《高效穩定生物倍增工藝污水處理裝置》是凌志環保有限公司、江蘇凌志環保工程有限公司、南通奧貝爾工程技術有限公司、江蘇凌志市政工程設計研究院有限公司於2010年6月22日申請的發明專利，該專利申請號為2010102099812，公布號為CN102180543A，公布日為2011年9月14日，發明人是凌建軍、趙東霞。
《高效穩定生物倍增工藝污水處理裝置》是對生物倍增工藝水處理裝置的改進，其特徵是曝氣好氧區為環形溝，環形溝內有水流推進裝置，進水混合反應區、水提升區、沉澱區內置環形溝內側，環形溝分別與沉澱區及進水混合反應區連通。此池型結構，較好解決了生物倍增工藝要求低溶氧和高污泥含量矛盾，可以確保生物倍增工藝要求——低溶氧、高污泥濃度，從而確保生物倍增工藝實際效果及優勢發揮；處理形成二個及以上環流，不僅方便對其中設備進行檢修而無需停止運行，而且回流比可調及高回流比，以及提升區和環形溝間增設可控閘門或閥門，更是增加了實際運行可調性，可以在建設或建成後，根據處理水質情況，靈活增加或啟、停曝氣裝置，套用可擴充性好，裝置工藝適應性強。
2021年6月24日，《高效穩定生物倍增工藝污水處理裝置》獲得第二十二屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《高效穩定生物倍增工藝污水處理裝置》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：高效穩定生物倍增工藝污水處理裝置
- 申請人：凌志環保有限公司、江蘇凌志環保工程有限公司、南通奧貝爾工程技術有限公司、江蘇凌志市政工程設計研究院有限公司
- 發明人：凌建軍、趙東霞
- 申請號：2010102099812
- 申請日：2010年6月22日
- 公布號：CN102180543A
- 公布日：2011年9月14日
- 地址：江蘇省宜興市和橋鎮南新東路
- 代理機構：宜興市天宇智慧財產權事務所（普通合夥）
- 代理人：史建群、蔡鳳苞
- Int. Cl.：C02F3/30
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,專利榮譽,
專利背景
生物倍增工藝（Bio-dopp）是德國發明的一種新穎污水處理工藝，其將所有單一工藝（生物硝化、反硝化，釋磷、吸磷，有機物氧化、沉澱等多個單元）組合在一個相鄰分隔有幾個不同處理單元的矩形池中，並且採用低溶解氧（通常0.3~0.5毫克/升）實現縱向短程硝化/反硝化脫氮，高污泥濃度（通常5~8克/升）確保處理高效持續穩定（低溶氧及高污泥濃度是其工藝二大特色）。較相關的水處理工藝具有：操作簡單，低溶氧下高效生物脫氮和良好除磷效果，同池實現同步及短程硝化/反硝化脫氮，運行高效、持續，出水穩定，低污泥產出，剩餘污泥可比傳統工藝少40-60％，維護工作量小，占地面積小，使用長方形水池節約了大量土地，污水處理廠只需一個常規工藝污水處理廠一半面積，並大減少了管道投資省，投資與運行成本低，投資、運行成本大致可減少一半左右。因而在污水處理中得到重視和推廣。
