402）设置在安装梁（401）上；所述转轴（403）的两端安装在轴承座（402）内；多个所述转盘（404）依次套装在转轴（403）上；所述电机（405）设置在安装梁（401）的一侧，转盘电机（405）通过减速器和联轴器驱动转轴（403）旋转；所述转盘（404）由中心座（406）和设置在中心座（406）周围的多个扇形边框（407）组成，所述扇形边框（407）内部填充有扇形生物片（408）。

7.根据权利要求1所述的一种污水低温脱氮处理系统，其特征在于，所述移动挡板（5）的板体的底部设置有底密封条（501），板体的两侧设置有侧密封条（502），移动挡板（5）的顶部固连有移动梁（503），移动梁（503）的两端设置有滑块（504），滑块（504）可移动的套装在滑轨（505）上，所述滑轨（505）布置在可调组合池（2）的顶部两侧。

8.根据权利要求1所述的一种污水低温脱氮处理系统，其特征在于，所述导向驱动机构（6）包括齿条（601）、移动齿轮（602）、传动轴（603）、传动齿轮组（604）和导向电机（605），其中：两根所述齿条（601）布置在可调组合池（2）的顶部两侧；所述移动齿轮（602）啮合在所述齿条（601）上；两端的移动齿轮（602）套装在传动轴（603）的两侧末端，传动轴（603）的中部通过传动齿轮组（604）与导向电机（605）连接；所述传动齿轮组（604）包括蜗轮蜗杆、伞齿轮组或锥齿轮组。

9.根据权利要求1所述的一种污水低温脱氮处理系统，其特征在于，包括如下控制步骤：步骤1）控制系统的进水温度为8-12℃；步骤2）实时检测系统的污水进水水质，检测指标包括COD数值、氨氮数值和总氮数值；步骤3）基于检测指标，控制污水的进水量、生物转盘转速、缺氧池溶解氧量、好氧区溶解氧量、硝化液回流量、污泥回流量、可调组合池的MLSS数值、以及可调缺氧池和可调好氧池的比例。

10.根据权利要求9所述的一种污水低温脱氮处理系统，其特征在于，包括如下控制方法：方法1）当污水的进水温度为10-12℃、COD数值为200-300mg/L、氨氮数值为30-40mg/L、总氮数值为40-50mg/L时，控制污水的进水量为8-8.5m3/h、生物转盘转速为6-8r/min、缺氧池溶解氧量为2-3mg/L、好氧区溶解氧量为2-4mg/L、硝化液回流量为200-250%、污泥回流量为50-100%、可调组合池的MLSS数值2500-3000mg/L、可调缺氧池和可调好氧池的比例为1：3.5至1:3；方法2）当污水的进水温度为10-12℃、COD数值为250-300mg/L、氨氮数值为35-45mg/L、总氮数值为50-60mg/L时，控制污水的进水量为8-8.5m3/h、生物转盘转速为7-8r/min、缺氧池溶解氧量为2-2.5mg/L、好氧区溶解氧量为2-4mg/L、硝化液回流量为250-300%、污泥回流量为70-100%、可调组合池的MLSS数值3000-3500mg/L、可调缺氧池和可调好氧池的比例为1：1.6至1:2；方法3）当污水的进水温度为8-12℃、COD数值为250-300mg/L、氨氮数值为40-50mg/L、总氮数值为55-70mg/L时，控制污水的进水量为8-8.5m3/h、生物转盘转速为8-9r/min、缺氧池溶解氧量为1.5-2mg/L、好氧区溶解氧量为3-4mg/L、硝化液回流量为300-350%、污泥回流量为80-100%、可调组合池的MLSS数值3500-4000mg/L、可调缺氧池和可调好氧池的比例为1：1.2至1:5；方法4）当污水的进水温度为8-10℃、COD数值为250-300mg/L、氨氮数值为40-50mg/L、总氮数值为55-70mg/L时，控制污水的进水量为8-8.5m3/h、生物转盘转速为8-9r/min、缺氧池溶解氧量为1.5-2mg/L、好氧区溶解氧量为3-4mg/L、硝化液回流量为300-350%、污泥回流量为80-100%、可调组合池的MLSS数值4000-5000mg/L、可调缺氧池和可调好氧池的比例为1：1.1至1:5。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种污水低温脱氮处理系统该，该方案将现有设备的厌氧区和缺氧区合并、并在厌缺氧区安装生物转盘，硝化液和污泥能够回流至生物转盘区前端，不需要外加碳源，提高了原水碳源的利用率，在低温环境下，对污水总氮的去除效率可达到75%-85%，比传统设备的去除效率至少提升30%。

