本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種強(qiáng)化脫氮除磷CASS流離生化裝置。

背景技術(shù)：

流離生化也稱流離生化反應(yīng)器(FSBBR)，是將流離原理與生物接觸氧化機(jī)理相結(jié)合的一種新型生物膜法污水處理技術(shù)，主要適用于小型污水處理系統(tǒng)與污水分散式處理，具有出水CASS濃度低、有機(jī)物去除效果好、運(yùn)行穩(wěn)定、管理簡(jiǎn)單，能實(shí)現(xiàn)同步硝化反硝化等技術(shù)特點(diǎn)。流離生化處理過(guò)程無(wú)剩余污泥排放，沒(méi)有形成宏觀上的厭氧區(qū)和好氧區(qū)，不能有效去除污水中的磷。目前，流離生化反應(yīng)器均采用單層網(wǎng)殼的流離球，網(wǎng)殼內(nèi)裝填無(wú)機(jī)填料或有機(jī)填料。普通流離生化反應(yīng)器用于處理生活污水的二級(jí)處理系統(tǒng)時(shí)，污水中的懸浮顆粒在“流離”作用下累積于反應(yīng)器的前端，長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中易發(fā)生堵塞，難以實(shí)現(xiàn)持續(xù)的穩(wěn)定運(yùn)行。

因此，需通過(guò)優(yōu)化流離球的結(jié)構(gòu)，引入合理的反應(yīng)器形式，解決流離生化反應(yīng)器生物除磷效果差、長(zhǎng)期運(yùn)行發(fā)生堵塞兩方面的問(wèn)題，推動(dòng)污水分散式處理技術(shù)的發(fā)展，滿足污水排放標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格的需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中流離生化反應(yīng)器生物除磷效果差、長(zhǎng)期運(yùn)行發(fā)生堵塞兩方面的問(wèn)題，提供了一種既能有效避免堵塞，又能強(qiáng)化脫氮除磷的CASS流離生化裝置。

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是：

本發(fā)明提供的強(qiáng)化脫氮除磷CASS流離生化裝置，所述強(qiáng)化脫氮除磷CASS流離生化裝置設(shè)置有生物選擇區(qū)、預(yù)反應(yīng)區(qū)、主反應(yīng)區(qū)、集水區(qū)；

生物選擇區(qū)、預(yù)反應(yīng)區(qū)、主反應(yīng)區(qū)、集水區(qū)依次連接；

生物選擇區(qū)與預(yù)反應(yīng)區(qū)之間以及預(yù)反應(yīng)區(qū)與主反應(yīng)區(qū)之間設(shè)置隔墻，主反應(yīng)區(qū)和集水區(qū)之間設(shè)置有穿孔墻；

集水區(qū)的底部安裝有污泥泵，污泥泵連接有污泥回流管和剩余污泥排放管；集水區(qū)的最右端安裝有出水管；

生物選擇區(qū)、預(yù)反應(yīng)區(qū)、主反應(yīng)區(qū)內(nèi)部放置有復(fù)合型流離球。

進(jìn)一步，所述復(fù)合型流離球包括：上半同心球形網(wǎng)殼、下半同心球形網(wǎng)殼；

上半同心球形網(wǎng)殼和下半同心球形網(wǎng)殼通過(guò)卡扣連接在一起；上半同心球形網(wǎng)殼和下半同心球形網(wǎng)殼的內(nèi)部自內(nèi)向外依次設(shè)置有內(nèi)球殼球面、外球殼球面；內(nèi)球殼球面和外球殼球面之間設(shè)置有肋條，內(nèi)球殼球面和外球殼球面上設(shè)置有卡扣。

卡扣為平面90°的4個(gè)卡扣，用于連接上半同心球形網(wǎng)殼、下半同心球形網(wǎng)殼，或者上半同心球形網(wǎng)殼、下半同心球形網(wǎng)殼一端以鉸鏈相連，另一端設(shè)1～2個(gè)卡口連接。

