污水处理调节池和调节污水的方法与流程

1.本发明属于污水处理领域，特别涉及一种污水处理调节池和调节污水的方法。

背景技术：

2.污水处理调节池通常设置在格栅之后、污水处理设施之前，用于短暂存储污水，调节污水的水量和水质以便起到缓冲作用避免污水流量、浓度、毒物、ph、水温等变化对后续污水处理的影响，并且有一定的预曝气功能，还可用作事故排水。特别是在对水质、水量和冲击负荷较为敏感的污水生物处理工艺中，有时还可考虑在调节池中实现沉淀、混合、加药、中和和预酸化等功能。

3.进入调节池的污水一般来自集水沟渠或污水管网，通常含有以悬浮的颗粒、团块或液滴形式存在的有机污染物和无机污染物，其中一些比重较水轻的有机污染物会附着在比重较水重的无机污染物颗粒上而形成密度与水接近的复合污染物，若这些复合污染物进入后续污水处理装置，当附着的有机污染物脱离或消解后，残余的无机污染物可能会沉积在污水处理装置中形成难以排出的沉积层而影响污水处理装置的运行。此外，由于调节池中微生物含量较少，无机污染物颗粒在调节池中沉淀后可能形成较为致密污泥层，其随停留时间的增加会变得更加致密，因此需要频繁地排出污泥以避免其牢固附着于调节池底。再者，附着调节池底的污泥还可能导致厌氧反应而产生恶臭。因此，仍然需要对现有污水处理调节池做出改进。

技术实现要素：

4.本发明的一个目的是提供一种污水处理调节池以解决前述现有技术中的问题。具体而言，本发明提供以下技术方案。

5.在一个方面，本发明提供一种污水处理调节池，包括池体，池体中设有一个或多个首尾相接的廊道，在第一个廊道的首端设有用于导入污水的进水口，在最后一个廊道的末端设有用于排出污水的出水口，所述污水处理调节池经设置使得由进水口进入池体的污水依次通过所述一个或多个廊道后从出水口排出，其中，在每个廊道中均设有溶解氧传感器用于测定廊道中污水的溶解氧含量，在每个廊道的底部均设有曝气/排泥管，曝气/排泥管的上游分别设有进气阀和排泥阀，所述进气阀与进气管连通用于可控地将含氧气体通过曝气/排泥管导入廊道以便对其中的污水进行曝气处理，所述排泥阀与排泥管连通用于可控地通过曝气/排泥管将廊道中的污泥排出。

6.进一步地，所述排泥阀的上游设有排泥泵用于将廊道中的污泥抽出后从排泥管排出。

7.进一步地，在每个廊道的底部沿其纵向设有集泥槽，曝气/排泥管是在集泥槽的最低处沿集泥槽纵向设置的导气管，导气管的朝向集泥槽的侧壁上沿其长度方向布置有一个或多个开口。

8.进一步地，所述多个开口沿导气管的长度方向布置成一排或多排，

9.进一步地，所述多个开口与集泥槽的最低处之间的距离为1

?

20cm。

10.进一步地，在每个曝气/排泥管中设有用于测定其中流体压力的压力计。

11.本发明的污水处理调节池能够对池中污水进行微曝气以便在不显著损失碳源的情况下避免厌氧反应产生的恶臭，并且可以利用曝气气流以及相应产生的水流淘洗或冲刷污水中的无机颗粒使粘附其上的有机污染物剥离，由此在为后续需要碳源的污水处理过程补充碳源的同时，在调节池中得到含有机污染物更少的主要由无机颗粒组成的“干净”污泥，进一步避免了污泥厌氧反应产生的恶臭；此外，这样“干净”的污泥也更易沉降分离且其后处理也更为简单经济。

