申请日2013.09.24
公开(公告)日2014.01.15
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明提供了一种能够提高活性污泥浓度的污水处理系统及其工艺，涉及污水处理技术领域。针对现有的污水处理工艺固液分离效率低，污泥浓缩效果差，生化反应池内的微生物难以维持较高的浓度，导致处理能力低;而处理系统中重力沉淀池表面负荷低、占地面积大的问题。系统：脱氮除磷反应单元包括依次连通的厌氧区、缺氧区和好氧区，好氧区与缺氧区的输入端通过管路连通，与脱氮除磷反应单元串联的固液分离单元，它包括依次连通的溶气深池和气浮池，好氧区的输出端与溶气深池的输入端连通。工艺：一、厌氧释磷反应;二、反硝化反应;三、碳氧化、好氧吸磷和硝化反应;四、深池溶气;五、固液分离。本发明尤其适用于连续流污水处理厂的新建工程中。
权利要求书
1.一种能够提高活性污泥浓度的污水处理系统，它包括脱氮除磷反应单元，所述脱氮除磷反应单元包括依次连通的厌氧区、缺氧区和好氧区，所述好氧区与所述缺氧区的输入端通过管路连通，其特征在于：还包括与所述脱氮除磷反应单元连通的固液分离单元，所述固液分离单元包括依次连通的溶气深池和气浮池，所述好氧区的输出端与所述溶气深池的输入端连通。
2.根据权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于：所述溶气深池的深度为30m～100m。
3.根据权利要求2所述的污水处理系统，其特征在于：所述溶气深池深度为40m～50m。
4.根据权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于：所述气浮池通过管路与所述厌氧区的输入端连通。
5.一种采用权利要求1至4任一项权利要求所述的污水处理系统的污水处理工艺，其步骤如下：
一、厌氧释磷反应：在所述厌氧区，待处理污水与所述气浮池回流到所述厌氧区的活性污泥混合发生厌氧释磷反应;
二、反硝化反应：在所述缺氧区，经所述步骤一后的所述厌氧区的出水，与所述好氧区回流到所述缺氧区的硝化液进行反硝化反应;
三、碳氧化、好氧吸磷和硝化反应：在所述好氧区，经所述步骤二后的所述缺氧区的出水，进入所述好氧区进行碳氧化、好氧吸磷和硝化过程，所述好氧区的出水一部分回流至所述缺氧区，另一部分进入所述溶气深池;
四、深池溶气：所述步骤三中的好氧区出水在所述溶气深池中完成溶气过程;
五、固液分离：经所述步骤四的出水进入所述气浮池进行固液分离，所述气浮池表面形成的浓缩的活性污泥回流至所述厌氧区，其余则作为剩余污泥排出系统。
6.根据权利要求5所述的污水处理工艺，其特征在于：所述步骤四中，所述好氧区的出水是进入深度为30m～100m的所述溶气深池进行加压溶气。
7.根据权利要求6所述的污水处理工艺，其特征在于：所述溶气深池的深度为40m～50m。
8.根据权利要求5所述的污水处理工艺，其特征在于：所述步骤五中，所述活性污泥回流比为30%～100%。
9.根据权利要求8所述的污水处理工艺，其特征在于：所述回流比为45%～55%。
说明书
一种能够提高活性污泥浓度的污水处理系统及其工艺
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，特别涉及一种能够提高活性污泥浓度的污水处理系统及其工艺。
背景技术
当前，我国正处于工业化、城镇化快速发展时期，城市地价持续攀升，建设用地十分紧缺。节约用地既是要素制约所迫，也是长远生存之计，只有在经济稳步增长的同时，走出一条建设占地少、土地利用效率高的污水处理厂建设用地新路子，才能持续推动城市化发展，实现建设资源节约型、环境友好型社会的目标。
开发时间短、占地面积小的高效脱氮除磷的污水处理系统及其工艺一直是污水处理领域的研究重点。长期的污水处理厂设计运行经验表明：污水处理工艺的效能与活性污泥的浓度息息相关，而活性污泥的浓度又受泥水分离效果的限制。
专利号200410091587.8，授权公告号CN 1309665C，名称为脱氮除磷工艺-NPR工艺的中国发明专利，请参见附图1(图中BAF为生物滤池)，其处理工艺分为两个主体生物段，第一主体生物段设置有厌氧池、缺氧池和氧保持池共三部分。在厌氧池中，回流的污泥充分释放磷，部分有机物进行降解;在缺氧池进行反硝化脱氮，同时去除大部分有机物;氧保持池保持溶解氧的浓度，氧保持池的出水经二沉池沉淀处理后，进入第二主体生物段，第二主体生物段的生物滤池中安装有生物滤料，完成对污水中有机物的降解、氨氮的硝化和磷的去除;处理后的出水一部分排放，另一部分回流到缺氧池中进行反硝化。二沉池产生的污泥一部分回流到厌氧池，磷通过排泥被除去，另一部分含有磷的剩余污泥排出系统之外进行脱水处理。
