本發(fā)明屬于污水處理技術領域，涉及一種強化脫氮除磷CASS流離生化裝置。

背景技術：

流離生化也稱流離生化反應器(FSBBR)，是將流離原理與生物接觸氧化機理相結合的一種新型生物膜法污水處理技術，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、有機物去除效果好、運行穩(wěn)定、管理簡單，能實現(xiàn)同步硝化反硝化等技術特點。流離生化處理過程無剩余污泥排放，沒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，流離生化反應器均采用單層網(wǎng)殼的流離球，網(wǎng)殼內(nèi)裝填無機填料或有機填料。普通流離生化反應器用于處理生活污水的二級處理系統(tǒng)時，污水中的懸浮顆粒在“流離”作用下累積于反應器的前端，長期運行過程中易發(fā)生堵塞，難以實現(xiàn)持續(xù)的穩(wěn)定運行。

因此，需通過優(yōu)化流離球的結構，引入合理的反應器形式，解決流離生化反應器生物除磷效果差、長期運行發(fā)生堵塞兩方面的問題，推動污水分散式處理技術的發(fā)展，滿足污水排放標準日趨嚴格的需要。

技術實現(xiàn)要素：

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

本發(fā)明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是：

本發(fā)明提供的強化脫氮除磷CASS流離生化裝置，所述強化脫氮除磷CASS流離生化裝置設置有生物選擇區(qū)、預反應區(qū)、主反應區(qū)、集水區(qū)；

生物選擇區(qū)、預反應區(qū)、主反應區(qū)、集水區(qū)依次連接；

生物選擇區(qū)與預反應區(qū)之間以及預反應區(qū)與主反應區(qū)之間設置隔墻，主反應區(qū)和集水區(qū)之間設置有穿孔墻；

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)、預反應區(qū)、主反應區(qū)內(nèi)部放置有復合型流離球。

進一步，所述復合型流離球包括：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置有肋條，內(nèi)球殼球面和外球殼球面上設置有卡扣。

卡扣為平面90°的4個卡扣，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1～2個卡口連接。

進一步，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；

進一步，所述生物選擇區(qū)、預反應區(qū)、主反應區(qū)和污泥回流的體積比為1：3～6：6～12:1。

進一步，所述復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，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，構成了外區(qū)接觸氧化和內(nèi)區(qū)流離生化的復合型流離球。

進一步，所述強化脫氮除磷CASS流離生化裝置采用普通鋼、不銹鋼、UPVC板材質焊接制成或采用玻璃鋼膠結制成，或者采用混凝土澆筑而成。

進一步，所述污泥泵上安裝有流量傳感器，所述流量傳感器設置有信號變換模塊，所述信號變換模塊的信號轉換方法包括：對接收信號s(t)進行非線性變換；按如下公式進行：

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

進一步，所述流量傳感器上安裝有信號檢測模塊，所述信號檢測模塊的信號檢測方法的具體步驟為：

第一步，利用混頻器將射頻或者中頻信號與單頻混頻獲得信號x1；

第二步，利用低通濾波器A去除信號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x2，此時x2是零中頻的信號，并且?guī)挒锽s的信號受到濾波器A的影響很小，可忽略不計；

第三步，由于x2已經(jīng)是零中頻信號了，故Fo＝0，對信號x2進行N_FFT點數(shù)的FFT運算，然后求模，并將前N_FFT/2個點存入VectorF中，VectorF中保存了信號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Block要進行運算的帶寬為Bs/N，設要分析帶寬Bs的最低頻率為FL，F(xiàn)L＝0，則nBlock塊，n＝1...N，所對應的頻率區(qū)間范圍分別是[FL+(n-1)Bs/N，F(xiàn)L+(n)Bs/N]，將VectorF中對應的頻段的頻率點分配給每個block，其中nBlock分得的VectorF點范圍是[S_n,S_n+k_n]，其中表示每段分得的頻率點的個數(shù)，而Sn＝round((FL+(n-1)BsN)&CenterDot；NFFTfs)]]>表示的是起始點，fs是信號采樣頻率，round(*)表示四舍五入運算；

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

第六步，對向量E求平均值

第七步，求得向量E的方差和

第八步，更新標志位flag，flag＝0，表示前一次檢測結果為無信號，此種條件下，只有當σ_sum>B2時判定為當前檢測到信號，flag變?yōu)?；當flag＝1，表示前一次檢測結果為有信號，此種條件下，只有當σ_sum<B1時判定為當前未檢測到信號，flag變?yōu)?，B1和B2為門限值，由理論仿真配合經(jīng)驗值給出，B2>B1；

第九步，根據(jù)標志位控制后續(xù)解調線程等是否開啟：flag＝1，開啟后續(xù)解調線程等，否則關閉后續(xù)解調線程。

本發(fā)明提供的強化脫氮除磷CASS流離生化裝置：①開發(fā)同心球形網(wǎng)殼結構的復合型流離球，采用PVC、PE、PP等有機材質，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、珊瑚砂等無機填料或聚氨酯、聚丙烯、聚氯乙烯等材質的有機填料，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)、預反應區(qū)、主反應區(qū)和集水區(qū)，生物選擇區(qū)、預反應區(qū)和主反應區(qū)均裝填復合型流離球，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的復合型流離球，構成CASS流離生化裝置；生物選擇區(qū)：預反應區(qū)：主反應區(qū)的有效容積之比為1：2～4：4～12，生物選擇區(qū)與預反應區(qū)之間以及預反應區(qū)與主反應區(qū)之間設置隔墻，主反應區(qū)與集水區(qū)之間設置穿孔墻；生物選擇區(qū)設有折板，進水和回流污泥在生物選擇區(qū)水力混合，預反應區(qū)為宏觀厭氧生化環(huán)境，主反應區(qū)為宏觀好氧生化環(huán)境，且主反應區(qū)后半?yún)^(qū)域周期性設置停曝階段，集水區(qū)周期性設置潷水階段，實現(xiàn)時間/空間上的厭氧、缺氧和好氧環(huán)境以及固液分離，具備強化脫氮除磷的功能。