截至2010年6月，相關的生物倍增工藝，處理池平面布置基本結構如圖1，在一個矩形池內，相鄰分隔出曝氣好氧區3、空氣提升區2、進水混合厭氧反應區1（釋磷區），內置泥水分離填料8及刮/吸泥機9的沉澱區4。處理水進入進水混合厭氧反應區1，與原得到初步處理的泥水混合物稀釋混合，並在其內進行厭氧釋磷處理，然後通過底部連通進入氣提區2，由氣提裝置提升進入設有曝氣軟管的曝氣好氧區3，在曝氣好氧區進行好氧處理，再經沉澱區4進入進水混合厭氧反應區，形成單一處理循環。沉澱池污泥部分通過底部連通進水混合厭氧反應區補充，其餘由刮/吸泥機排出。然而在實際工程運行中，由於工藝處理池布局上的缺陷，使得實際運行難以達到要求的低溶氧（例如0.3~0.5毫克/升）、高活性污泥（例如5~8克/升）運行的理想狀態，因而實際工程運行難以達到設計效果，原因：
在處理單一循環中，泥水混合及流動主要依靠底部曝氣軟管及氣提產生的水動力，低溶解氧曝氣和高污泥濃度矛盾難以協調，例如滿足低溶解氧，曝氣產生動力低，高含量污泥極易發生污泥沉澱，不僅造成運行污泥濃度降低，影響處理效果，而且污泥沉降還影響底部曝氣設備正常運行；為防止污泥沉降，加大曝氣量，又因溶氧過大又難以實現處理高效的短程硝化/反硝化，實際工程中溶解氧通常達到2毫克/升左右，導致短程硝化/反硝化效果達不到設計要求，造成脫氮效率不高，容易出現出水氮不達標。其次，泥水混合循環流動力主要依靠氣提形成的液位差，流速相對較低加之處理水循環流距離較長，也限制了污泥濃度提高，難以實現生物倍增要求的高污泥濃度。污泥濃度降低又反過來影響短程硝化/反硝化，同時僅靠氣提產生液位差提供的循環動力，以及循環液通過沉澱池，造成混合液循環量小，回流比可調性差，抗負荷衝擊及曝雨衝擊能力差，例如在進水水質異常或暴雨時，不能保持穩定的污泥活性及濃度。再就是，沉澱區與曝氣好氧區相鄰並列布置，沉澱區承擔循環過流，不僅難以確保澄清所要求水流靜態，影響澄清效果，而且容易出現環流死角產生流動泥水中污泥沉澱，也造成環流污水中污泥濃度降低；在遇暴雨進水量突然增大，又容易造成大流量進水引起污泥流失，同樣造成雨後環流污泥濃度降低，如果關閉氣提，雖然可以減少污泥流失，但又會造成因缺乏污泥更新循環，使得維持微生物代謝所需營養不夠，造成微生物代謝營養不足而產生微生物無營養源“飢餓死亡”，造成雨後系統恢復時間較長，影響正常出水，因此抗暴雨衝擊能力差。此外，此池型處理單元布局，處理過程泥水混合物只有一種循環，各池呈串聯運行，形成封閉單一循環，這樣任何一池檢修，均影響其他池的運行。前述由於處理池結構帶來的缺陷，嚴重影響生物倍增工藝應有優勢和處理效果，導致實際工程運行難以達到設計效果，限制了生物倍增工藝優勢的發揮。
再就是，生物倍增工藝中低的溶解氧，對於氨氮含量較低的廢水，能夠處理達標並節省能耗，但當處理污水氨氮（NH3-N）濃度較高，例如製革廢水、酒精廢水等（NH3-N≥100毫克/升），低溶解氧會導致好氧區供氧不足很難實現氮氮的完全氧化，影響氨氮的去除效果，因此限制了其在高氨氮廢水中的套用，造成工藝的局限性。
中國專利CN101602541生物污水處理工藝及裝置，其處理池型仍然同典型的生物倍增，其上述由池型結構帶來的缺點仍然沒有得到克服。
上述不足仍有值得改進的地方。
發明內容
專利目的
《高效穩定生物倍增工藝污水處理裝置》目的在於克服專利背景中相關技術的不足，提供一種不僅可以確保短程硝化/反硝化要求低溶氧，而且高污泥濃度不沉降，並且處理過程能形成二個及以上環流，能夠充分發揮生物倍增工藝優勢的高效穩定生物倍增工藝污水處理裝置。
《高效穩定生物倍增工藝污水處理裝置》另一目的在於提供一種工藝可調性好，能套用於多種廢水的高效穩定生物倍增工藝污水處理裝置。
技術方案
