申请日2018.05.11
公开(公告)日2018.10.19
IPC分类号C02F9/14; C02F101/10; C02F101/16; C02F101/30
摘要
本发明属于污水处理技术领域，涉及一种生活污水处理工艺及处理系统。本发明的生活污水处理工艺，包括以下步骤：(a)在生活污水中加入混凝剂，然后进入磷分离反应池中进行泥水分离，得到污泥和第一上清液;(b)步骤(a)得到的污泥经过调节池的预处理后，进入厌氧发酵反应器中进行厌氧发酵，得到发酵液;所述发酵液进入磷回收装置中进行磷肥回收，得到磷肥和第二上清液;(c)步骤(a)得到的第一上清液和/或步骤(b)得到的第二上清液进入微氧脱氮反应器中进行生物脱氮，得到处理回收的净化水。本发明具有较高的脱氮除磷能力，并实现磷资源的有效回收，工艺简单，能耗低，易于实施，处理效果佳。
翻译权利要求书
1.一种生活污水处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(a)在生活污水中加入混凝剂，然后进入磷分离反应池中进行泥水分离，得到污泥和第一上清液;
(b)步骤(a)得到的污泥经过调节池的预处理后，进入厌氧发酵反应器中进行厌氧发酵，得到发酵液;
所述发酵液进入磷回收装置中进行磷肥回收，得到磷肥和第二上清液;
(c)步骤(a)得到的第一上清液和/或步骤(b)得到的第二上清液进入微氧脱氮反应器中进行生物脱氮，得到处理回收的净化水。
2.根据权利要求1所述的生活污水处理工艺，其特征在于，所述混凝剂包括铁系混凝剂、铝系混凝剂、高分子系混凝剂以及钙化合物中的至少一种，优选为铁系混凝剂;
混凝剂的加入量为10～40mg/L。
3.根据权利要求1所述的生活污水处理工艺，其特征在于，所述混凝剂通过水射器加入到输送生活污水的管路中。
4.根据权利要求1所述的生活污水处理工艺，其特征在于，磷分离反应池中的水力停留时间为20～30min。
5.根据权利要求1所述的生活污水处理工艺，其特征在于，调节池中的调节剂采用EDTA或EDTA盐，EDTA或EDTA盐的投加量为80～150mg/L;
调节池中的水力停留时间为10～15min。
6.根据权利要求1所述的生活污水处理工艺，其特征在于，厌氧发酵反应器中设有搅拌装置，搅拌的转速为40～80rad/min;
厌氧发酵反应器中的污泥停留时间为8～12天;
优选地，采用鸟粪石法将厌氧发酵反应器中得到的发酵液在磷回收装置中进行磷肥回收。
7.根据权利要求1所述的生活污水处理工艺，其特征在于，微氧脱氮反应器采用鼓风曝气，溶解氧的浓度为0.2～0.5mg/L;
微氧脱氮反应器中设有膜组件，膜组件包括PVDF中空纤维膜，膜组件的孔径为0.1～0.4μm。
8.根据权利要求1～7任一项所述的生活污水处理工艺，其特征在于，在加入混凝剂之前还包括对生活污水进行预处理的步骤;
优选地，还包括对微氧脱氮反应器的出水进行后处理的步骤，以得到处理回收的净化水。
9.一种生活污水处理系统，其特征在于，包括：
具有进水口、第一出口和第二出口的磷分离反应池;
与磷分离反应池的第一出口连接的调节池;
与调节池的出口连接的厌氧发酵反应器;
与厌氧发酵反应器的出口连接的磷回收装置;
与磷回收装置的出口和/或磷分离反应池的第二出口连接的微氧脱氮反应器;以及，
与磷分离反应池的进水口的连接管路相连接的混凝剂投加装置。
10.根据权利要求9所述的生活污水处理系统，其特征在于，还包括预处理装置，所述预处理装置包括格栅、筛网、毛发聚集器、沉砂池、初沉池、调节池、离子交换设备、吸附设备、气浮设备、水解酸化设备、催化氧化设备、电解设备和微波设备中的至少一种;
优选地，还包括后处理装置，所述后处理装置包括氯化消毒设备、紫外线消毒设备、臭氧设备、曝气生物滤池、人工湿地、吸附设备、活性炭设备、离子交换设备、超滤设备、纳滤设备、反渗透设备、电渗析设备和电除盐设置中的至少一种。
说明书
生活污水处理工艺及处理系统
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体而言，涉及一种生活污水处理工艺及处理系统。
背景技术
随着我国社会经济和城市化的快速发展，一方面用水量不断增加，水资源日益紧缺，另一方面，污水排放量日益增多，对环境污染日益严重，从而污水处理问题也日益受到社会的高度重视。
磷是重要的难以再生的非金属矿资源，在我国日益发展的工业当中具有重要的经济价值;然而目前普遍存在着陆地磷矿产资源日益匮乏与水环境中磷含量过高导致水体富营养化这一矛盾。当前，氮、磷等营养元素随着污水排放所引起的水体富营养化现象日益加重，这也成为当前主要的环境问题之一，严重制约了社会和经济的可持续发展。而在污水处理过程中，由于磷元素具有单向流动的特点，不能直接被分解消耗，大部分的磷只能以必要元素的形式储存于生物体中，最终以剩余污泥的形式进行排放，使得生活中相当一大部分磷资源无法进行回用。
