一种强化脱氮除磷CASS流离生化装置的制作方法
本发明属于污水处理技术领域，涉及一种强化脱氮除磷的CASS流生化装置。
背景技术：
流穿式生化反应器（FSBBR）是将流动原理与生物接触氧化机理相结合的一种新型生物膜污水处理技术，主要适用于小型污水处理系统和分散式污水处理，具有浓度低、有机物去除效果好、运行稳定、管理简单、可实现同步硝化反硝化等技术特点。自由生化处理过程中无剩余污泥排放，不形成宏观厌氧区和好氧区，不能有效去除污水中的磷。目前流穿式生化反应器均采用单层网壳流穿球，网壳内填充无机填料或有机填料，普通流穿式生化反应器用于生活污水二级处理系统时，污水中的磷悬浮颗粒在“置换”作用下聚集在反应器前端，长期运行过程中易发生堵塞，难以实现连续稳定运行。
因此需要优化流球结构、引入合理的反应器形式，解决流球生化反应器长期运行过程中出现的生物除磷效果差、堵塞等问题，促进分散式污水处理技术的发展，满足污水排放标准越来越严格的需要。
技术实现要素：
本发明解决了已知技术中流动生化反应器生物除磷效果差、长期运行易堵塞的问题，提供了一种能有效避免堵塞、强化脱氮除磷的CASS流动生化装置。
本发明解决现有技术中存在的技术问题所采用的技术方案是：
本发明提供的CASS流强化脱氮除磷生化装置，设置有生物选择区、预反应区、主反应区、集水区；
生物选择区、预反应区、主反应区、集水区依次连接；
生物选择区与预反应区之间、预反应区与主反应区之间设有隔墙，主反应区与集水区之间设有穿孔壁；
集水区底部安装有污泥泵，污泥泵连接有污泥回流管及剩余污泥排放管；集水区最右端安装有出水管；
生物选择区、预反应区、主反应区内放置复合流球。
进一步的，所述复合漂移球包括：上部半同心球形网壳和下部半同心球形网壳；
上半同心球面网壳与下半同心球面网壳之间通过扣件连接在一起；上半同心球面网壳与下半同心球面网壳的内部从内到外依次为内球壳球面、外壳壳球面；内球壳球面与外壳壳球面之间设有加强筋，内球壳球面与外壳壳球面均设有扣件。
扣件为四个平面角为90°的扣件，用于上同心球面网壳与下同心球面网壳的连接，或上同心球面网壳与下同心球面网壳一端通过铰链连接，另一端通过铰链连接，提供1至2个卡口连接。
进一步的，所述内球壳的球面内填充有粒径为1至2厘米的石灰石、珊瑚砂等填料；
进一步的，所述生物选择区、预反应区、主反应区、污泥回流区的容积比为1:3至6:6至12:1。
进一步地，所述复合漂球采用同心球形网壳，所述同心球形网壳采用PVC、PE或PP制成，所述同心球形网壳的上半部分同心球形网壳与下半部分同心球形网壳的直径之比为0.6～0.9，内球形网壳内装有填料，形成外区为接触氧化、内区为自由流动生化的复合自由流动球体。
进一步的，所述CASS流强化脱氮除磷生化装置由普通钢材、不锈钢、UPVC板材焊接而成，或由玻璃钢粘结而成，或由混凝土浇注而成。
进一步地，所述污泥泵上安装有流量传感器，所述流量传感器上设置有信号转换模块，所述信号转换模块的信号转换方法包括：对接收信号s(t)进行非线性变换；执行如下公式：
其中A表示信号的幅度，a(m)表示信号的符号，p(t)表示整形函数，fc表示信号的载波频率，表示信号的相位。经过这个非线性变换，我们可以得到：
进一步的，所述流量传感器上安装有信号检测模块，所述信号检测模块的信号检测方法具体步骤为：
第一步，使用混频器将RF或IF信号与单频混合，得到信号x1；
第二步，用低通滤波器A滤除信号x1的高频成分，低通滤波器A的3dB带宽大于分析带宽Bs，得到信号x2，此时x2为零中频信号，带宽为Bs，滤波器A的影响很小，可以忽略不计；
第三步，由于x2已经是零中频信号，Fo = 0，对信号x2以NFFT点数进行FFT运算，然后求模，将前NFFT/2个点存储在中，这部分存储的是信号x2的幅度谱；