《高效穩定生物倍增工藝污水處理裝置》目的實現，主要改進是將原生物倍增工藝中曝氣好氧區設計為環形溝，環形溝內設定形成環流的推流裝置，將相鄰設定的提升區、進水混合反應區和沉澱區移至環形溝內側，並使相應功能區連通，通過環形溝形成至少二個環流，從而克服了有關的生物倍增工藝處理池布局帶來的不足，實現《高效穩定生物倍增工藝污水處理裝置》目的。具體說，《高效穩定生物倍增工藝污水處理裝置》包括按生物倍增處理流程水連通的進水混合反應區、水提升區、曝氣好氧區和沉澱區，其特徵在於曝氣好氧區為環形溝，環形溝內有水流推進裝置，進水混合反應區、水提升區、沉澱區內置環形溝內側，環形溝分別與沉澱區及進水混合反應區連通。
《高效穩定生物倍增工藝污水處理裝置》的裝置處理基本流程，與2010年6月前相關技術生物倍增污水處理工藝大致相同：處理進水，首先進入進水混合反應區，進水混合反應區視處理水質情況，可通過調節進入的回流量分別設定為缺氧狀態或厭氧狀態，分別進行生物脫氮或生物除磷；經生物脫氮或生物除磷處理污水通過連通口或管進入提升區，由提升裝置提升進入好氧環形溝，在水流推進裝置推動下在環形溝內形成環流，並通過環形溝向其它處理單元配水：例如環形溝內一部分混合泥水通過池壁開孔或連通管進入沉澱區，進行泥水分離，澄清出水由上部出水堰收集排出；一部分混合泥水依環形溝流動通過池壁開孔等進入進水混合反應區循環（簡稱小循環），一部分混合泥水在環形溝內環流（簡稱大循環），從而使處理污水形成至少二個處理循環，循環量視污水水質調節。沉澱池沉澱污泥，部分通過池壁開孔等回流至進水混合反應區以保持處理中高污泥濃度，其餘部分作為多餘的污泥排出。由於在環形溝內增加推流裝置，從而加大了混合泥水在環形溝內流速，可以確保生物倍增工藝要求低溶氧下的小曝氣量，高污泥含量不沉降（混合泥水流動主要依靠推流裝置推流），既可以確保短程硝化/反硝化的進行，又保持高的污泥含量，可以確保生物倍增工藝優勢發揮。各池容積按水質及工藝處理要求計算確定。
《高效穩定生物倍增工藝污水處理裝置》中：曝氣好氧環形溝，一是如2010年6月前相關的生物倍增技術作為好氧反應區，在低溶氧下實現縱向短程硝化/反硝化脫氮，以及生物去除有機物，二是形成處理混合泥水不同環流提供配水通道，形成至少二個處理環流。按此功能，環形溝，溝形例如可以是矩形溝，也可以是類似氧化溝的兩端弧形溝，為延長混合泥水在好氧溝內環流時間，以及在短的地塊能滿足環流停留時間要求，還可以將環形溝設計成套合的二溝或以上。環形溝內充氧裝置，基本類同生物倍增工藝，主要以底曝氣供氧裝置供氧為主，例如可以是水處理用各種微孔曝氣器、射流曝氣裝置、散流曝氣裝置等，其中尤以微孔曝氣器為佳，其產生氣泡細小、比表面積大，上升流速慢，微生物更容易獲取氧，並可以提高氧傳遞效率。此外，根據處理水水質情況，例如氨氮過高或過低的廢水處理，也可以通過增加表面曝氣裝置，形成以表面曝氣裝置為主或底部曝氣+表面曝氣兩種充氧模式，提高水中溶氧。
環形溝內的水流推進裝置，主要為混合泥水在環形溝內快速流動提供動力，一方面確保長的循環環流實現，另一方面提供混合泥水足夠流速，防止高濃度污泥因低流速而產生污泥沉降。使實現縱向短程硝化/反硝化曝氣供氧，與混合泥水推流動力分開，從而可以確保為實現短程硝化/反硝化所需低溶氧，而又可保持循環液高污泥濃度，因而較好協調了生物倍增工藝高污泥濃度及低溶氧矛盾，使兩者達到工藝要求統一。水流推進裝置，由於其主要功能是提供混合泥水流動推流動力，理論上對推進器可以不限定，例如可以是葉輪式推進器，也可以是氧化溝用轉盤或轉刷，以及射流器、吸射器等，只要能推動水流流動的動力均可以被套用，為避免推流中過渡增氧破壞低溶氧，一種較好為採用水下推進器。從形成推流功能，推進裝置可以設計在環形溝的任意位置，其中一種較好是設定在提升出水區附近，可以同時利用提升水位差增加推流，以降低推流功率。視處理水設計環形溝環流長度，水流推進裝置，可以是一處，也可以是在流程路徑上兩個或以上。在大循環中，為防止循環未端因流速降低，造成污泥沉降，水流推進裝置推流，可以設計成間隙雙向運行，例如採用轉盤間隙正反運轉，這樣循環頭尾交替可以有效防止未端因流速降低導致污泥沉澱。