12.在另一方面，本发明还提供一种调节污水的方法，包括以下步骤：

13.s100，提供根据上述的污水处理调节池；

14.s200，在进气阀和排泥阀均处于关闭状态以进行沉降操作时，若溶解氧传感器测定廊道中污水的溶解氧含量低于第一阈值c1并且持续超过第一时间t1，则保持排泥阀关闭并且打开进气阀对廊道中的污水进行曝气操作，直至溶解氧传感器测定廊道中污水的溶解氧含量大于等于第二阈值c2并且曝气操作持续超过第二时间t2后关闭进气阀以停止对廊道中污水的曝气；

15.s300，在进气阀和排泥阀均处于关闭状态以进行沉降操作时，若溶解氧传感器测定廊道中污水的溶解氧含量大于等于第一阈值c1并且持续超过第三时间t3，在保持进气阀关闭并且打开排泥阀以进行排泥操作将廊道底部的污泥从排泥管排出，直至排出的污泥的污泥浓度低于第三阈值c3并且排泥操作持续超过第四时间t4后关闭排气阀和排泥泵以停止排泥操作。

16.进一步地，上述调节污水的方法，还包括以下步骤：

17.s400，当打开进气阀进行曝气操作时，若压力计测定的压力p大于等于第四阈值c4并且持续超过第五时间t5，则判定曝气/排泥管堵塞，并且控制进气阀、排泥阀和排泥泵反复进行快速交替的曝气操作和排泥操作以便疏通曝气/排泥管，直至曝气操作时压力计测定的压力p小于第四阈值c4并且持续超过第六时间t6后关闭进气阀和排泥阀以进行沉降操作，其中所述快速交替的曝气操作和排泥操作包括：打开进气阀并且关闭排泥阀和排泥泵进行曝气操作1～10min，然后立即关闭进气阀并且打开排泥阀和排泥泵进行排泥操作1～10min。

18.在本文中所用的术语具有其在本领域内公知的含义，然而为清楚起见，仍然给出以下定义。

19.术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0020]“基本”或“基本上”并不排除“完全”的意思。如一个成分“基本上不含”y，也可以是完全不含有y。在限定具体数值的情况下，是指该具体数值具有以该具体数值为基础的上下浮动的范围，浮动范围可以是该具体数值的+/

?

5％，+/

?

4％，+/

?

3％，+/

?

2％，+/

?

1％，+/

?

0.5％，+/

?

0.2％，+/

?

0.1％，+/

?

0.05％，+/

?

0.01％等。如果需要，“基本”或“基本上”可以以上浮动范围代替或从本发明定义中删除。“含有”既包括提到的因素，也允许包括附加的、不确定的因素。“大约”、“约”、“左右”在限定具体数值的情况下，是指该具体数值具有以该具体数值为基础的上下浮动的范围，浮动范围可以是该具体数值的+/

?

5％，+/

?

4％，+/

?

3％，+/

?

2％，+/

?

1％，+/

?

0.5％，+/

?

0.2％，+/

?

0.1％，+/

?

0.05％，+/

?

0.01％等。

附图说明

[0021]

图1是根据本发明一个实施方式的调节池的俯视结构示意图；

[0022]

图2是图1所示调节池的a

?

a剖面的结构示意图；

[0023]

其中的附图标记的含义如下：1

?

池体；2

?

隔板；3

?

廊道；31

?

集泥槽；32

?

溶解氧传感器；4

?

曝气/排泥管；41

?

开口；42

?

压力计；5

?

进水管；6

?

进气管；61

?

进气阀；7

?

出水管；8

?

排泥管；81

?

排泥阀；82

?

排泥泵。

具体实施方式

[0024]

以下结合附图对本发明的一些实施方式进行进一步的介绍，但并非意欲限制本发明的保护范围。

[0025]

参见图1

?