第四步，将分析带宽Bs分成N个均等的块，N=3，4，……，每个块需要计算的带宽为Bs/N，需要分析的带宽Bs的最低频率为FL，FL=0，则第n块，n=1…N，对应的频率区间范围为[FL+(n-1)Bs/N，FL+(n)Bs/N]，将对应频带内的频点分配给每个块，其中频点的范围为[Sn，Sn+kn]，其中Sn=round((FL+(n-1)BsN )&；)]]>表示起点，fs为信号采样频率，round(*)表示四舍五入操作；
步骤5：计算各块的谱能量∑|·|2得到E(n)，n=1…N；
步骤 6：求向量 E 的平均值
步骤 7：计算方差并
步骤8：更新flag。flag = 0时，表示前一次检测结果为无信号。此条件下，只有当σsum>B2时，才判定当前检测到信号，flag变为1；当flag = 1时，表示前一次检测结果为信号。此条件下，只有当σsumB1时；
第九步，根据标志位控制是否开启后续解调线程：flag=1，则开启后续解调线程，否则关闭后续解调线程。
本发明提供的强化脱氮除磷的CASS流生化装置： ①研制同心球壳结构的复合流球，采用PVC、PE、PP等有机材料，分为上部同心球壳和下部同心球壳，两部分网壳采用卡扣连接；同心球壳的内网壳与外网壳直径比为0.6～0.9:1，内网壳内填充陶粒、火山岩、沸石、石灰石、珊瑚砂等无机填料或聚氨酯、聚丙烯、聚氯乙烯等有机填料，形成接触氧化微区和自由生化微区。 ②CASS流生化池沿水流方向分为生物选择区、预反应区、主反应区和集水区。生物选择区、预反应区、主反应区内均装填复合流球，内球网壳内依次放置直径比为0.6～0.7、0.7～0.8、0.8～0.9的复合流球与外球网壳，构成CASS浮式生化装置；生物选择区：预反应区：主反应区的有效容积比为1：2～4：4～12，生物选择区、预反应区与主反应区之间设置隔墙，主反应区与集水区之间设置穿孔墙；生物选择区内设有折板，进水及回流污泥置于生物选择区内。预反应区为宏观厌氧生化环境，主反应区为宏观好氧生化环境，主反应区后半段定期设置停止暴露阶段，集水区定期设置滗析阶段，从而实现时间/空间上的厌氧、缺氧、好氧环境及固液分离，起到强化脱氮除磷的作用。
本发明提供的复合自由流球具有接触氧化微区和自由流生化微区，依次设置CASS反应池的生物选择区、预反应区、主反应区，内球网壳与外球网壳直径之比为0.6～0.7或0.7～0.8或0.8～0.9的复合流球，可有效避免流生化系统的堵塞问题；在进水C/N比大于6的条件下，该装置的反硝化效率达到80%以上；在进水C/P大于20的条件下，该装置的除磷效率达到70%以上，具有良好的脱氮、除磷性能，并可实现强化脱氮、除磷；该装置水力停留时间为6～12小时，占地面积小，主要适用于日均水量小于/d的小型生活污水处理系统。
附图简要说明
1为本发明实施例提供的强化脱氮除磷的CASS流生化装置结构示意图；
图2为本发明实施例提供的复合流球的示意图。
图3、图4为本发明实施例提供的图2的剖面视图。
图5为本发明实施例提供的卡扣连接示意图。
图中：1、生物选择区；2、预反应区；3、主反应区；4、集水区；5、进水管；6、隔墙；7、复合流球；7-1、上半部同心球形网壳；7-2、下半部同心球形网壳；7-3、内球壳面；7-4、外球壳面；7-5、加强筋；7-6、扣板；7-7、填料；8.穿孔壁；9.剩余污泥排出管；10.污泥回流管；11.出水管；12.污泥泵。
详细描述
为了更深入地了解本发明的内容、特征及功效，兹举下列实施例作为实例，并参考附图作详细说明：
如图1所示，本发明实施例提供的强化脱氮除磷的CASS流生化装置包括：生物选择区1、预反应区2、主反应区3、集水区4、进水管5、隔墙6、复合流球7、穿孔壁8、剩余污泥排出管9、污泥回流管10、出水管11、污泥泵12。
生物选择区1、预反应区2、主反应区3、集水区4依次连接；生物选择区1、预反应区2、主反应区3之间设置隔墙6，集水区4之间设置穿孔墙8；集水区4底部安装有污泥泵12，污泥泵12连接有污泥回流管10和剩余污泥排放管9；右端安装有出水管11；生物选择区1、预反应区2、主反应区3内部放置有复合流球7。
如图2至图5所示，复合漂移球包括：上部半同心球形网壳7-1、下部半同心球形网壳7-2、内球壳球面7-3、外壳壳球面7-4、肋条7-5、卡扣7-6、填料7-7。
