申请日2012.08.08
公开(公告)日2012.10.31
IPC分类号C02F9/14
摘要
低碳双效脱氮污水处理系统及工艺，系统包括依次对污水进行预处理的粗格栅提升泵站、调节-再生-吸附池、细格栅;其特征是：还包括第一低温催化氧化装置、静置氧化与活性泥膜层池、污泥储池、水解酸化池及A/O池、二沉池、第二低温催化氧化装置、静止氧化及浓密机、UF过滤系统、RO处理系统。该系统是在需要反硝化阶段通过相对高浓度化技术将废水中的碳源富集起来，满足反硝化的基本条件即高浓度的碳源，高硝酸根和亚硝酸根;二是废水产生污泥中的碳源释放出来，作为补充碳源;三是对生物有毒性的物质富含大量的碳源通过对毒性物质的断链及小分子化是实现，碳源补充。主要解决低碳高氮废水处理问题。
权利要求书
1.低碳双效脱氮污水处理系统，其特征是：包括依次对污水进行预处理的 粗格栅提升泵站、调节-再生-吸附池、细格栅;还包括：
第一低温催化氧化装置，设有污水输入端、污水输出端，该污水输入端通 过污水管线与所述细格栅的污水输出端连通;
静置氧化与活性泥膜层池，设有污水输入端、工艺启动菌种输入端、污水 输出端、剩余污泥输出端;该污水输入端通过污水管线与所述第一低温催化氧 化装置的污水输出端连通;工艺启动菌种输入端通过加药管线连通有工艺启动 菌种产生装置;
污泥储池，设有剩余污泥输入端、剩余污泥输出端，该剩余污泥输入端通 过剩余污泥管线与所述静置氧化与活性泥膜层池的剩余污泥输出端连通;该剩 余污泥输出端通过剩余污泥管线连通污泥脱水装置;
水解酸化池及A/O池，设有污水输入端、空气输入端、回流污泥输入端、 污水输出端;该污水输入端通过污水管线与所述静置氧化与活性泥膜层池的污 水输出端连通;该空气输入端通过空气管线连通有鼓风装置;
二沉池，设有污水输入端、回流污泥输出端、污水输出端，该污水输入端 通过污水管线与所述水解酸化池及A/O池的污水输出端连接，该回流污泥输出 端经回流污泥管线、回流污泥泵连通调节-再生-吸附池的回流污泥输入端、水 解酸化池及A/O池的回流污泥输入端;
第二低温催化氧化装置，设有污水输入端、污水输出端;该污水输入端通 过污水管线与二沉池的污水输出端连通;
静止氧化及浓密机，设有污水输入端、污水输出端、回流污泥输出端，该 污水输入端通过污水管线与所述第二低温催化氧化装置的污水输出端连通，该 回流污泥输出端通过回流污泥管线与调节-再生-吸附池的回流污泥输入端连 通;
静止氧化及浓密机的污水输出端通过污水管线向后依次连接有中间水池、 UF过滤系统、RO进水池、RO处理系统;
所述RO处理系统设置有可回用水输出端、污水输出端，该可回用水输出端 通过回用水管线连通回用水池;该污水输出端通过污水管线连通浓水池的污水 输入端，浓水池的污水输出端通过污水管线连通至所述的第一低温催化氧化装 置的污水输入端。
2.低碳双效脱氮污水处理工艺，其特征是，其步骤包括：
a)、利用粗格栅提升泵站、调节-再生-吸附池、细格栅对污水进行的预处 理;
b)、在第一低温催化氧化装置中，利用湿催化技术产生大量羟基自由基，完 成废水中氨态氮的硝化及有机氮的部分硝化;并针对废水中有毒的物质中表现 为TOC的不被生物利用的碳源，利用羟基自由基对污水中的有机物作用生成小 分子的可被生物直接利用的碳源，实现废水无毒化处理及碳源释放;
c)、在静置氧化与活性泥膜层池中，污水经活性泥膜层进行碳源富集，并 在高污泥龄条件下实现一级反硝化;
d)、在水解酸化池及A/O池，经水解、A/O处理进行二次硝化与反硝化脱 氮，实现低碳条件下二效脱氮;
e)、水解酸化池及A/O池处理后的污水进入二沉池，二沉池内的污泥100% 回流至调节-再生-吸附池、水解酸化池及A/O池;进入调节-再生-吸附池内的回 流污泥并再经第一低温催化氧化装置中羟基氧化使细胞壁内容物释放，实现碳 源再利用;
f)、由二沉池输出的污水再经第二低温催化氧化装置，进一步利用羟基对废 水中有机物氧化作用实现碳源释放;
g)、再经静止氧化及浓密机，进行进一步的羟基氧化并通过选择性活性泥 膜层实现COD的降解与悬浮物的分离;并实现了连续再生的更新的选择性活性 泥膜层;