進(jìn)一步，所述內(nèi)球殼球面填充粒徑為1～2cm的石灰石、珊瑚砂等填料；

進(jìn)一步，所述生物選擇區(qū)、預(yù)反應(yīng)區(qū)、主反應(yīng)區(qū)和污泥回流的體積比為1：3～6：6～12:1。

進(jìn)一步，所述復(fù)合型流離球采用同心球形網(wǎng)殼，同心球形網(wǎng)殼采用PVC、PE或PP材質(zhì)，同心球形網(wǎng)殼的上半同心球形網(wǎng)殼、下半同心球形網(wǎng)殼的直徑之比為0.6～0.9，內(nèi)球網(wǎng)殼內(nèi)安裝有填料，構(gòu)成了外區(qū)接觸氧化和內(nèi)區(qū)流離生化的復(fù)合型流離球。

進(jìn)一步，所述強(qiáng)化脫氮除磷CASS流離生化裝置采用普通鋼、不銹鋼、UPVC板材質(zhì)焊接制成或采用玻璃鋼膠結(jié)制成，或者采用混凝土澆筑而成。

進(jìn)一步，所述污泥泵上安裝有流量傳感器，所述流量傳感器設(shè)置有信號(hào)變換模塊，所述信號(hào)變換模塊的信號(hào)轉(zhuǎn)換方法包括：對(duì)接收信號(hào)s(t)進(jìn)行非線性變換；按如下公式進(jìn)行：

其中A表示信號(hào)的幅度，a(m)表示信號(hào)的碼元符號(hào)，p(t)表示成形函數(shù)，f_c表示信號(hào)的載波頻率，表示信號(hào)的相位，通過(guò)該非線性變換后可得到：

進(jìn)一步，所述流量傳感器上安裝有信號(hào)檢測(cè)模塊，所述信號(hào)檢測(cè)模塊的信號(hào)檢測(cè)方法的具體步驟為：

第一步，利用混頻器將射頻或者中頻信號(hào)與單頻混頻獲得信號(hào)x1；

第二步，利用低通濾波器A去除信號(hào)x1的高頻分量，低通濾波器A的3dB帶寬大于分析帶寬Bs，獲得信號(hào)x2，此時(shí)x2是零中頻的信號(hào)，并且?guī)挒锽s的信號(hào)受到濾波器A的影響很小，可忽略不計(jì)；

第三步，由于x2已經(jīng)是零中頻信號(hào)了，故Fo＝0，對(duì)信號(hào)x2進(jìn)行N_FFT點(diǎn)數(shù)的FFT運(yùn)算，然后求模，并將前N_FFT/2個(gè)點(diǎn)存入VectorF中，VectorF中保存了信號(hào)x2的幅度譜；

第四步，將分析帶寬Bs分為N塊相等的Block，N＝3，4，.....，每一個(gè)Block要進(jìn)行運(yùn)算的帶寬為Bs/N，設(shè)要分析帶寬Bs的最低頻率為FL，F(xiàn)L＝0，則nBlock塊，n＝1...N，所對(duì)應(yīng)的頻率區(qū)間范圍分別是[FL+(n-1)Bs/N，F(xiàn)L+(n)Bs/N]，將VectorF中對(duì)應(yīng)的頻段的頻率點(diǎn)分配給每個(gè)block，其中nBlock分得的VectorF點(diǎn)范圍是[S_n,S_n+k_n]，其中表示每段分得的頻率點(diǎn)的個(gè)數(shù)，而Sn＝round((FL+(n-1)BsN)&CenterDot；NFFTfs)]]>表示的是起始點(diǎn)，fs是信號(hào)采樣頻率，round(*)表示四舍五入運(yùn)算；

第五步，對(duì)每個(gè)Block求其頻譜的能量∑|·|²，得到E(n)，n＝1...N；

第六步，對(duì)向量E求平均值

第七步，求得向量E的方差和

第八步，更新標(biāo)志位flag，flag＝0，表示前一次檢測(cè)結(jié)果為無(wú)信號(hào)，此種條件下，只有當(dāng)σ_sum>B2時(shí)判定為當(dāng)前檢測(cè)到信號(hào)，flag變?yōu)?；當(dāng)flag＝1，表示前一次檢測(cè)結(jié)果為有信號(hào)，此種條件下，只有當(dāng)σ_sum<B1時(shí)判定為當(dāng)前未檢測(cè)到信號(hào)，flag變?yōu)?，B1和B2為門限值，由理論仿真配合經(jīng)驗(yàn)值給出，B2>B1；