2，根据本发明的污水处理调节池，包括池体1以及任选的在池体1中交错设置的一个或多个隔板2，隔板2在池体1中分隔出多个廊道3，在第一个廊道3的首端设有将污水导入池体1的进水管5，在最后一个廊道3的末端设有将污水排出池体1的出水管7，多个廊道3首尾依次相接形成污水通过池体1的流道；在每个廊道3中均设有溶解氧传感器32，在每个廊道3的底部沿其纵向设有集泥槽31，在每个集泥槽31的底部沿其纵向设有曝气/排泥管4，在每个曝气/排泥管4中设有用于测定其中流体压力的压力计42，在每个曝气/排泥管4的上游分别设有进气阀61和排泥阀81，进气阀61与进气管6连通用于可控地将含氧气体(例如空气或氧气)通过曝气/排泥管4导入廊道3以便对其中的污水进行曝气处理，排泥阀81与排泥泵82连通用于可控地通过曝气/排泥管4将廊道3中的污泥经排泥管8排出。

[0026]

在本发明的一些实施方式中，曝气/排泥管4是在集泥槽31的最低处沿集泥槽31纵向设置的导气管，导气管的直径为2

?

20cm，优选5

?

10cm，例如5、6、7、8、9或10cm，并且导气管的朝向集泥槽31的侧壁上沿其长度方向布置有多个开口41，开口41与集泥槽31的最低处之间的距离为1

?

20cm，优选2

?

10cm，例如2、3、4、5、6、7、8、9和10cm；在曝气操作中，含氧气体通过开口41吹向集泥槽31的最低处，在对污水曝气的同时，曝气气流还会吹扫和带动水流冲刷积聚在集泥槽31最低处的污泥使其重新分散进入污水中；或者在排泥操作中，集泥槽31最低处的污泥可在排泥泵82的作用下通过开口41进入曝气/排泥管4然后经排泥管8排出。在一些情况下，多个开口41沿曝气/排泥管4的长度方向布置成一排或多排，例如1、2、3、4、5排，以利于更均匀和有效地曝气池中的污水和吹扫池底的污泥，或者有效地排出池底的污泥。在另一些情况下，多个开口41沿曝气/排泥管4的长度方向相互连通形成一个或多个狭缝，例如1、2、3个相互基本平行的狭缝；优选地，狭缝在开口41处的宽度大于其他部分的宽

度，这有利于在开口41处产生局部增加的吹扫气流以加强对该处污泥的分散，也有利于在整个狭缝产生更加均匀的吹扫气流，同时这也有利于避免沉积的污泥堵塞开口41和狭缝。

[0027]

在本发明中，气流对污泥的吹扫和分散还可将污泥中无机颗粒表面粘附的有机污染物有效剥离，以利于将更多无机颗粒在调节池中沉降去除，由此减少了进入后续污水处理装置的无机颗粒，避免了无机颗粒形成难以排出的致密污泥层而导致后续污水处理装置停产清池的问题；此外，剥离的有机污染物作为碳源(或称为cod成分)可随污水进入后续污水脱氮/脱磷等需要碳源的处理过程，以此可能改善这些过程的处理效果，甚至避免在这些过程中加入额外碳源；再者，去除表面有机污染物的无机颗粒在调节池中会形成更加“干净”的污泥，这样的污泥主要由含有机物较少的砂石等无机颗粒组成，因此调节池中不易发生厌氧反应而产生恶臭，同时这样的污泥更容易沉降分离且其后处理过程也更简单。

[0028]

在本发明的一些实施方式中，溶解氧传感器32、压力计42、进气阀61、排泥阀81和排泥泵82均与控制器以有线或无线的方式通讯连接，以便控制器及时获取它们的状态和测定的参数并且使得控制器可以发出指令对它们进行控制和操作。在一些情况下，进气阀61和排泥阀81是电动或气动的流量控制阀。

[0029]