提升裝置，主要功能同生物倍增工藝，將來目進水混合反應區混合泥水提升進入外側環形溝，形成更新環流。提升裝置，可以是泵，也可以是氣提裝置，或者其他具有提水功能裝置，例如在提升區與環形溝池壁上開孔，設定推進器，其中一種較好為採用空氣提升，氣提具有能耗低，節能。提升區，可以與進水混合反應區平行布置，也可以是垂直布置。
進水混合反應區，是進水處理第一步，除承擔進水混合功能外，根據進水水質情況，可以分別通過調節進入進水區回流量大小，設定為缺氧狀態或厭氧狀態，分別實現生物脫氮為主運行模式或生物除磷為主運行模式，實現以生物脫氮為主，或以生物除磷為主兩種處理功能，因而又可稱為厭氧區或缺氧區。
此外：為了改善進水混合反應區內水流狀態，防止高污泥濃度產生污泥沉降，以及加快進水混合，進水區內較好設定有加速混合攪流裝置，例如葉輪推進器、攪拌器等水力混合、推進器，以提高污水混合能力和流動速度。
沉澱區，為實現快速澄清以及提高澄清效果，可以同生物倍增工藝，在沉澱池內設定加速泥水分離沉澱填料，例如斜板或斜管泥水分離填料。斜板或斜管可以採用直通道斜置例如60度斜置方式，也可以採用豎向彎曲波紋斜板豎向安裝方式；底部沉澱污泥，一部分通過底部開口或連通，向進水混合反應區補充活性污泥，保持污泥含量要求，一部分被排出沉澱池。排出沉澱池可以通過設定在沉澱區的刮/吸泥裝置排出，或者通過固定安裝在沉澱區或靠近沉澱區的抽吸泵排出。根據沉澱池形結構，其刮和/或吸泥裝置，可以採用往復式，或旋轉式，只需在加速沉澱泥水分離填料兩側或中心留出驅動空間。
為了增強已定型池的工藝可調節性，提高對處理污水的適應性，以及進一步節約運行能耗，一種較好在提升區與環形溝共用壁上設定連通流量可控的閘門或閥門或推流裝置。運行中：例如當進水污染物濃度較低，通過較小循環流量即可達到處理要求時，可以停止或減小提升裝置提升，開啟閘門或閥門或池壁面的推流裝置，向環形溝補充進水，這樣可以節省提升能耗，在更節能下運行。為提高自流進入環形溝“自動力”，環形溝內推進環流的水流推進裝置，較好設定在可控閘門或閥門或推流裝置水流動方向前端，通過推流裝置形成的“抽吸作用”，增強自流“動力”及自流量。
為了提高對高NH3-N（例如NH3-N≥100毫克/升的皮革、酒精）廢水的氮去除能力，可以通過增加曝氣提高好氧溝的溶解氧含量，例如使溶解氧至2毫克/升。提高溶解氧方式，可以是加大底曝供氣量，或者再增加表曝裝置，例如轉盤、轉刷等充氧裝置，還可以單獨採用表曝供氧。
改善效果
《高效穩定生物倍增工藝污水處理裝置》相對於2010年6月前的生物倍增工藝池型，由於改變了池型布置結構，將曝氣好氧區改為環形溝，並在環形溝內設定推進環流的水流推進裝置，將其他處理功能區內置於環形溝圈內側相鄰設定。從而帶來了如下變化：