第九步，根據(jù)標(biāo)志位控制后續(xù)解調(diào)線程等是否開(kāi)啟：flag＝1，開(kāi)啟后續(xù)解調(diào)線程等，否則關(guān)閉后續(xù)解調(diào)線程。

本發(fā)明提供的強(qiáng)化脫氮除磷CASS流離生化裝置：①開(kāi)發(fā)同心球形網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的復(fù)合型流離球，采用PVC、PE、PP等有機(jī)材質(zhì)，分為上半同心球形網(wǎng)殼和下半同心球形網(wǎng)殼兩部分，采用卡扣連接；同心球形網(wǎng)殼的內(nèi)球網(wǎng)殼和外球網(wǎng)殼的直徑之比為0.6～0.9：1，內(nèi)球網(wǎng)殼內(nèi)裝填陶粒、火山巖、沸石、石灰石、珊瑚砂等無(wú)機(jī)填料或聚氨酯、聚丙烯、聚氯乙烯等材質(zhì)的有機(jī)填料，形成接觸氧化微區(qū)和流離生化微區(qū)。②CASS流離生化池沿水流方向依次為生物選擇區(qū)、預(yù)反應(yīng)區(qū)、主反應(yīng)區(qū)和集水區(qū)，生物選擇區(qū)、預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)均裝填復(fù)合型流離球，依次分別放置內(nèi)球網(wǎng)殼和外球網(wǎng)殼的直徑之比為0.6～0.7、0.7～0.8、0.8～0.9的復(fù)合型流離球，構(gòu)成CASS流離生化裝置；生物選擇區(qū)：預(yù)反應(yīng)區(qū)：主反應(yīng)區(qū)的有效容積之比為1：2～4：4～12，生物選擇區(qū)與預(yù)反應(yīng)區(qū)之間以及預(yù)反應(yīng)區(qū)與主反應(yīng)區(qū)之間設(shè)置隔墻，主反應(yīng)區(qū)與集水區(qū)之間設(shè)置穿孔墻；生物選擇區(qū)設(shè)有折板，進(jìn)水和回流污泥在生物選擇區(qū)水力混合，預(yù)反應(yīng)區(qū)為宏觀厭氧生化環(huán)境，主反應(yīng)區(qū)為宏觀好氧生化環(huán)境，且主反應(yīng)區(qū)后半?yún)^(qū)域周期性設(shè)置停曝階段，集水區(qū)周期性設(shè)置潷水階段，實(shí)現(xiàn)時(shí)間/空間上的厭氧、缺氧和好氧環(huán)境以及固液分離，具備強(qiáng)化脫氮除磷的功能。

本發(fā)明提供的復(fù)合型流離球擁有接觸氧化微區(qū)和流離生化微區(qū)，CASS反應(yīng)池的生物選擇區(qū)、預(yù)反應(yīng)區(qū)、主反應(yīng)區(qū)依次放置內(nèi)球網(wǎng)殼和外球網(wǎng)殼直徑之比為0.6～0.7或0.7～0.8或0.8～0.9的復(fù)合型流離球，能有效避免流離生化系統(tǒng)的堵塞問(wèn)題；在進(jìn)水C/N比大于6的條件下該裝置的脫氮效率達(dá)到80％以上，在進(jìn)水C/P大于20的條件下該裝置的除磷效率達(dá)到70％以上，具有良好的脫氮除磷性能，能實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化脫氮除磷；裝置水力停留時(shí)間為6～12h，占地面積小，主要適用于日均水量小于2000m³/d的小型生活污水處理系統(tǒng)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的強(qiáng)化脫氮除磷CASS流離生化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的復(fù)合型流離球示意圖。

圖3和圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的圖2的剖視圖。

圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的卡扣連接示意圖。

圖中：1、生物選擇區(qū)；2、預(yù)反應(yīng)區(qū)；3、主反應(yīng)區(qū)；4、集水區(qū)；5、進(jìn)水管；6、隔墻；7、復(fù)合型流離球；7-1、上半同心球形網(wǎng)殼；7-2、下半同心球形網(wǎng)殼；7-3、內(nèi)球殼球面；7-4、外球殼球面；7-5、肋條；7-6、卡扣；7-7、填料；8、穿孔墻；9、剩余污泥排放管；10、污泥回流管；11、出水管；12、污泥泵。