在本发明的一些实施方式中，在进气阀61和排泥阀81均处于关闭状态以进行沉降操作时，若溶解氧传感器32测定廊道3中污水的溶解氧含量低于第一阈值c1(第一阈值c1可以是0.2～0.5mg/l，例如0.2、0.3、0.4或0.5mg/l)并且持续超过第一时间t1(第一时间t1可以是1～30min，例如2、3、5、8、10、15、20、25或30min，优选10～20min)，可保持排泥阀81关闭并且打开进气阀61对廊道3中的污水进行曝气操作，直至溶解氧传感器32测定廊道3中污水的溶解氧含量大于等于第二阈值c2(第二阈值c2大于第一阈值c1并且可以是0.5～2.0mg/l，例如0.5、0.8、1.0、1.2、1.5、1.8或2.0mg/l，优选0.5～1.0mg/l)并且曝气操作持续超过第二时间t2(第二时间t2可以是1～30min，例如1、2、3、5、10、15、20、25或30min，优选1～15min)后关闭进气阀61以停止对廊道3中污水的曝气。这样，一方面通过曝气提高污水的溶解氧含量，可有效避免污水因厌氧反应而产生恶臭气体，另一方面通过控制曝气时间可有效避免过度曝气对污水中碳源的过度消耗，由此满足后续污水生物脱氮和/或脱磷过程中对碳源的需求；同时，通过控制曝气时间还可减少调节池中污泥量的增加(主要是曝气过程中生物繁殖导致的污泥量的增加)，而较少的污泥量也可减少对碳源的消耗以利于后续的污水脱氮/脱磷处理，并且可减少调节池排出污泥中的生物量以利于污泥的后续处理。

[0030]

在本发明的一些实施方式中，在进气阀61和排泥阀81均处于关闭状态以进行沉降操作时，若溶解氧传感器32测定廊道3中污水的溶解氧含量大于等于第一阈值c1(第一阈值c1可以是0.2～0.5mg/l，例如0.2、0.3、0.4或0.5mg/l)并且持续超过第三时间t3(第三时间t3可以是10～60min，例如10、15、20、30、40、50或60min，优选15～30min)，可保持进气阀61关闭，打开排泥阀81并且启动排泥泵82以进行排泥操作将廊道3底部的污泥从排泥管8排出，直至排出的污泥的污泥浓度低于第三阈值c3(第三阈值c3可以是6000～20000mg/l，例如6000、8000、10000、12000、15000或20000mg/l，优选6000～10000mg/l)并且排泥操作持续超过第四时间t4(第四时间t4可以是0.5～30min，例如1、2、3、5、10、15、20、25或30min，优选1～15min)后关闭排气阀81和排泥泵82以停止排泥操作。在一些情况下，从调节池排出的污泥经脱水处理后形成干污泥和废水，该废水可作为污水原水返回调节池。

[0031]

在本发明的另一些实施方式中，当打开进气阀61进行曝气操作时，若压力计42测

定的压力p大于等于第四阈值c4(第四阈值c4可以是p0+p

t

，其中p0是压力计42测定压力p时对应廊道3中同样深度处的水压，并且p

t

可以是0.01～0.1mpa，例如0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1mpa)并且持续超过第五时间t5(第五时间t5可以是1～10min，例如1、2、3、4、5、6、7、8、9或10min，优选1～5min)，可判定曝气/排泥管4堵塞，并且控制进气阀61、排泥阀81和排泥泵82反复进行快速交替的曝气操作和排泥操作以便疏通曝气/排泥管4，也即用于疏通曝气/排泥管4的疏通操作，直至曝气操作时压力计42测定的压力p小于第四阈值c4并且持续超过第六时间t6(第六时间t6可以是1～10min，例如1、2、3、4、5、6、7、8、9或10min，优选1～5min)后关闭进气阀和排泥阀以进行沉降操作，其中快速交替的曝气和排泥操作包括：打开进气阀61并且关闭排泥阀81和排泥泵82进行曝气操作1～10min(例如1、2、3、5、8或10min，优选1～5min)，然后立即关闭进气阀61并且打开排泥阀81和排泥泵82进行排泥操作1～10min(例如1、2、3、5、8或10min，优选1～5min)。由于进入调节池中的污水原水通常含有较低的生物量，并且没有导入回流污泥，调节池中的污泥成分往往以可快速沉降并且可形成致密沉淀层的无机固体颗粒为主，这样的污泥可能频繁堵塞曝气/排泥管4，因此通过上述疏通操作可有效地疏通曝气/排泥管4以及时有效地排出污泥，有利于避免污泥过度沉积而导致的停产清池问题。

