本發(fā)明屬于環(huán)境工程污水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于污水處理的多模式反應(yīng)池，可用于生活污水和能夠采用活性污泥法處理的工業(yè)有機(jī)廢水的處理。

背景技術(shù)：
：

中國(guó)水資源人均占有量少，空間分布不均衡。隨著中國(guó)城市化、工業(yè)化的加速，水資源的需求缺口也日益增大。這樣的背景下，污水處理行業(yè)成為新興產(chǎn)業(yè)，目前與自來(lái)水生產(chǎn)、供水、排水、中水回用行業(yè)處于同等重要地位。

近年來(lái)，我國(guó)污水處理行業(yè)突飛猛進(jìn)，整體發(fā)展處于快速成長(zhǎng)期，主要表現(xiàn)在污水處理能力迅速擴(kuò)張、污水處理率穩(wěn)步提高、污水處理量快速增長(zhǎng)等方面。截止2016年6月底，全國(guó)設(shè)市城市、縣(不含其它建制鎮(zhèn))累計(jì)建成污水處理廠3934座，污水處理能力1.69億立方米/日。

建成的污水處理廠多數(shù)采用活性污泥法處理，目前較成熟的活性污泥法工藝分成三個(gè)系列：(1)氧化溝系列；(2)序批式反應(yīng)池(SBR)；(3)A²O系列。

氧化溝工藝可分為卡羅塞爾氧化溝、奧伯爾氧化溝、雙溝式氧化溝、三溝式氧化溝等，是活性污泥法的一種改進(jìn)型，具有除磷脫氮功能，其反應(yīng)池為封閉的溝渠，廢水和活性污泥的混合液在其中不斷循環(huán)流動(dòng)，因此氧化溝又名“連續(xù)循環(huán)曝氣法”。此類反應(yīng)池的缺點(diǎn)是池深較淺，占地面積較大，表面機(jī)械曝氣對(duì)周圍環(huán)境影響較大，在冬季城市污水溫度低地區(qū)脫氮效果差。

序批式反應(yīng)池(SBR)的主要反應(yīng)池的運(yùn)行操作是由流入、反應(yīng)、沉淀、排放和閑置五個(gè)工序組成。污水在反應(yīng)池中按序列、間歇地進(jìn)入每個(gè)反應(yīng)工序，每個(gè)SBR反應(yīng)池的運(yùn)行操作在時(shí)間上也是按次序排列間歇運(yùn)行的。在流入工序?qū)嵤┣埃e置工序處理后的污水已經(jīng)排放，反應(yīng)池中殘存著高濃度的活性污泥混合液。當(dāng)污水注入流入時(shí)，反應(yīng)池可以起到調(diào)節(jié)池的作用，如果進(jìn)行曝氣可以取得預(yù)曝氣效果，也可使污泥再生，恢復(fù)其活性。反應(yīng)工序是SBR工藝最主要的一道工序。當(dāng)污水注入達(dá)到預(yù)定容積后，可開(kāi)始反應(yīng)操作，如去除BOD、硝化、磷的吸收，以及反硝化等。在排泥工序，停止曝氣和攪拌，使混合液處于靜止?fàn)顟B(tài)，活性污泥與水分離，相當(dāng)于二次沉淀池的作用。經(jīng)過(guò)沉淀后的上清液作為處理出水排放，沉淀的污泥作為種泥留在反應(yīng)池內(nèi)，起到回流污泥的作用。在閑置工序，處理出水排放后，反應(yīng)池處于停滯狀態(tài)，等待下一個(gè)操作周期。序批式反應(yīng)池(SBR)存在的主要問(wèn)題是：操作復(fù)雜，對(duì)自控要求高；此外其工藝流程本身決定了設(shè)備裝置利用率低。

A²O的反應(yīng)池由厭氧、缺氧和好氧三段組成，菌群主要由硝化菌和反硝化菌、聚磷菌等組成。在好氧段，硝化細(xì)菌將入流中有機(jī)氮和氨氮通過(guò)生物硝化作用轉(zhuǎn)化成硝酸鹽；在缺氧段，反硝化細(xì)菌將內(nèi)回流帶入的硝酸鹽通過(guò)生物反硝化作用，轉(zhuǎn)化成氮?dú)庖萑氲酱髿庵?，從而達(dá)到脫氮的目的；在厭氧段，聚磷菌釋放磷，并吸收低級(jí)脂肪酸等易降解的有機(jī)物；而在好氧段，聚磷菌超量吸收磷，并通過(guò)剩余污泥的排放，將磷除去。由于脫氮和除磷對(duì)外部環(huán)境條件的要求是相互矛盾的，脫氮要求有機(jī)負(fù)荷較低，污泥齡較長(zhǎng)，而除磷要求有機(jī)負(fù)荷較高，污泥齡較短，往往很難權(quán)衡；聚磷菌在厭氧狀態(tài)下釋放磷和缺氧區(qū)發(fā)生的反硝化往往會(huì)在碳源上形成競(jìng)爭(zhēng)；總的來(lái)說(shuō)，對(duì)于碳源較豐富的情況，該反應(yīng)池運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定可靠，除磷脫氮程度高，出水處理效果好。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
：