h)、污水再经UF过滤系统、RO处理系统的处理后，可回收利用的水进入回 用水池，不可回收利用的水重新流至第一低温催化氧化装置中，进行下一个循 环的再处理。
3.根据权利要求2所述的低碳双效脱氮污水处理工艺，其特征是，所述步 骤b)中，在第一低温催化氧化装置中，羟基自由基浓度对应氨氮浓度的比值为 1:2～1:6。
4.根据权利要求2或3所述的低碳双效脱氮污水处理工艺，其特征是，在 步骤c)中，在静置氧化与活性泥膜层池中，羟基浓度消耗至0毫克/升，污泥 龄控制在35～50日。
5.根据权利要求2所述的低碳双效污水处理工艺，其特征是，所述二沉 池的二沉表面负荷0.8～2.5立方米/平方米小时。
说明书
低碳双效脱氮污水处理系统及工艺
技术领域
本发明涉及一种污水处理系统及工艺，尤其是对于低碳高氮废水处理后 满足COD达标的同时确保废水中的氨氮总氮达标的处理系统及工艺。
背景技术
当前国内外水处理技术发展很快，但随着工业进程的加快，废水排放的 水质也出现了一定的变化，低碳废水(指有一定碳源由于废水的毒性，对生 物影响显著，及由于工艺思路导致废水中碳被无效消耗)日益增多。大量化 肥的使用及硝化反硝化与脱磷工艺的矛盾特性，导致废水处理往往COD已经 达到国家标准，但其氨氮浓度及总氮浓度依然超标。也是水体富营养化的主 要原因。因此有必要开发出一种工艺，使该工艺与现有的水质特性接口，满 足COD达标的同时，确保废水中的氨段总氮达标。
但现有水处理工艺存在的几个矛盾点：
当前水处理基本工艺为A2O工艺(A2O法又称AAO法，是英文 Anaerobic-Anoxic-Oxic第一个字母的简称(厌氧-缺氧-好氧法)，是一种常 用的污水处理工艺，可用于二级污水处理或三级污水处理，以及中水回用， 具有良好的脱氮除磷效果)，所有污水处理工艺均视作不同废水特性，开发出 来的该工艺的变种。比如单一池体完成废水处理的SBR工艺(Sequencing Batch Reactor的简称：又叫做序批式活性污泥法或者间歇式活性污泥法)， 强化回流控制的氧化沟及不同沟型，为保证生物量开发的基于此工艺生物膜 法。及为保证出水的膜技术工艺。
其显著特点是脱氮与脱磷互相矛盾。对低碳高氮废水，需补充碳源完成 增加运行成本。对含有碳源但生物毒性高的废水，无法有效利用其中碳。采 用铁碳内电解，增加铁消耗并无法解决堵塞问题，采用芬顿氧化增加药剂量 两调PH增加运行费用增大污泥产量。电氧化工艺导致废水大量无效能量消 耗。当前中国工业高速发展，废水的低碳高氨氮废水大量存在，目前国家标 准只对氨氮进行限制，而对总氮限制较少，因此未来水污染标准一定会对总 氮进行严格的要求。充分认识到氨氮、凯氏氮、无机氮、总氮四者者关系尤 为重要。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺点，本发明的目的在于提供一种低碳双效 脱氮污水处理系统及工艺。
该技术针对氨氮、总氮、TKN较高的废水的最短程的双效处理工艺。并 重点考虑该类废水的特点，一般情况下碳源浓度较低，通常情况下其碳源不 被生物利用或对生物具备毒性，及反硝化碳源不足的情况提出的。
其技术方案基于的构思如下：
低碳废水的特点是碳源低或者不可以被生物利用，一是在需要反硝化阶段 通过相对高浓度化技术将废水中的碳源富集起来，满足反硝化的基本条件即 高浓度的碳源，高硝酸根和亚硝酸根。第二部分是是废水产生污泥中的碳源 释放出来，作为补充碳源，三是对生物有毒性的物质富含大量的碳源通过对 毒性物质的断链及小分子化是实现，碳源补充。
其次:解决来水中的有机氮TKN及氨氮的快速硝化为前提，硝化之后马上 进入高活性污泥龄层进行高碳反硝化。
利用常规工艺完成后置A/O、二次硝化与反硝化后接外置超滤系统实现回 用或排放。
为实现上述目的并基于上述构思：
本发明提供的低碳双效脱氮污水处理系统，包括依次对污水进行预处理 的粗格栅提升泵站、调节-再生-吸附池、细格栅;还包括：
第一低温催化氧化装置，设有污水输入端、污水输出端，该污水输入端 通过污水管线与所述细格栅的污水输出端连通;