本发明通过以下技术手段解决上述问题：一种污水低温脱氮处理系统，其特征在于，包括缺氧池、可调组合池、MBR膜池、生物转盘、移动挡板、导向驱动机构、内回流管路和污泥回流管路，其中：所述缺氧池与可调组合池的一端整体连通，可调组合池的另一端与MBR膜池底部通过管路连通；所述生物转盘设置在缺氧池的内部；所述移动挡板设置在可调组合池的内部、且将可调组合池的内部空间划分为可调缺氧池和可调好氧池，可调组合池的底部均匀布置有曝气管路，曝气管路间设置有多个底板，所述底板的顶部能够与移动挡板的底部配合密封，底板的一侧设置有出水口；所述导向驱动机构用于带动移动挡板移动、以调节可调缺氧池和可调好氧池的比例；所述内回流管路包括内回流泵和内回流管，所述内回流泵设置在可调好氧池的底部，内回流管的一端连通内回流泵，内回流管的另一端依次穿过可调好氧池、可调缺氧池后设置在缺氧池内；所述污泥回流管路包括污泥回流泵和污泥回流管，所述污泥回流泵设置在MBR膜池的底部，污泥回流管的一端连通污泥回流泵，污泥回流泵的另一端依次穿过MBR膜池、可调好氧池、可调缺氧池后设置在缺氧池内。

优选的，所述缺氧池连通进水管，缺氧池的顶部设置有滑盖，缺氧池的内部设置有推流器。

优选的，所述可调组合池和MBR膜池的顶部设置有顶板和滑板。

优选的，所述曝气管路分为独立控制的第一区域管道、第二区域管道和第三区域管道，所述底板分为第一底板、第二底板和第三底板，其中：所述第一区域管道布置在第一底板和第二底板之间；所述第二区域管道布置在第二底板和第三底板之间；所述第三区域管道布置在第三底板与可调组合池的另一端内壁之间。

优选的，所述MBR膜池的内部设置有MBR膜组件，所述MBR膜组件连通排水管；MBR膜池与可调组合池之间通过底部的流水管连通。

优选的，所述生物转盘包括安装梁、轴承座、转轴、转盘和转盘电机，其中：所述安装梁作为承重件设置在缺氧池内；所述轴承座设置在安装梁上；所述转轴的两端安装在轴承座内；多个所述转盘依次套装在转轴上；所述电机设置在安装梁的一侧，转盘电机通过减速器和联轴器驱动转轴旋转；所述转盘由中心座和设置在中心座周围的多个扇形边框组成，所述扇形边框内部填充有扇形生物片。

优选的，所述移动挡板的板体的底部设置有底密封条，板体的两侧设置有侧密封条，移动挡板的顶部固连有移动梁，移动梁的两端设置有滑块，滑块可移动的套装在滑轨上，所述滑轨布置在可调组合池的顶部两侧。

优选的，所述导向驱动机构包括齿条、移动齿轮、传动轴、传动齿轮组和导向电机，其中：两根所述齿条布置在可调组合池的顶部两侧；所述移动齿轮啮合在所述齿条上；两端的移动齿轮套装在传动轴的两侧末端，传动轴的中部通过传动齿轮组与导向电机连接；所述传动齿轮组包括蜗轮蜗杆、伞齿轮组或锥齿轮组。

一种污水低温脱氮处理系统，包括如下控制步骤：步骤1）控制系统的污水的进水温度为8-12℃；步骤2）实时检测系统的污水进水水质，检测指标包括COD数值、氨氮数值和总氮数值；步骤3）基于检测指标，控制污水的进水量、生物转盘转速、缺氧池溶解氧量、好氧区溶解氧量、硝化液回流量、污泥回流量、可调组合池的MLSS数值、以及可调缺氧池和可调好氧池的比例。