上半部同心球面网壳7-1与下半部同心球面网壳7-2之间通过扣件7-6连接在一起；上半部同心球面网壳7-1与下半部同心球面网壳7-2的内部从内到外依次设置有内球壳面7-3、外壳壳面7-4；内球壳面7-3与外壳壳面7-4之间设有肋7-5，内球壳面7-3与外壳壳面7-4之间依次设置有扣件7-6，在外壳壳7-3与球面7-4上设有扣件7-6。
生物选择区1、预反应区2、主反应区3、集水区4的体积比为1:(3～6):(6～12):1。
复合漂球6采用同心球形网壳，同心球形网壳的上层同心球形网壳7-1与下层同心球形网壳7-2的直径比为0.6-0.9，壳内装有内网壳填料7-7。填料为PVC、PE或PP材质的球形网状填料，构成外区为接触氧化、内区为自由流动生物化学的复合自由流动球。
生物选择区1、预反应区2、主反应区3内分别设置有复合自由流动球，内球网壳与外球网壳的直径比为0.6～0.7或0.7～0.8或0.8～0.9。
隔墙6上设有孔，孔的面积占隔墙面积的10％～25％。
进一步地，所述污泥泵上安装有流量传感器，所述流量传感器上设置有信号转换模块，所述信号转换模块的信号转换方法包括：对接收信号s(t)进行非线性变换；执行如下公式：
其中A表示信号的幅度，a(m)表示信号的符号，p(t)表示整形函数，fc表示信号的载波频率，表示信号的相位。经过这个非线性变换，我们可以得到：
进一步的，所述流量传感器上安装有信号检测模块，所述信号检测模块的信号检测方法具体步骤为：
第一步，使用混频器将RF或IF信号与单频混合，得到信号x1；
第二步，用低通滤波器A滤除信号x1的高频成分，低通滤波器A的3dB带宽大于分析带宽Bs，得到信号x2，此时x2为零中频信号，带宽为Bs，滤波器A的影响很小，可以忽略不计；
第三步，由于x2已经是零中频信号，Fo = 0，对信号x2做FFT运算，计算NFFT点数，然后求模，将前NFFT/2个点存入，这部分存储的是信号x2的幅度谱；
第四步，将分析带宽Bs分成N个均等的块，N=3，4，……，每个块需要计算的带宽为Bs/N，需要分析的带宽Bs的最低频率为FL，FL=0，则第n块，n=1…N，对应的频率区间范围为[FL+(n-1)Bs/N，FL+(n)Bs/N]，将对应频带内的频点分配给每个块，其中频点的范围为[Sn，Sn+kn]，其中Sn=round((FL+(n-1)BsN )&；)]]>表示起点，fs为信号采样频率，round(*)表示四舍五入操作；
步骤5：计算各块的谱能量∑|·|2得到E(n)，n=1…N；
步骤 6：求向量 E 的平均值
步骤 7：计算方差并
步骤8：更新flag。flag = 0时，表示前一次检测结果为无信号。此条件下，只有当σsum>B2时，才判定当前检测到信号，flag变为1；当flag = 1时，表示前一次检测结果为信号。此条件下，只有当σsumB1时；
第九步，根据标志位控制是否开启后续解调线程：flag=1，则开启后续解调线程，否则关闭后续解调线程。
本发明的工作原理：
处理工艺为连续进水、间歇排水。污水通过进水管进入CASS流生化池内的生物选择区，在生物选择区内被水解、酸化后经隔墙进入预反应区，预反应区对水质、水量、pH值及有毒有害物质起到良好的缓冲作用，同时完成缺氧反硝化和厌氧释磷；随后废水通过隔墙进入主反应区，主反应区内的复合流球为污水处理厂提供厌氧、缺氧和好氧微环境，完成碳化、硝化、同步硝化反硝化、好氧吸磷等生化反应；最后废水携带部分污泥经穿孔壁进入集水区。集水区内污泥泵回流污泥或排出富含磷的剩余污泥，实现生物强化除磷；主反应区后半部定期设置停曝阶段，沉降污泥；集水区定期设置滗水阶段，排出出水。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不以任何形式限制本发明，凡是基于本发明的技术实质对上述实施例所做的简单修改、等同变化和修饰，均属于本发明技术方案的保护范围之内。