申请日2018.04.16
公开(公告)日2018.07.20
IPC分类号C02F3/30; C02F101/30
摘要
本发明公开了一种污水处理厂原位脱氮提标改造系统，包括原有污水处理DAT‑IAT生化池体，DAT‑IAT生化池体的DAT池内前段设置为缺氧区、后段设置为好氧区;缺氧区底部设有第一曝气管，缺氧区对角线方向设潜水搅拌器,好氧区底部设有第二曝气管;好氧区内还设有填料;IAT池底部设有第三曝气管;IAT池的底部设有混合液回流泵，混合液回流泵的出液管上设有三通管，三通管的三个出液管上分别连接有回流主管、剩余污泥排放管和回流旁路管。本发明还提供了一种利用上述系统对污水进行处理的方法。本发明施工难度小，周期短，见效快，改造后出水氨氮、总氮、COD、BOD均可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。
权利要求书
1.一种污水处理厂原位脱氮提标改造系统，其特征在于，包括原有污水处理DAT-IAT生化池体，所述DAT-IAT生化池体的DAT池内前段设置为缺氧区、后段设置为好氧区，且所述缺氧区与所述好氧区的体积比为0.6-1.2：1;
所述缺氧区的底部设有第一曝气管(1)，所述第一曝气管(1)上设有第一电动阀(2)，所述好氧区的底部设有第二曝气管(3)，所述第二曝气管(3)上设置有第二电动阀(4)，且所述第一曝气管(1)和所述第二曝气管(3)均连接有变频风机(5)，所述第一曝气管(1)和所述第二曝气管(3)上还均设有第一曝气器(6);所述缺氧区底部远离所述好氧区的一角处还设有第一潜水搅拌器(17)，对角处设有第二潜水搅拌器;所述好氧区内位于所述第二曝气管(3)的上方处设有填料(7);
所述DAT-IAT生化池体的IAT池底部设有第三曝气管(8)，所述第三曝气管(8)上设有第三电动阀(9)，且所述第三曝气管(8)与所述变频风机(5)连接，所述第三曝气管(8)上还设有第二曝气器(10);所述IAT池的底部设有混合液回流泵(11)，所述混合液回流泵(11)的出液管上设有三通管(12)，所述三通管(12)的三个出液管上分别连接有回流主管(13)、剩余污泥排放管(14)和回流旁路管(15)，且所述回流主管(13)、所述剩余污泥排放管(14)和所述回流旁路管(15)上均安装有第四电动阀(16);所述回流主管(13)的出液端位于所述DAT池内进水端，所述回流旁路管(15)的出液端位于所述IAT池内，所述剩余污泥排放管(14)的出液端位于所述DAT-IAT生化池体外。
2.根据权利要求1所述的污水处理厂原位脱氮提标改造系统，其特征在于，所述第一潜水搅拌器(17)到DAT池进水侧池壁的距离小于所述第二潜水搅拌器到好氧区填料(7)边界的距离。
3.根据权利要求1所述的污水处理厂原位脱氮提标改造系统，其特征在于，所述填料(7)的填充比为60%，填充高度为3-3.5m。
4.根据权利要求3所述的污水处理厂原位脱氮提标改造系统，其特征在于，所述填料(7)为组合填料，且采用悬挂式安装。
5.根据权利要求4所述的污水处理厂原位脱氮提标改造系统，其特征在于，所述组合填料包括圆片和纤维束，且所述圆片的材质为聚乙烯，所述纤维束的材质为合成纤维。
6.根据权利要求5所述的污水处理厂原位脱氮提标改造系统，其特征在于，所述组合填料的规格为悬挂密度25串/m2。
7.根据权利要求1所述的污水处理厂原位脱氮提标改造系统，其特征在于，所述IAT池内还设置有滗水器(18)。
8.一种利用权利要求1-7任一项所述的污水处理厂原位脱氮提标改造系统对污水进行处理的方法，其特征在于，处理方法如下：
污水首先输送至DAT池内缺氧区，设置DAT池内缺氧区进水BOD浓度为120-180mg/L，污水在DAT池内缺氧区与回流主管(13)输出的回流混合液混合，通过第一曝气管(1)上设置的第一电动阀(2)控制DAT池内缺氧区DO浓度<0.5mg/L，同时开启第一潜水搅拌器(17)和第二搅拌器搅拌，且设置第一潜水搅拌器(17)和第二搅拌器搅拌的总功率为缺氧区容积×7w/m3，反应完毕后得到缺氧区出水;