具體實(shí)施方式

為能進(jìn)一步了解本發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如下：

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的強(qiáng)化脫氮除磷CASS流離生化裝置包括：生物選擇區(qū)1、預(yù)反應(yīng)區(qū)2、主反應(yīng)區(qū)3、集水區(qū)4、進(jìn)水管5、隔墻6、復(fù)合型流離球7、穿孔墻8、剩余污泥排放管9、污泥回流管10、出水管11、污泥泵12。

生物選擇區(qū)1、預(yù)反應(yīng)區(qū)2、主反應(yīng)區(qū)3、集水區(qū)4依次連接；生物選擇區(qū)1、預(yù)反應(yīng)區(qū)2、主反應(yīng)區(qū)3之間均設(shè)置有隔墻6，主反應(yīng)區(qū)3和集水區(qū)4之間設(shè)置有穿孔墻8；集水區(qū)4的底部安裝有污泥泵12，污泥泵12連接有污泥回流管10和剩余污泥排放管9；集水區(qū)4的最右端安裝有出水管11；生物選擇區(qū)1、預(yù)反應(yīng)區(qū)2、主反應(yīng)區(qū)3內(nèi)部放置有復(fù)合型流離球7。

如圖2-圖5所示，復(fù)合型流離球包括：上半同心球形網(wǎng)殼7-1、下半同心球形網(wǎng)殼7-2、內(nèi)球殼球面7-3、外球殼球面7-4、肋條7-5、卡扣7-6、填料7-7。

上半同心球形網(wǎng)殼7-1和下半同心球形網(wǎng)殼7-2通過(guò)卡扣7-6連接在一起；上半同心球形網(wǎng)殼7-1和下半同心球形網(wǎng)殼7-2的內(nèi)部自內(nèi)向外依次設(shè)置有內(nèi)球殼球面7-3、外球殼球面7-4；內(nèi)球殼球面7-3和外球殼球面7-4之間設(shè)置有肋條7-5，內(nèi)球殼球面7-3和外球殼球面7-4上設(shè)置有卡扣7-6。

所述的生物選擇區(qū)1、預(yù)反應(yīng)區(qū)2、主反應(yīng)區(qū)3、集水區(qū)4的體積比為1：(3～6)：(6～12):1。

所述的復(fù)合型流離球6采用同心球形網(wǎng)殼，同心球形網(wǎng)殼的上半同心球形網(wǎng)殼7-1、下半同心球形網(wǎng)殼7-2的直徑之比為0.6～0.9，內(nèi)球網(wǎng)殼內(nèi)安裝有填料7-7，填料為PVC、PE或PP材質(zhì)的球形網(wǎng)狀填料，構(gòu)成了外區(qū)接觸氧化和內(nèi)區(qū)流離生化的復(fù)合型流離球。

所述的生物選擇區(qū)1、預(yù)反應(yīng)區(qū)2和主反應(yīng)區(qū)3分別放置內(nèi)球網(wǎng)殼和外球網(wǎng)殼的直徑之比為0.6～0.7或0.7～0.8或0.8～0.9的復(fù)合型流離球。

所述隔墻6上設(shè)有一個(gè)孔洞，孔洞面積占隔墻面積的10％～25％。

進(jìn)一步，所述污泥泵上安裝有流量傳感器，所述流量傳感器設(shè)置有信號(hào)變換模塊，所述信號(hào)變換模塊的信號(hào)轉(zhuǎn)換方法包括：對(duì)接收信號(hào)s(t)進(jìn)行非線性變換；按如下公式進(jìn)行：

其中A表示信號(hào)的幅度，a(m)表示信號(hào)的碼元符號(hào)，p(t)表示成形函數(shù)，f_c表示信號(hào)的載波頻率，表示信號(hào)的相位，通過(guò)該非線性變換后可得到：