首先，改變了處理混合液循環形式並提高了循環流速，使處理混合泥水形成了進水混合反應區-提升區-好氧環形溝-進水混合反應區小循環；和好氧環形溝內大循環；以及還有好氧環形溝-沉澱區出水通道（沉澱出水與處理循環分開），這樣使得需檢修其中某一單元設備時，不會因不能實現處理循環而導致要停止運行，同時小循環，已得到處理的低濃度循環混合液對進水進行大比倍稀釋（循環流量可根據需要為進水量的幾十甚至上千倍），使進水污染物濃度被迅速降低，使進水在進水混合反應區池內污染物濃度差大幅降低，更有效避免了進水高濃度的COD造成對活性污泥的衝擊，穩定了微生物生長環境，從而提高了抗衝擊負荷能力；好氧溝內的大循環，增加了污水在好氧環形溝內水力流程及停留時間（好氧流程被加長），不僅強化了COD、BOD、NH3-N、特別是總氮的去除，而且由於循環液中的污染物隨著水流循環，被微生物逐漸降解污染物濃度降低，在循環末端形成了溶氧濃度相對提高，硝態氮含量增加，從而強化了脫氮功能，並對難降解有機廢水以及生化性差的廢水有較好的處理效果，特別是將環形溝設計成套合的二溝或以上，更是延長了混合泥水環流時間，以及未端溶氧高段流程，提高了污水處理能力，可以確保出水總氮穩定達標，同時此設計還提高了對短小地塊的適應性。高的環流流速，確保了在低曝氣溶氧下（溶氧最低可在0.1毫克/升），高污泥含量（例如污泥濃度8克/升）也不會發生污泥沉澱，較好解決了生物倍增工藝要求低溶氧和高污泥含量矛盾；此外，推進器產生高的流速還使泥水混合及與氧接觸傳質加快，可以確保生物倍增工藝優勢發揮；加大推流還能進一步提高污泥濃度。此外，此溝形設計及增加推流裝置，還提高了回流比，以及回流比的可調性，可以根據處理污水情況，靈活調節回流比；大的回流比又保持了高的污泥濃度，高的污泥濃度可以確保縱向短程硝化/反硝化較低溶氧，短程硝化/反硝化效果好，兩者很好協調是《高效穩定生物倍增工藝污水處理裝置》區別於2010年6月前的生物倍增池型布置的最大區別。
其次，沉澱區置於環形溝內，僅起泥水分離澄清用，而無原來環流過流功能，不僅可以確保澄清所要求的水流靜態，有利於快速澄清和高的澄清效果，即使不設定加速泥水分離沉澱填料，也能很好實現沉澱分離；而且克服了2010年6月前相關的技術沉澱區過流產生死角導致污泥沉澱，降低環流污泥濃度現象。
再就是，提升區和環形溝間增設可控閘門或閥門，使得在曝雨或進水低污染物濃度，可以關閉提升裝置，依靠閘門或閥門連通為環流提供新鮮混合液，保持一定補充循環量，從而確保維持微生物代謝所需營養，可避免因關閉提升，造成無增補混合液循環引起微生物代謝營養不足而造成微生物無營養源“飢餓死亡”，還節省了曝氣能耗，實現更節能運行。同時曝雨時可使進水直接進入沉澱區，經澄清後直接排出，避免因暴雨造成大流量而引起污泥流失現象，提高了工藝抗暴雨衝擊能力，易於系統回復使用。同時，提升區和環形溝間增設可控閘門或閥門，還提高了處理裝置根據處理污水調節的靈活性。
《高效穩定生物倍增工藝污水處理裝置》保持了生物倍增工藝運行條件，而又不同於2010年6月前的生物倍增池型，其環形溝內置合建式生物倍增處理池型，確保生物倍增工藝要求——低溶氧、高污泥濃度，在實際工程中更能實現，該專利池型溶氧可以控制在0.1~0.5毫克/升，污泥濃度實際可以提高到5~8克/升或更高（視推流）而不會出現污泥沉澱。克服了2010年6月前的生物倍增工藝處理單元布局難以克服的缺點，可以更充分發揮生物倍增工藝處理效果及優勢，並且裝置工藝適應性強，可以根據不同處理污水及處理要求調節總回流比，及二個循環回流量，能高效穩定實現生物倍增工藝，並提高了抗衝擊負荷以及抗曝雨衝擊能力，此為實用新型裝置最大特點。