缺氧区出水进入DAT池内好氧区，设置好氧区内填料(7)的BOD容积负荷为0.5-1.8kgBOD5/(m3填料.d)，通过第二曝气管(3)上设置的第二电动阀(4)控制好氧区DO浓度为2-3mg/L，反应完毕得到DAT池出水;
DAT池出水进入DAT-IAT生化池体内缓冲区，再经缓冲区进入IAT池，设置IAT池污泥浓度为5.5g/L，混合液回流比为100-400%，同时设置污水在IAT池内按照曝气1h后沉淀1h，再排水1h的模式运行，排出的水即为IAT池出水。
说明书
一种污水处理厂原位脱氮提标改造系统及污水处理方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种污水处理厂原位脱氮提标改造系统及污水处理方法。
背景技术
2002年《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)颁布实施以来，我国城镇污水厂数量不断增长，但当时的排放标准要求相对较低，很多污水处理厂出水执行GB18918-2002中二级或一级B排放标准。
面对我国仍旧严峻的水环境形势，改善水污染状况，提升人居生活质量成为建设美丽中国，促进绿色发展的重要任务，相关治理政策先后落地，以保障污染防治工作的推进。2015年国务院颁布实施的《水污染防治行动计划》(“水十条”)提出要因地制宜的对现有城镇污水处理设施进行改造;2015年时隔13年修订的《城镇污水厂污染物排放标准》，新增了水污染物基本控制项目，对污水处理厂要求限期先后实行一级A标准。在新要求、高标准之下，污水处理厂提标改造成为必然。
对照一级A排放标准，现有污水厂普遍存在的问题是氮超标。脱氮主要依靠生物法。对于出水TN超标的污水处理厂，如何通过生物系统功能区的合理优化布局、精细管理和准确控制实现TN的有效去除，是污水处理厂提标改造设计和运行过程中面临的主要问题。
DAT-IAT工艺是传统SBR工艺的变形，是一种连续进水的SBR工艺。对于要求出水指标达到GB18918-2002中二级标准的城市污水处理厂，采用DAT-IAT工艺作为二级生化处理是完全可以满足要求的。DAT-IAT工艺主体构筑物由需氧池(DAT)和间歇曝气池(IAT)串联组成，DAT池为主反应区，一般情况下DAT池连续进水，连续曝气，其出水经双层导流墙连续进入IAT池，同时从IAT池回流的污泥也进入DAT池。DAT池出水进入IAT池后，在此完成曝气、沉淀、滗水和排出剩余污泥。IAT池相当于一个传统的SBR池，但进水是连续的，曝气是周期性的，排水工序只发生在IAT池。两池串联，进一步增强整个生物处理系统的可调节性，有利于有机物的去除。在污水脱氮方面，虽然IAT池能够在时间序列上形成好氧-缺氧-厌氧交替出现的环境，但由于大部分有机物已被降解，不能为反硝化提供足够的碳源，导致出水TN超标。
针对此类情况，要想解决TN超标的情况，需要在碳源充足的情况下，在缺氧环境进行反硝化反应，达到脱氮。但是对于已建成的城市污水处理厂来说，基本已没有位置在DAT-IAT池前端新建缺氧池(在碳源充足的情况下，通过混合液回流进行反硝化脱氮)。在IAT池曝气后的缺氧段，通过外加碳源进行反硝化，存在投加量大，成本高，且易造成出水COD超标的风险。
所以对DAT-IAT处理单元进行原位改造，即在不增加构筑物的前提下，对原有DAT-IAT池进行改造，通过对生物系统重新分区及功能强化，使其在不影响原有有机物处理能力的基础上，具有稳定的脱氮(总氮)功能，甚至能进一步提高有机物处理能力是目前急需解决的问题。
发明内容
本发明提供了一种污水处理厂原位脱氮提标改造系统及污水处理方法，解决了现有技术中污水厂普遍存在氮超标，但是已建成的城市污水处理厂基本已没有位置在DAT-IAT池前端新建缺氧池，而在IAT池曝气后的缺氧段，通过外加碳源进行反硝化，存在投加量大，成本高，且易造成出水COD超标的问题。
本发明的第一个目的是提供一种污水处理厂原位脱氮提标改造系统，包括原有污水处理DAT-IAT生化池体，所述DAT-IAT生化池体的DAT池内前段设置为缺氧区、后段设置为好氧区，且所述缺氧区与所述好氧区的体积比为0.6-1.2：1;