静置氧化与活性泥膜层池，设有污水输入端、工艺启动菌种输入端、污 水输出端、剩余污泥输出端;该污水输入端通过污水管线与所述第一低温催 化氧化装置的污水输出端连通;工艺启动菌种输入端通过加药管线连通有工 艺启动菌种产生装置;
污泥储池，设有剩余污泥输入端、剩余污泥输出端，该剩余污泥输入端 通过剩余污泥管线与所述静置氧化与活性泥膜层池的剩余污泥输出端连通; 该剩余污泥输出端通过剩余污泥管线连通污泥脱水装置;
水解酸化池及A/O池，设有污水输入端、空气输入端、回流污泥输入端、 污水输出端;该污水输入端通过污水管线与所述静置氧化与活性泥膜层池的 污水输出端连通;该空气输入端通过空气管线连通有鼓风装置;
二沉池，设有污水输入端、回流污泥输出端、污水输出端，该污水输入 端通过污水管线与所述水解酸化池及A/O池的污水输出端连接，该回流污泥 输出端经回流污泥管线、回流污泥泵连通调节-再生-吸附池的回流污泥输入 端、水解酸化池及A/O池的回流污泥输入端;
第二低温催化氧化装置，设有污水输入端、污水输出端;该污水输入端 通过污水管线与二沉池的污水输出端连通;
静止氧化及浓密机，设有污水输入端、污水输出端、回流污泥输出端， 该污水输入端通过污水管线与所述第二低温催化氧化装置的污水输出端连 通，该回流污泥输出端通过回流污泥管线与调节-再生-吸附池的回流污泥输 入端连通;
静止氧化及浓密机的污水输出端通过污水管线向后依次连接有中间水 池、UF过滤系统、RO进水池、RO处理系统;
所述RO处理系统设置有可回用水输出端、污水输出端，该可回用水输出 端通过回用水管线连通回用水池;该污水输出端通过污水管线连通浓水池的 污水输入端，浓水池的污水输出端通过污水管线连通至所述的第一低温催化 氧化装置的污水输入端。
本发明提供的低碳双效脱氮污水处理工艺，其步骤包括：
a)、利用粗格栅提升泵站、调节-再生-吸附池、细格栅对污水进行的预 处理;
b)、在第一低温催化氧化装置中，利用湿催化技术产生大量羟基自由基， 完成废水中氨态氮的硝化及有机氮的部分硝化;并针对废水中有毒的物质中 表现为TOC的不被生物利用的碳源，利用羟基自由基对污水中的有机物作用 生成小分子的可被生物直接利用的碳源，实现废水无毒化处理及碳源释放;
c)、在静置氧化与活性泥膜层池中，污水经活性泥膜层进行碳源富集， 并在高污泥龄条件下实现一级反硝化;
d)、在水解酸化池及A/O池，经水解、A/O处理进行二次硝化与反硝化 脱氮，实现低碳条件下二效脱氮;
e)、水解酸化池及A/O池处理后的污水进入二沉池，二沉池内的污泥100% 回流至调节-再生-吸附池、水解酸化池及A/O池;进入调节-再生-吸附池内的 回流污泥并再经第一低温催化氧化装置中羟基氧化使细胞壁内容物释放，实 现碳源再利用;
f)、由二沉池输出的污水再经第二低温催化氧化装置，进一步利用羟基对 废水中有机物氧化作用实现碳源释放;
g)、再经静止氧化及浓密机，进行进一步的羟基氧化并通过选择性活性 泥膜层实现COD的降解与悬浮物的分离;并实现了连续再生的更新的选择性 活性泥膜层;
h)、污水再经UF过滤系统、RO处理系统的处理后，可回收利用的水进入 回用水池，不可回收利用的水重新流至第一低温催化氧化装置中，进行下一 个循环的再处理。
在上述工艺中，优选的：所述步骤b)中，在第一低温催化氧化装置中， 羟基自由基浓度对应氨氮浓度的比值为1:2~1:6。
在步骤c)中，在静置氧化与活性泥膜层池中，羟基浓度消耗至0毫克/ 升，污泥龄控制在35-50日。
优选的：所述二沉池的二沉表面负荷0.8-2.5立方米/平方米小时。
本发明的有益效果是：本发明主要用于解决低碳高氮废水处理的问题， 该技术：
1、低温湿催化氧化技术完成碳源释放与硝化，通过湿催化产生大量的羟 基自由基，完成氨态氮的硝化与有机氮的部分硝化实现废水无毒及碳源释放。
2、通过污泥回流控制实现高污泥龄层构造完成碳源富集与活性高污泥龄 条件实现一级反硝化。后接AO及超滤实现工业化稳定化的低碳双效脱氮。
3、是对氨氮、总氮、TKN较高的废水的最短双效处理工艺，最短流程的 二效硝化与反硝化工艺。工艺流程为：废水-常规预处理—低温湿催化—高活 性污泥龄层—A/O—超滤回用。