污水中的磷的回收和再循环利用成为污水处理的研究重点。因而，通过有效的方法，使磷从污泥中释放出来并以一定的形式加以回收，对于减轻水体富营养化程度，改善城市水环境质量，减轻污泥处置的二次污染，促进磷资源的可持续利用等均具有重要意义。然而，目前的生活污水处理过程中的除磷技术以及对污水中磷与有机物的回收工艺存在操作繁琐、运行成本高、能耗大、除磷效率不高，以及磷的回收率不高的问题。
另外，由于新的排放标准要求污水处理厂须完成对碳、氮、磷的同时高效去除，因而其选用的处理工艺应同时具备脱碳和除磷功能。然而目前的污水处理工艺在实际应用中经常出现脱氮和除磷效果不能同时达到最佳的现象，即脱氮效果好时除磷效果较差，而除磷效果好时，则脱氮效果不佳。
鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种生活污水处理工艺，该工艺具有较高的脱氮除磷能力，能够同时实现低能耗下的脱氮、除磷，并有效回收磷资源，运行成本低，工艺简单，易于实施，处理效果佳。
本发明的第二目的在于提供一种生活污水处理系统，具有较高的脱氮除磷能力，并实现磷资源的有效回收，设备简单，运行稳定可靠，能耗低，降低了污水处理的运行成本。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
根据本发明的一个方面，本发明提供一种生活污水处理工艺，包括以下步骤：
(a)在生活污水中加入混凝剂，然后进入磷分离反应池中进行泥水分离，得到污泥和第一上清液;
(b)步骤(a)得到的污泥经过调节池的预处理后，进入厌氧发酵反应器中进行厌氧发酵，得到发酵液;
所述发酵液进入磷回收装置中进行磷肥回收，得到磷肥和第二上清液;
(c)步骤(a)得到的第一上清液和/或步骤(b)得到的第二上清液进入微氧脱氮反应器中进行生物脱氮，得到处理回收的净化水。
作为进一步优选技术方案，所述混凝剂包括铁系混凝剂、铝系混凝剂、高分子系混凝剂以及钙化合物中的至少一种，优选为铁系混凝剂;
混凝剂的加入量为10～40mg/L。
作为进一步优选技术方案，所述混凝剂通过水射器加入到输送生活污水的管路中。
作为进一步优选技术方案，磷分离反应池中的水力停留时间为20～30min。
作为进一步优选技术方案，调节池中的调节剂采用EDTA或EDTA盐，EDTA或EDTA盐的投加量为80～150mg/L;
调节池中的水力停留时间为10～15min。
作为进一步优选技术方案，厌氧发酵反应器中设有搅拌装置，搅拌的转速为40～80rad/min;
厌氧发酵反应器中的污泥停留时间为8～12天;
优选地，采用鸟粪石法将厌氧发酵反应器中得到的发酵液在磷回收装置中进行磷肥回收。
作为进一步优选技术方案，微氧脱氮反应器采用鼓风曝气，溶解氧的浓度为0.2～0.5mg/L;
微氧脱氮反应器中设有膜组件，膜组件包括PVDF中空纤维膜，膜组件的孔径为0.1～0.4μm。
作为进一步优选技术方案，在加入混凝剂之前还包括对生活污水进行预处理的步骤;
优选地，还包括对微氧脱氮反应器的出水进行后处理的步骤，以得到处理回收的净化水。
根据本发明的另一个方面，本发明还提供一种生活污水处理系统，包括：
具有进水口、第一出口和第二出口的磷分离反应池;
与磷分离反应池的第一出口连接的调节池;
与调节池的出口连接的厌氧发酵反应器;
与厌氧发酵反应器的出口连接的磷回收装置;
与磷回收装置的出口和/或磷分离反应池的第二出口连接的微氧脱氮反应器;以及，
与磷分离反应池的进水口的连接管路相连接的混凝剂投加装置。
作为进一步优选技术方案，还包括预处理装置，所述预处理装置包括格栅、筛网、毛发聚集器、沉砂池、初沉池、调节池、离子交换设备、吸附设备、气浮设备、水解酸化设备、催化氧化设备、电解设备和微波设备中的至少一种;
优选地，还包括后处理装置，所述后处理装置包括氯化消毒设备、紫外线消毒设备、臭氧设备、曝气生物滤池、人工湿地、吸附设备、活性炭设备、离子交换设备、超滤设备、纳滤设备、反渗透设备、电渗析设备和电除盐设置中的至少一种。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明提供的生活污水处理工艺，在污水中加入混凝剂，依据混凝(或絮凝)原理，去除生活污水中的部分有机物和磷酸盐，并通过磷分离反应池、调节池、厌氧发酵反应器、磷回收装置和微氧脱氮反应器等的设置，实现高效率、低能耗的脱氮、除磷，除磷率高达95%以上，同时脱氮率也可达到84%以上，而且还回收了污水中磷资源，磷的回收率可达85%以上。
2、采用絮凝磷回收技术能够去除生活污水中的部分有机物，降低微氧脱氮反应器的进水有机负荷。
采用絮凝磷回收技术能够去除生活污水中的大颗粒有机物，可避免堵塞微氧脱氮反应器中的膜组件，缓解膜污染。
采用絮凝磷回收技术能够去除生活污水中的磷酸盐，在生物处理单元进行除磷，既可以减少聚磷菌与硝化菌之间对碳源的竞争，又可以减少或避免外加碳源，降低污水处理的成本。
3、与传统污水处理工艺相比，本发明采用微氧脱氮技术进行生物脱氮可降低对氧气的需求，降低能耗。
4、本发明工艺流程简单，易于实施，稳定性高，操作工艺条件可控，处理成本低，能够同时满足脱氮和除磷效果佳的需求，并能回收优质的磷资源，资源与能源回收率高，绿色经济，能耗低，为资源利用和绿色经济的发展提供强有力的支撑，易于大规模推广应用。