所述缺氧区的底部设有第一曝气管，所述第一曝气管上设有第一电动阀，所述好氧区的底部设有第二曝气管，所述第二曝气管上设置有第二电动阀，且所述第一曝气管和所述第二曝气管均连接有变频风机，所述第一曝气管和所述第二曝气管上还均设有第一曝气器;所述缺氧区底部远离所述好氧区的一角处还设有第一潜水搅拌器，对角处设有第二潜水搅拌器;所述好氧区内位于所述第二曝气管的上方处设置有填料;
所述DAT-IAT生化池体的IAT池底部设有第三曝气管，所述第三曝气管上设有第三电动阀，且所述第三曝气管与所述变频风机连接，所述第三曝气管上还设有第二曝气器;所述IAT池的底部设有混合液回流泵，所述混合液回流泵的出液管上设有三通管，所述三通管的三个出液管上分别连接有回流主管、剩余污泥排放管和回流旁路管，且所述回流主管、所述剩余污泥排放管和所述回流旁路管上均安装有第四电动阀;所述回流主管的出液端位于所述DAT池内进水端，所述回流旁路管的出液端位于所述IAT池内，所述剩余污泥排放管的出液端位于所述DAT-IAT生化池体外。
优选的，所述第一潜水搅拌器到DAT池进水侧池壁的距离小于所述第二潜水搅拌器到好氧区填料边界的距离。
优选的，所述填料的填充比为60%，填充高度为3-3.5m。
优选的，所述填料为组合填料，且采用悬挂式安装。
优选的，所述组合填料包括圆片和纤维束，且所述圆片的材质为聚乙烯，所述纤维束的材质为合成纤维。
优选的，所述组合填料的规格为优选的，所述IAT池内还设置有滗水器。
本发明的第二个目的是提供一种利用上述污水处理厂原位脱氮提标改造系统对污水进行处理的方法，具体处理方法如下：
污水首先输送至DAT池内缺氧区，设置DAT池内缺氧区进水BOD浓度为120-180mg/L，污水在DAT池内缺氧区与回流主管输出的回流混合液混合，通过第一曝气管上设置的第一电动阀控制DAT池内缺氧区DO浓度<0.5mg/L，同时开启第一潜水搅拌器和第二搅拌器搅拌，且设置第一潜水搅拌器和第二搅拌器搅拌的总功率为缺氧区容积×7w/m3，反应完毕后得到缺氧区出水;
反应完毕后得到缺氧区出水;
缺氧区出水进入DAT池内好氧区，设置好氧区内填料的BOD容积负荷为0.5-1.8kgBOD5/(m3填料.d)，通过第二曝气管上设置的第二电动阀控制好氧区DO浓度为2-3mg/L，反应完毕得到DAT池出水;
DAT池出水进入DAT-IAT生化池体内缓冲区，再经缓冲区进入IAT池，设置IAT池污泥浓度为5.5g/L，混合液回流比为100-400%，同时设置污水在IAT池内按照曝气1h后沉淀1h，再排水1h的模式运行，排出的水即为IAT池出水。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1)本发明对以DAT-IAT工艺作为二级生化处理单元的城市污水处理厂进行提标改造，在不新建污水处理设施，不外加碳源的情况下，进行原位提标改造，通过对DAT池生物系统重新分区及功能强化，使其在不影响原有有机物处理能力的基础上，具有稳定的脱氮功能，甚至能进一步提高有机物处理能力，改造后出水氨氮、总氮、COD、BOD指标能够稳定达到一级A标准。
2)本发明将原DAT池连续进水连续曝气工艺改造为前段缺氧、后段好氧的AO形式生物反应区，并将IAT池混合液回流至缺氧段，进行反硝化反应，达到脱氮的目的;同时，本发明还在好氧段设置悬挂填料，提高此段容积负荷，使好氧段有机物降解能力达到甚至超过原DAT池。
3)本发明利用原有风机，通过增设变频控制柜和曝气管上的电动阀，有效控制各区域曝气强度;利用原有污泥回流泵，通过增设三通及其各出口的连接管、阀门，达到混合液回流、剩余污泥排放及多余混合液内回流的目的，最大限度的利用了原有设备。
3)本发明不新建污水处理构筑物，不外加碳源，不更换原有曝气及回流设备，改造工程施工难度小，周期短，见效快，节省投资和运行费用，改造后处理出水中氨氮、总氮、COD、BOD指标均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。