本發(fā)明提供的復合型流離球擁有接觸氧化微區(qū)和流離生化微區(qū)，CASS反應池的生物選擇區(qū)、預反應區(qū)、主反應區(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的復合型流離球，能有效避免流離生化系統(tǒng)的堵塞問題；在進水C/N比大于6的條件下該裝置的脫氮效率達到80％以上，在進水C/P大于20的條件下該裝置的除磷效率達到70％以上，具有良好的脫氮除磷性能，能實現(xiàn)強化脫氮除磷；裝置水力停留時間為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)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例提供的強化脫氮除磷CASS流離生化裝置的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例提供的復合型流離球示意圖。

圖3和圖4是本發(fā)明實施例提供的圖2的剖視圖。

圖5是本發(fā)明實施例提供的卡扣連接示意圖。

圖中：1、生物選擇區(qū)；2、預反應區(qū)；3、主反應區(qū)；4、集水區(qū)；5、進水管；6、隔墻；7、復合型流離球；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。

具體實施方式

為能進一步了解本發(fā)明內(nèi)容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下：

如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的強化脫氮除磷CASS流離生化裝置包括：生物選擇區(qū)1、預反應區(qū)2、主反應區(qū)3、集水區(qū)4、進水管5、隔墻6、復合型流離球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、預反應區(qū)2、主反應區(qū)3、集水區(qū)4依次連接；生物選擇區(qū)1、預反應區(qū)2、主反應區(qū)3之間均設置有隔墻6，主反應區(qū)3和集水區(qū)4之間設置有穿孔墻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、預反應區(qū)2、主反應區(qū)3內(nèi)部放置有復合型流離球7。

如圖2-圖5所示，復合型流離球包括：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之間設置有肋條7-5，內(nèi)球殼球面7-3和外球殼球面7-4上設置有卡扣7-6。

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

所述的復合型流離球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材質的球形網(wǎng)狀填料，構成了外區(qū)接觸氧化和內(nèi)區(qū)流離生化的復合型流離球。

所述的生物選擇區(qū)1、預反應區(qū)2和主反應區(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的復合型流離球。

所述隔墻6上設有一個孔洞，孔洞面積占隔墻面積的10％～25％。

進一步，所述污泥泵上安裝有流量傳感器，所述流量傳感器設置有信號變換模塊，所述信號變換模塊的信號轉換方法包括：對接收信號s(t)進行非線性變換；按如下公式進行：

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

進一步，所述流量傳感器上安裝有信號檢測模塊，所述信號檢測模塊的信號檢測方法的具體步驟為：

第一步，利用混頻器將射頻或者中頻信號與單頻混頻獲得信號x1；

第二步，利用低通濾波器A去除信號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x2，此時x2是零中頻的信號，并且?guī)挒锽s的信號受到濾波器A的影響很小，可忽略不計；

第三步，由于x2已經(jīng)是零中頻信號了，故Fo＝0，對信號x2進行N_FFT點數(shù)的FFT運算，然后求模，并將前N_FFT/2個點存入VectorF中，VectorF中保存了信號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Block要進行運算的帶寬為Bs/N，設要分析帶寬Bs的最低頻率為FL，F(xiàn)L＝0，則nBlock塊，n＝1...N，所對應的頻率區(qū)間范圍分別是[FL+(n-1)Bs/N，F(xiàn)L+(n)Bs/N]，將VectorF中對應的頻段的頻率點分配給每個block，其中nBlock分得的VectorF點范圍是[S_n,S_n+k_n]，其中表示每段分得的頻率點的個數(shù)，而Sn＝round((FL+(n-1)BsN)&CenterDot；NFFTfs)]]>表示的是起始點，fs是信號采樣頻率，round(*)表示四舍五入運算；

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

第六步，對向量E求平均值

第七步，求得向量E的方差和

第八步，更新標志位flag，flag＝0，表示前一次檢測結果為無信號，此種條件下，只有當σ_sum>B2時判定為當前檢測到信號，flag變?yōu)?；當flag＝1，表示前一次檢測結果為有信號，此種條件下，只有當σ_sum<B1時判定為當前未檢測到信號，flag變?yōu)?，B1和B2為門限值，由理論仿真配合經(jīng)驗值給出，B2>B1；

第九步，根據(jù)標志位控制后續(xù)解調線程等是否開啟：flag＝1，開啟后續(xù)解調線程等，否則關閉后續(xù)解調線程。

本發(fā)明的工作原理：

處理過程為連續(xù)進水、間歇排水。污水通過進水管進入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，然后通過隔墻進入預反應區(qū)，預反應區(qū)可對進水水質、水量、pH值和有毒有害物質起到較好的緩沖作用，同時完成缺氧反硝化和厭氧釋磷；隨后，廢水通過隔墻進入主反應區(qū)，主反應區(qū)內(nèi)設有的復合型流離球，復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；最后，廢水攜帶部分污泥，經(jīng)穿孔墻進入集水區(qū)，集水區(qū)的污泥泵回流污泥或排放富磷剩余污泥，實現(xiàn)生物強化除磷。主反應區(qū)后半?yún)^(qū)域周期性設置停曝階段，沉淀污泥；集水區(qū)周期性設置潷水階段，排放出水。

以上所述僅是對本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改，等同變化與修飾，均屬于本發(fā)明技術方案的范圍內(nèi)。