本發(fā)明針對(duì)上述各反應(yīng)池存在的技術(shù)問(wèn)題，提供一種用于污水處理的多模式反應(yīng)池。本發(fā)明提供的多模式反應(yīng)池不僅氧利用率高，占地面積小，而且可以根據(jù)不同環(huán)境溫度、不同進(jìn)水水質(zhì)條件采取不同運(yùn)行方式，以確保最優(yōu)的污水處理效果，本發(fā)明是一種綜合性能良好的污水處理反應(yīng)池。

本發(fā)明所提供的一種用于污水處理的多模式反應(yīng)池包括進(jìn)水口1、污水分配單元2、預(yù)缺氧單元3、厭氧單元4、缺氧單元5、過(guò)渡單元6、好氧單元7、泥水混合液強(qiáng)制回流單元8及出水口9；所述污水分配單元2與所述預(yù)缺氧單元3相鄰設(shè)置，在所述污水分配單元2上設(shè)置所述進(jìn)水口1；所述預(yù)缺氧單元3與所述厭氧單元4相鄰設(shè)置并連通，所述預(yù)缺氧單元3與所述好氧單元7相鄰設(shè)置并連通；所述厭氧單元4與所述缺氧單元5相鄰設(shè)置并連通；所述缺氧單元5與所述過(guò)渡單元6相鄰設(shè)置并連通；所述過(guò)渡單元6與所述好氧單元7相鄰設(shè)置并連通；所述好氧單元7內(nèi)設(shè)置泥水混合液強(qiáng)制回流單元8和所述出水口9。

所述污水分配單元2中設(shè)置第一管道10與所述預(yù)缺氧單元3連通，所述第一管道10上設(shè)置第一閘門(mén)24；所述污水分配單元2中設(shè)置第二管道11與所述厭氧單元4連通，所述第二管道11上設(shè)置第二閘門(mén)25；所述污水分配單元2中設(shè)置第三管道12與所述過(guò)渡單元6連通，所述第三管道12上設(shè)置第三閘門(mén)26。

所述預(yù)缺氧單元3與所述好氧單元7之間設(shè)置第四閘門(mén)27，所述預(yù)缺氧單元3內(nèi)設(shè)置第一攪拌器13，所述預(yù)缺氧單元3中設(shè)置污泥回流口23。

所述厭氧單元4內(nèi)設(shè)置第二攪拌器14。

所述缺氧單元5內(nèi)設(shè)置第一推流器15。

所述過(guò)渡單元6內(nèi)設(shè)置第一曝氣裝置16和第二推流器17。

所述好氧單元7內(nèi)設(shè)置第二曝氣裝置18及第三推流器19。

所述泥水混合液強(qiáng)制回流單元8上設(shè)置第一水泵20，第一水泵20通過(guò)第四管道21與所述厭氧單元4連通；所述泥水混合液強(qiáng)制回流單元8上設(shè)置第二水泵28，第二水泵28通過(guò)第五管道22與所述缺氧單元5連通。

經(jīng)過(guò)預(yù)處理的污水由進(jìn)水口1進(jìn)入污水分配單元2，根據(jù)需要通過(guò)控制第一閘門(mén)24、第二閘門(mén)25、第三閘門(mén)26的開(kāi)啟度調(diào)節(jié)進(jìn)入相應(yīng)后續(xù)單元的水量。

由污水分配單元2進(jìn)入的污水與污泥回流口23進(jìn)入的回流污泥充分混合，并通過(guò)反硝化反應(yīng)以消除回流污泥中硝酸鹽對(duì)厭氧區(qū)生物釋磷產(chǎn)生的不利影響。設(shè)置第一攪拌器13以保證污水和回流污泥在此單元內(nèi)充分混合。第四閘門(mén)27控制進(jìn)入預(yù)缺氧單元3泥水混合液的量。