進(jìn)一步，所述流量傳感器上安裝有信號(hào)檢測(cè)模塊，所述信號(hào)檢測(cè)模塊的信號(hào)檢測(cè)方法的具體步驟為：

第一步，利用混頻器將射頻或者中頻信號(hào)與單頻混頻獲得信號(hào)x1；

第二步，利用低通濾波器A去除信號(hào)x1的高頻分量，低通濾波器A的3dB帶寬大于分析帶寬Bs，獲得信號(hào)x2，此時(shí)x2是零中頻的信號(hào)，并且?guī)挒锽s的信號(hào)受到濾波器A的影響很小，可忽略不計(jì)；

第三步，由于x2已經(jīng)是零中頻信號(hào)了，故Fo＝0，對(duì)信號(hào)x2進(jìn)行N_FFT點(diǎn)數(shù)的FFT運(yùn)算，然后求模，并將前N_FFT/2個(gè)點(diǎn)存入VectorF中，VectorF中保存了信號(hào)x2的幅度譜；

第四步，將分析帶寬Bs分為N塊相等的Block，N＝3，4，.....，每一個(gè)Block要進(jìn)行運(yùn)算的帶寬為Bs/N，設(shè)要分析帶寬Bs的最低頻率為FL，F(xiàn)L＝0，則nBlock塊，n＝1...N，所對(duì)應(yīng)的頻率區(qū)間范圍分別是[FL+(n-1)Bs/N，F(xiàn)L+(n)Bs/N]，將VectorF中對(duì)應(yīng)的頻段的頻率點(diǎn)分配給每個(gè)block，其中nBlock分得的VectorF點(diǎn)范圍是[S_n,S_n+k_n]，其中表示每段分得的頻率點(diǎn)的個(gè)數(shù)，而Sn＝round((FL+(n-1)BsN)&CenterDot；NFFTfs)]]>表示的是起始點(diǎn)，fs是信號(hào)采樣頻率，round(*)表示四舍五入運(yùn)算；

第五步，對(duì)每個(gè)Block求其頻譜的能量∑|·|²，得到E(n)，n＝1...N；

第六步，對(duì)向量E求平均值

第七步，求得向量E的方差和

第八步，更新標(biāo)志位flag，flag＝0，表示前一次檢測(cè)結(jié)果為無(wú)信號(hào)，此種條件下，只有當(dāng)σ_sum>B2時(shí)判定為當(dāng)前檢測(cè)到信號(hào)，flag變?yōu)?；當(dāng)flag＝1，表示前一次檢測(cè)結(jié)果為有信號(hào)，此種條件下，只有當(dāng)σ_sum<B1時(shí)判定為當(dāng)前未檢測(cè)到信號(hào)，flag變?yōu)?，B1和B2為門限值，由理論仿真配合經(jīng)驗(yàn)值給出，B2>B1；

第九步，根據(jù)標(biāo)志位控制后續(xù)解調(diào)線程等是否開(kāi)啟：flag＝1，開(kāi)啟后續(xù)解調(diào)線程等，否則關(guān)閉后續(xù)解調(diào)線程。

本發(fā)明的工作原理：

處理過(guò)程為連續(xù)進(jìn)水、間歇排水。污水通過(guò)進(jìn)水管進(jìn)入CASS流離生化池內(nèi)的生物選擇區(qū)，在生物選擇區(qū)內(nèi)水解酸化，然后通過(guò)隔墻進(jìn)入預(yù)反應(yīng)區(qū)，預(yù)反應(yīng)區(qū)可對(duì)進(jìn)水水質(zhì)、水量、pH值和有毒有害物質(zhì)起到較好的緩沖作用，同時(shí)完成缺氧反硝化和厭氧釋磷；隨后，廢水通過(guò)隔墻進(jìn)入主反應(yīng)區(qū)，主反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)有的復(fù)合型流離球，復(fù)合型流離球提供厭氧、缺氧和好氧的微環(huán)境，完成碳化、硝化、同步硝化反硝化和好氧吸磷等生化反應(yīng)；最后，廢水?dāng)y帶部分污泥，經(jīng)穿孔墻進(jìn)入集水區(qū)，集水區(qū)的污泥泵回流污泥或排放富磷剩余污泥，實(shí)現(xiàn)生物強(qiáng)化除磷。主反應(yīng)區(qū)后半?yún)^(qū)域周期性設(shè)置停曝階段，沉淀污泥；集水區(qū)周期性設(shè)置潷水階段，排放出水。

以上所述僅是對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改，等同變化與修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。