在好氧溝上增設或替代設定曝氣轉盤、轉刷等充氧裝置，通過加大好氧溝的溶解氧含量，例如將溶解氧提高至2毫克/升或更高，可以提高對高NH3-N（例如NH3-N≥100毫克/升的皮革、酒精等廢水氮去除能力，擴大了生物倍增工藝套用範圍。並且，該裝置可以在建設或建成後，根據處理水質情況，靈活增加曝氣裝置實現，更是提高了專利裝置的靈活性，套用可擴充性好，克服了2010年6月前的生物倍增工藝池型布局建成後難以擴展功能的局限。
附圖說明
圖1為相關技術生物倍增工藝基本池型布置示意圖。
圖2為《高效穩定生物倍增工藝污水處理裝置》基本池型布置示意圖。
圖3-圖12為各種變形池型布置示意圖（省略內部裝置）。
技術領域
《高效穩定生物倍增工藝污水處理裝置》是對生物倍增工藝水處理裝置的改進，尤其涉及一種改變處理池布局，能形成二個及以上處理循環的高效穩定生物倍增工藝污水處理裝置（環形溝內置合建式生物倍增處理裝置）。
權利要求
1.《高效穩定生物倍增工藝污水處理裝置》包括按生物倍增處理流程水連通的進水混合反應區、水提升區、曝氣好氧區和沉澱區，其特徵在於曝氣好氧區為環形溝，環形溝內有水流推進裝置，進水混合反應區、水提升區、沉澱區內置環形溝內側，環形溝分別與沉澱區及進水混合反應區連通。
2.根據權利要求1所述高效穩定生物倍增工藝污水處理裝置，其特徵在於曝氣好氧區由底曝氣供氧。
3.根據權利要求2所述高效穩定生物倍增工藝污水處理裝置，其特徵在於底曝氣供氧為微孔曝氣器。
4.根據權利要求1所述高效穩定生物倍增工藝污水處理裝置，其特徵在於水提升區內水提升裝置為空氣提升氣提裝置。
5.根據權利要求1所述高效穩定生物倍增工藝污水處理裝置，其特徵在於進水混合反應區內有加速混合攪流裝置。
6.根據權利要求1所述高效穩定生物倍增工藝污水處理裝置，其特徵在於沉澱區內有加速沉澱分離填料。
7.根據權利要求1所述高效穩定生物倍增工藝污水處理裝置，其特徵在於水提升區與環形溝共用壁上有連通孔及可控閘門或閥門。
8.根據權利要求7所述高效穩定生物倍增工藝污水處理裝置，其特徵在於環形溝內水流推進裝置設定在可控閘門或閥門水流動方向前端。
9.根據權利要求1所述高效穩定生物倍增工藝污水處理裝置，其特徵在於環形溝內溶解氧濃度為0.1~0.5毫克/升，污泥濃度5~8克/升。
10.根據權利要求1所述高效穩定生物倍增工藝污水處理裝置，其特徵在於環形溝上有轉盤、轉刷。
11.根據權利要求1所述高效穩定生物倍增工藝污水處理裝置，其特徵在於進水混合反應區、水提升區、沉澱區單獨或同時設定有二個。
12.根據權利要求1所述高效穩定生物倍增工藝污水處理裝置，其特徵在於各處理池間連通口均有可控閘門。
13.根據權利要求1至12中任一權利要求所述高效穩定生物倍增工藝污水處理裝置，其特徵在於環形溝有套合二個及以上。
14.根據權利要求1或6所述高效穩定生物倍增工藝污水處理裝置，其特徵在於沉澱區內有刮和/或吸泥排泥裝置。
實施方式
- 實施例1
參見圖2，《高效穩定生物倍增工藝污水處理裝置》包括長條形中空矩形環形溝3，全溝底部設定有微孔曝氣器5形成好氧處理功能區，環形溝內側自左向右相鄰布置有：矩形的沉澱區4、進水混合反應區1及氣提區2。沉澱區4中內置有寬度小於池寬的加速沉澱分離用斜管8及行車式刮吸泥機9；進水混合反應區1內靠近沉澱區端設定有水下混合推進器6；氣提區2內設定有氣提裝置7。氣提區2與環形溝3共用池壁有連通開孔並設有可控閘門11，環形溝3內閘門水流上端水下設定有水力推進器10。環形溝3與沉澱區4池壁上按設計流量開有通孔，環形溝3與進水混合反應區1池壁上開有回流通孔，沉澱區4與進水混合反應區1底部有污泥回流通道，進水混合反應區1與提升區2底部連通。好氧環形溝底微孔曝氣器曝氣量，由線上溶氧儀檢測並通過PLC控制變頻風機控制，使風機供風隨進水濃度而發生變化，確保生物倍增工藝設計低溶氧量，不會因供氧不足而影響出水水質，也不會因過渡供氧造成菌種變化，降低短程硝化/反硝化效果。各處理池間連通口均裝有可控閘門，根據處理要求調節開啟量，達到工藝最最佳化。