[0032]

在本发明的一些实施方式中，在进气阀61的上游还设有气体流量计(未示出)用于测定通过曝气/排泥管进入廊道的含氧气体的气体流量f

g

，并且在进气管6上设有气体增压泵用于增加含氧气体的气压p

g

(p

g

可以是气体增压泵出口的气压)；以及任选地在排泥阀81的下游设有液体流量计(未示出)用于测定通过曝气/排泥管排出的污泥流量f

s

。当进行上述疏通操作时，若在曝气操作中气体流量f

g

小于第五阈值c5(第五阈值c5可以是0.5～100l/s，优选1～20l/s，例如1、2、5、10、15或20l/s)或者污泥流量f

s

小于第六阈值c6(第六阈值c6可以是0.1～10l/s，优选0.1～5l/s，例如0.1、0.2、0.5、1、2、3、4或5l/s)并且持续超过第七时间t7(第七时间t7可以是1～10min，例如1、2、3、4、5、6、7、8、9或10min，优选1～5min)，可首次启动气体增压泵使含氧气体的气压增至p

g

，并且继续进行疏通操作，其中p

g

小于等于设计允许的含氧气体的最大气压p

max

并根据以下计算公式确定：

[0033][0034]

其中，n是历史上通过气体增压泵增加含氧气体的气压而成功实现疏通操作的次数，并且当该次数大于等于设定的最大次数n

max

时，n＝n

max

，其中n

max

为15～30，优选10～20，例如10、12、14、16、18或20的整数；p

i

是第i次成功实现疏通操作时含氧气体的气压，单位是mpa；δt

i

是执行第i次成功实现疏通操作与本次疏通操作之间的时间差，单位根据最近一次成功疏通操作发生在本日、本周、本月或本季度而相应地选择为小时、天、周或月。

[0035]

若含氧气体的气压增至p

g

后曝气操作中气体流量f

g

仍然小于第五阈值c5或者污泥流量f

s

仍然小于第六阈值c6并且持续超过第七时间t7，可将含氧气体的气压每次增加δp，在含氧气体的气压为p

g

+rδp且小于等于p

max

的条件下重复执行疏通操作，其中r是重复执行疏通操作的次数，δp＝(p

max

?

p0)/m，p

max

是设计允许的含氧气体的最大气压，p0是压力计42测定压力p时对应廊道3中同样深度处的水压，m是1～10之间的整数，优选3～5之间的整

数。

[0036]

根据上述方法确定首次启动气体增压泵时采用的含氧气体的气压，可以在较低气压下尽快地成功实现疏通操作，因此可有利地避免过高的气压对装置设备的不利影响。

[0037]

若不存在历史数据，则首次启动气体增压泵时可使含氧气体的气压增至p+δp，p是压力计42测定的压力，δp＝(p

max

?

p0)/m，p

max

是设计允许的含氧气体的最大气压，p0是压力计42测定压力p时对应廊道3中同样深度处的水压，m是1～10之间的整数，优选3～5之间的整数。

[0038]

以上通过举例说明的方式描述了本发明。但是，应当理解，本发明绝不仅仅限于这些具体实施方式。普通技术人员可以对本发明进行各种修改或变动，而这些修改和变动都属于本发明的保护范围。技术特征：