所述厭氧單元4與缺氧單元5相鄰布置并連通，并在厭氧單元4內(nèi)設(shè)置第二攪拌器14。聚磷菌在所述厭氧單元4厭氧釋磷，為后續(xù)好氧吸磷做準(zhǔn)備。設(shè)置第二攪拌器14以保證污水和回流污泥在此單元內(nèi)充分混合。

所述缺氧單元5與過(guò)渡單元6相鄰布置并連通，并在缺氧單元5內(nèi)設(shè)置第一推流器15。反硝化細(xì)菌在缺氧條件下，還原硝酸鹽，釋放出分子態(tài)氮或一氧化二氮，設(shè)置第一推流器15以保證此單元內(nèi)不發(fā)生污泥沉積。

所述過(guò)渡單元6與好氧單元7相鄰設(shè)置并連通，并在過(guò)渡單元6內(nèi)設(shè)置第一曝氣裝置16和第一推流器17。硝化菌在好氧的條件下，將氨氧化為硝酸鹽，在所述過(guò)渡單元6與好氧單元7內(nèi)微生物通過(guò)增殖降解有機(jī)物。設(shè)置第一推流器17以保證此單元內(nèi)不發(fā)生污泥沉積，設(shè)置第一曝氣裝置16提供好氧環(huán)境。

所述好氧單元7內(nèi)設(shè)置第二曝氣裝置18、第二推流器19及出水口9。硝化菌在好氧的條件下，將氨氧化為硝酸鹽，在單元內(nèi)微生物通過(guò)增殖降解有機(jī)物。設(shè)置第二推流器19以保證此單元內(nèi)不發(fā)生污泥沉積，設(shè)置第二曝氣裝置18提供好氧環(huán)境。處理后的污水經(jīng)出水口9進(jìn)入后續(xù)處理設(shè)施。

所述泥水混合液強(qiáng)制回流單元8上設(shè)置第一水泵20，第一水泵20通過(guò)第四管道21與厭氧單元4連通；泥水混合液強(qiáng)制回流單元8上設(shè)置第二水泵28，第二水泵28通過(guò)第五管道22與缺氧單元5連通。根據(jù)處理需要，通過(guò)控制第一水泵20、第二水泵28的頻率來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)入?yún)捬鯁卧?和缺氧單元5泥水混合液的量。

本發(fā)明運(yùn)行模式及工作原理如下：

運(yùn)行模式一：經(jīng)過(guò)前端預(yù)處理的污水由進(jìn)水口進(jìn)入污水分配單元，通過(guò)調(diào)整與各單元閘門(mén)的開(kāi)啟度，調(diào)節(jié)進(jìn)入各單元的污水量。其中，30％的污水進(jìn)入預(yù)缺氧單元，20％的污水進(jìn)入?yún)捬鯁卧?0％的污水進(jìn)入缺氧單元，混合液回流至缺氧單元，回流污泥回至預(yù)缺氧單元，則整個(gè)反應(yīng)池按進(jìn)水→預(yù)缺氧單元(缺氧)→厭氧單元(厭氧)→缺氧單元(缺氧)→過(guò)渡單元(缺氧)→好氧單元(好氧)→出水模式運(yùn)行。

運(yùn)行模式二：經(jīng)過(guò)前端預(yù)處理的污水由進(jìn)水口進(jìn)入污水分配單元，通過(guò)調(diào)整與各單元閘門(mén)的開(kāi)啟度，調(diào)節(jié)進(jìn)入各單元的污水量。其中，90％的污水進(jìn)入預(yù)缺氧單元，10％的污水進(jìn)入?yún)捬鯁卧?，混合液回流至預(yù)缺氧單元和厭氧單元，回流污泥回至預(yù)缺氧單元，則整個(gè)反應(yīng)池按進(jìn)水→預(yù)缺氧單元(缺氧)→厭氧單元(缺氧)→缺氧單元(厭氧)→過(guò)渡單元(虧氧)→好氧單元(好氧)→出水模式運(yùn)行。

運(yùn)行模式三：經(jīng)過(guò)前端預(yù)處理的污水由進(jìn)水口進(jìn)入污水分配單元，通過(guò)調(diào)整與各單元閘門(mén)的開(kāi)啟度，調(diào)節(jié)進(jìn)入各單元的污水量。其中，100％的污水進(jìn)入預(yù)缺氧單元，混合液回流至預(yù)缺氧單元、厭氧單元和缺氧單元，回流污泥回至預(yù)缺氧單元，則整個(gè)反應(yīng)池按進(jìn)水→預(yù)缺氧單元(缺氧)→厭氧單元(缺氧)→缺氧單元(缺氧)→過(guò)渡單元(好氧)→好氧單元(好氧)→出水模式運(yùn)行。