一种污水低温脱氮处理系统，包括如下控制方法：方法1）当污水的进水温度为10-12℃、COD数值为200-300mg/L、氨氮数值为30-40mg/L、总氮数值为40-50mg/L时，控制污水的进水量为8-8.5m3/h、生物转盘转速为6-8r/min、缺氧池溶解氧量为2-3mg/L、好氧区溶解氧量为2-4mg/L、硝化液回流量为200-250%、污泥回流量为50-100%、可调组合池的MLSS数值2500-3000mg/L、可调缺氧池和可调好氧池的比例为1：3.5至1:3；方法2）当污水的进水温度为10-12℃、COD数值为250-300mg/L、氨氮数值为35-45mg/L、总氮数值为50-60mg/L时，控制污水的进水量为8-8.5m3/h、生物转盘转速为7-8r/min、缺氧池溶解氧量为2-2.5mg/L、好氧区溶解氧量为2-4mg/L、硝化液回流量为250-300%、污泥回流量为70-100%、可调组合池的MLSS数值3000-3500mg/L、可调缺氧池和可调好氧池的比例为1：1.6至1:2；方法3）当污水的进水温度为8-12℃、COD数值为250-300mg/L、氨氮数值为40-50mg/L、总氮数值为55-70mg/L时，控制污水的进水量为8-8.5m3/h、生物转盘转速为8-9r/min、缺氧池溶解氧量为1.5-2mg/L、好氧区溶解氧量为3-4mg/L、硝化液回流量为300-350%、污泥回流量为80-100%、可调组合池的MLSS数值3500-4000mg/L、可调缺氧池和可调好氧池的比例为1：1.2至1:5；方法4）当污水的进水温度为8-10℃、COD数值为250-300mg/L、氨氮数值为40-50mg/L、总氮数值为55-70mg/L时，控制污水的进水量为8-8.5m3/h、生物转盘转速为8-9r/min、缺氧池溶解氧量为1.5-2mg/L、好氧区溶解氧量为3-4mg/L、硝化液回流量为300-350%、污泥回流量为80-100%、可调组合池的MLSS数值4000-5000mg/L、可调缺氧池和可调好氧池的比例为1：1.1至1:5。

发明的一种污水低温脱氮处理系统具有以下有益效果：（1）该系统配备有可调组合池，可调组合池内部设置有移动挡板和独立控制的曝气管道，能够灵活调节好氧池和缺氧池的体积比，以适应不同的进水水质和工作环境，确保反应池中的水体稳定。此外，该移动挡板配备了导向驱动机构通过控制电机的正转或反转能够实现挡板的精准前后移动。缺氧、好氧区可调节大小，以根据进水水质变化，来调节不同的厌缺氧分区，设备会有不同的运行工况，确保出水水质稳定达标。

（2）该系统在厌缺氧区安装了生物转盘，通过内回流管路和污泥回流管路能够使硝化液和污泥回流至生物转盘区前端，不需要外加碳源，提高了原水碳源的利用率。此外，生物转盘40%左右浸没在水中，使生物转盘挂膜交替在水中与空气中形成了水上水下的好氧区与缺氧区，同时也形成了生物膜的膜里膜外的好氧区与缺氧区环境，形成了水上水下及膜里膜外两级AO，由于生物挂膜载量大，可在较短的停留时间下，在生物转盘的两级AO内完成同步硝化反硝化，反应也类似于厌氧氨氧化，强化低温脱氮的效果。同时生物转盘区设计有滑盖，可以保温，防止冬季系统内热量散失。

（3）该系统采用新的控制步骤和方法，能够在低温环境下，解决现有设备脱氮效率低、出水水质不稳定的问题，对污水总氮的去除效率可达到75%-85%，比传统设备的去除效率至少提升30%。

（发明人：李满文;李鹏飞;刘梦梅;吴云萍;樊瑜;李媛媛;周安民;张珊）