1.一种污水处理调节池，包括池体，池体中设有一个或多个首尾相接的廊道，在第一个廊道的首端设有用于导入污水的进水口，在最后一个廊道的末端设有用于排出污水的出水口，所述污水处理调节池经设置使得由进水口进入池体的污水依次通过所述一个或多个廊道后从出水口排出，其特征在于，在每个廊道中均设有溶解氧传感器用于测定廊道中污水的溶解氧含量，在每个廊道的底部均设有曝气/排泥管，曝气/排泥管的上游分别设有进气阀和排泥阀，所述进气阀与进气管连通用于可控地将含氧气体通过曝气/排泥管导入廊道以便对其中的污水进行曝气处理，所述排泥阀与排泥管连通用于可控地通过曝气/排泥管将廊道中的污泥排出。2.根据权利要求1所述的污水处理调节池，其特征在于，所述排泥阀的上游设有排泥泵用于将廊道中的污泥抽出后从排泥管排出。3.根据权利要求1所述的污水处理调节池，其特征在于，在每个廊道的底部沿其纵向设有集泥槽，曝气/排泥管是在集泥槽的最低处沿集泥槽纵向设置的导气管，导气管的朝向集泥槽的侧壁上沿其长度方向布置有一个或多个开口。4.根据权利要求3所述的污水处理调节池，其特征在于，所述多个开口沿导气管的长度方向布置成一排或多排。5.根据权利要求3所述的污水处理调节池，其特征在于，所述多个开口与集泥槽的最低处之间的距离为1

?

20cm。6.根据权利要求1

?

5中任一项所述的污水处理调节池，其特征在于，在每个曝气/排泥管中设有用于测定其中流体压力的压力计。7.一种调节污水的方法，包括以下步骤：s100，提供根据权利要求1

?

6中任一项的污水处理调节池；s200，在进气阀和排泥阀均处于关闭状态以进行沉降操作时，若溶解氧传感器测定廊道中污水的溶解氧含量低于第一阈值c1并且持续超过第一时间t1，则保持排泥阀关闭并且打开进气阀对廊道中的污水进行曝气操作，直至溶解氧传感器测定廊道中污水的溶解氧含量大于等于第二阈值c2并且曝气操作持续超过第二时间t2后关闭进气阀以停止对廊道中污水的曝气；s300，在进气阀和排泥阀均处于关闭状态以进行沉降操作时，若溶解氧传感器测定廊道中污水的溶解氧含量大于等于第一阈值c1并且持续超过第三时间t3，在保持进气阀关闭并且打开排泥阀以进行排泥操作将廊道底部的污泥从排泥管排出，直至排出的污泥的污泥浓度低于第三阈值c3并且排泥操作持续超过第四时间t4后关闭排气阀和排泥泵以停止排泥操作。8.根据权利要求7所述的调节污水的方法，还包括以下步骤：s400，当打开进气阀进行曝气操作时，若压力计测定的压力p大于等于第四阈值c4并且持续超过第五时间t5，则判定曝气/排泥管堵塞，并且控制进气阀、排泥阀和排泥泵反复进行快速交替的曝气操作和排泥操作以便疏通曝气/排泥管，直至曝气操作时压力计测定的压力p小于第四阈值c4并且持续超过第六时间t6后关闭进气阀和排泥阀以进行沉降操作，其中所述快速交替的曝气操作和排泥操作包括：打开进气阀并且关闭排泥阀和排泥泵进行曝气操作1～10min，然后立即关闭进气阀并且打开排泥阀和排泥泵进行排泥操作1～10min。

技术总结

本发明涉及一种污水处理调节池，包括池体，池体中设有一个或多个首尾相接的廊道，廊道中设有溶解氧传感器，廊道的底部设有曝气/排泥管，曝气/排泥管中设有压力计，曝气/排泥管的上游分别设有进气阀和排泥阀，进气阀用于可控地将含氧气体通过曝气/排泥管导入廊道以对其中的污水进行曝气，排泥阀与排泥管连通用于可控地通过曝气/排泥管将廊道中的污泥排出。本发明还涉及使用该调节池调节污水的方法。本发明能对污水进行微曝气以便在不显著损失碳源的情况下避免厌氧反应产生的恶臭，能够有效避免曝气/排泥管堵塞，并且所得污泥含有更少的有机污染物。更少的有机污染物。更少的有机污染物。

技术研发人员：郝如杰 周连奎

受保护的技术使用者：金锣水务有限公司

技术研发日：2021.08.27

技术公布日：2021/11/9