運(yùn)行模式四：經(jīng)過(guò)前端預(yù)處理的污水由進(jìn)水口進(jìn)入污水分配單元，通過(guò)調(diào)整與各單元閘門(mén)的開(kāi)啟度，調(diào)節(jié)進(jìn)入各單元的污水量。其中，100％的污水進(jìn)入預(yù)缺氧單元，活性污泥的混合液由第四閘門(mén)27進(jìn)入預(yù)缺氧單元，使污水和活性污泥的混合液在整個(gè)反應(yīng)池內(nèi)不斷循環(huán)流動(dòng)。整個(gè)反應(yīng)池按氧化溝模式運(yùn)行。

附圖說(shuō)明：

圖1是本發(fā)明反應(yīng)池的分區(qū)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明反應(yīng)池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)布置圖。

圖中：1：進(jìn)水口；2：污水分配單元；3：預(yù)缺氧單元；4：厭氧單元；5：缺氧單元；6：過(guò)渡單元；7：好氧單元；8：泥水混合液強(qiáng)制回流單元；9：出水口；10：第一管道；11：第二管道；12：第三管道；13：第一攪拌器；14：第二攪拌器；15：第一推流器；16：第一曝氣裝置；17：第二推流器；18：第二曝氣裝置；19：第三推流器；20：第一水泵；21：第四管道；22：第五管道；23：污泥回流口；24：第一閘門(mén)；25：第二閘門(mén)；26：第三閘門(mén)；27：第四閘門(mén)；28：第二水泵。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。

本發(fā)明所提供一種用于污水處理的多模式反應(yīng)池的實(shí)施步驟如下：

1、經(jīng)過(guò)預(yù)處理的污水由進(jìn)水口進(jìn)入污水分配單元，根據(jù)需要通過(guò)控制閘門(mén)的開(kāi)啟度調(diào)節(jié)進(jìn)入預(yù)缺氧單元、厭氧單元及缺氧單元的水量。

2、由污水分配單元進(jìn)入的污水與污泥回流口進(jìn)入的回流污泥經(jīng)攪拌器攪拌在預(yù)缺氧單元充分混合，反硝化細(xì)菌利用污水里的碳源發(fā)生反硝化作用，將回流污泥中的硝酸鹽還原成氮?dú)?，以消除其?duì)厭氧區(qū)生物釋磷產(chǎn)生的不利影響。

3、由預(yù)缺氧單元進(jìn)入的泥水混合液與污水分配單元進(jìn)入的污水經(jīng)攪拌器攪拌在厭氧單元充分混合，聚磷菌在厭氧單元內(nèi)厭氧釋磷，為后續(xù)好氧吸磷做準(zhǔn)備。

4、由厭氧單元進(jìn)入的泥水混合液與好氧單元回流的泥水混合液在缺氧單元內(nèi)充分混合，反硝化細(xì)菌在此條件下，還原硝酸鹽，釋放出分子態(tài)氮或一氧化二氮。

5、過(guò)渡單元處于好氧狀態(tài)，硝化菌在此條件下，將氨氧化為硝酸鹽，在單元內(nèi)微生物通過(guò)增殖降解其它有機(jī)物。

6、好氧單元進(jìn)一步去除氨氮和有機(jī)物，通過(guò)出水口進(jìn)入后續(xù)深度處理。

7、使好氧單元內(nèi)的泥水混合液強(qiáng)制回流前端的預(yù)缺氧和缺氧單元進(jìn)行反硝化反應(yīng)以降低出水中硝酸鹽的含量。

下面以某城市污水處理廠為例，經(jīng)多次監(jiān)測(cè)分析，反應(yīng)池進(jìn)水的COD、NH₃-N、TN、TP平均分別為226.4mg/L、23.6mg/L、34.9mg/L、3.3mg/L；反應(yīng)池出水的對(duì)應(yīng)污染物指標(biāo)平均值分別為32.8mg/L、3.9mg/L、9.7mg/L、0.8mg/L；COD、NH₃-N、TN、TP的去除率為85.5％、83.5％、72.2％、75.8％，反應(yīng)池出水在經(jīng)過(guò)沉淀、過(guò)濾、消毒等深度處理后，出水指標(biāo)均可達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)》中的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。