處理污水首先進入進水混合反應區1，在推進器6作用下與原泥水混合物實現快速混合，完成進水與處理已經稀釋混合液的混合稀釋，根據處理水質，通過調節進入回流量分別設定為缺氧狀態或厭氧狀態，實現脫氮或除磷功能；通過底部連通通道進入提升區2，在氣提裝置7提升下進入好氧環形溝3，在水流推進裝置10推流下形成單向環流：一部分混合泥水通過池壁開孔或連通管進入沉澱區4，進行泥水分離，澄清出水排出系統；一部分混合泥水由好氧環形溝通過池壁開孔或連通管進入進水混合反應區1形成處理循環（小循環），一部分混合泥水在環形溝內環流（大循環），同步實現短程硝化/反硝化脫氮，及降解有機物。根據實際處理情況，分別調整氣提量及進入沉澱池、進水混合反應區水量。沉澱池沉澱污泥，部分通過底部連通回流至進水混合反應區，其餘部分作為多餘污泥由刮/吸泥機排出。經試驗測試：當環形溝內流速達到0.3米/秒及以上，污泥濃度在8克/升未發現污泥沉降現象。
當進水污染物含量較低，單通過主溝循環即可達到處理要求時，可以停止氣提，開啟閥門，維持適量進水替補循環，維持微生物代謝所需的營養，實現在保證處理要求下節省提升能耗，並避免因關閉提升造成無進水替補循環而引起微生物代謝營養不足而造成的危害。
暴雨情況下，進水量加大，污水濃度降低，也可臨時關閉提升裝置，污水直接進入沉澱區經填料分離水後直接排出。從而避免了因暴雨造成大流量而引起污泥流失現象，提高了抗暴雨衝擊能力；同時開啟閥門，維持適量進水替補循環，維持微生物代謝所需的營養，易於系統回復使用。
- 實施例2
參見圖3，如實施例1，其中沉澱區4設計為圓形沉澱池，在進水混合反應區1靠近沉澱池4附近設定有污泥提升泵12（也可以在沉澱池內採用旋轉式刮/吸泥機）。
- 實施例3
參見圖4，如實施例2，環形溝3改為橢圓跑道型。
- 實施例4
參見圖5，如實施例1，環形溝3改為橢圓跑道型，提升區2設計為半圓形，沉澱區4設計為圓形沉澱池，往復式刮/吸泥機更換為旋轉刮/吸泥機。
- 實施例5
參見圖6，如實施例1，其中氣提區2與環形溝3長面平行。
- 實施例6
參見圖7，如前述，其中沉澱池4和氣提區2均分別設定為左右2個。兩者可以並列同時運行，也可以在檢修其內設備時單獨運行1個，從而確保檢修時不停止運行。
- 實施例7
參見圖8、9、10，如實施例6，其中進水混合反應區1也設定為並列2個，兩者可並列同時運行，也可以在檢修其內設備時單獨運行1個，從而確保檢修時不停止運行。
前述進水混合反應區、水提升區、沉澱區，既可以單獨設定二個，也可以同時設定二個。
- 實施例8
參見圖11、12，如前述，環形溝可以設計成二溝或多溝套合結構，水流推進器設計二個或以上。
此外，在處理高氨氮廢水時，還可以在好氧環形溝上增加轉盤等充氧裝置，或者加大底曝氣量，或者採用表曝裝置替代底曝裝置，並提高充氧量，實現對高氨氮廢水的處理，確保出水氮排放達標。
專利榮譽
2021年6月24日，《高效穩定生物倍增工藝污水處理裝置》獲得第二十二屆中國專利優秀獎。