上述技术方案的处理工艺中，采用传统重力沉淀池(即二沉池)进行泥水分离，固液分离效率低，污泥浓缩效果差，回流到厌氧池的活性污泥浓度只能维持在2000mg/L～3000mg/L，使得生化反应池(即第一主体生物段)内的微生物难以维持较高的浓度，导致污水处理厂处理能力始终处于较低水平，造成设施和设备的浪费;该处理系统中，重力沉淀池表面负荷低、占地面积大。为解决上述问题，目前，主要采用膜分离技术替代传统的重力沉淀，以提高固液分离效率，膜分离技术是利用膜的选择性分离功能实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩，具有出水水质好、出水可直接回用、设备占地面积小、便于自控、活性污泥浓度高和剩余活性污泥产量低等优点，膜分离技术可显著提高污水处理厂的处理能力。但其存在建设运行费用高、维护要求高等问题，推广难度较大。
发明内容
针对现有的污水处理工艺中采用重力沉淀，固液分离效率低，污泥浓缩效果差，使得生化反应池内的微生物难以维持较高的浓度，导致处理能力低下;而污水处理系统中重力沉淀池表面负荷低、占地面积大的问题，本发明的目的是提供一种能够提高活性污泥浓度的污水处理系统及其工艺，其建设用地省、运行能耗低、固液分离效果好、出水水质稳定优质，可用于连续流污水处理厂的新建工程。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：污水处理系统包括脱氮除磷反应单元，所述脱氮除磷反应单元包括依次连通的厌氧区、缺氧区和好氧区，所述好氧区与所述缺氧区的输入端通过管路连通，还包括与所述脱氮除磷反应单元连通的固液分离单元，所述固液分离单元包括依次连通的溶气深池和气浮池，所述好氧区的输出端与所述溶气深池的输入端连通。
进一步地，所述溶气深池的深度为30m～100m。
更进一步地，所述溶气深池深度为40m～50m。
所述气浮池通过管路与所述厌氧区的输入端连通。
另外，本发明还提供了一种能够提高活性污泥浓度的污水处理工艺，其步骤如下：
一、厌氧释磷反应：在所述厌氧区，待处理污水与所述气浮池回流到所述厌氧区的活性污泥混合发生厌氧释磷反应;
二、反硝化反应：在所述缺氧区，经所述步骤一后的所述厌氧区的出水，与所述好氧区回流到所述缺氧区的硝化液进行反硝化反应;
三、碳氧化、好氧吸磷和硝化反应：在所述好氧区，经所述步骤二后的所述缺氧区的出水，进入所述好氧区进行碳氧化、好氧吸磷和硝化过程，所述好氧区的出水一部分回流至所述缺氧区，另一部分进入所述溶气深池;
四、深池溶气：所述步骤三中的好氧区出水在所述溶气深池中完成溶气过程;
五、固液分离：经所述步骤四的出水进入所述气浮池进行固液分离，所述气浮池表面形成的浓缩的活性污泥回流至所述厌氧区，其余则作为剩余污泥排出系统。
进一步地，所述步骤四中，所述好氧区的出水是进入深度为30m～100m的所述溶气深池进行加压溶气。
更进一步地，所述溶气深池的深度为40m～50m。
所述步骤五中，所述活性污泥回流比为30%～100%。
优选地，所述回流比为45%～55%。
本发明的效果在于：本发明的污水处理系统，通过设置串联的溶气深池和气浮池实现高效的固液分离，替代了传统的重力沉淀池。本发明的污水处理系统在脱氮除磷反应单元与气浮池之间设置了溶气深池，溶气深池利用水柱静压增加泥水混合物中的空气溶解量，上述泥水混合物再进入气浮池进行固液分离得到浓缩的活性污泥。采用溶气深池的污水处理系统与常规处理系统相比，工程占地减少30%以上，可节约大量的征地费用，节约工程投资20%～30%。
本发明的污水处理工艺，将经过脱氮除磷处理工艺的泥水混合物在溶气深池中进行加压溶气，以提高泥水混合物中的气体含量，再进入气浮池进行固液分离，相比单独采用气浮池进行固液分离的处理方法，泥水混合物中空气溶解度增大，确保了气浮效果，水力停留时间短，降低了能耗。在气浮池中可形成浓度为20000mg/L～40000mg/L的浓缩的活性污泥;本处理工艺中浓缩的活性污泥回流比控制在30%～100%，使得进入脱氮除磷反应单元中的活性污泥浓度可达到5000mg/L以上，极大地提高了活性污泥的浓度，能够充分发挥污水处理系统的处理潜力，显著提升污染物的去除效率。