申请日2019.09.27
公开(公告)日2020.02.04
IPC分类号C02F3/30
摘要：
本发明提供了分段进水深度除磷脱氮工艺。包括：经过预处理的进水进入生物反应区，生物反应区包括至少两段生物反应器，每段生物反应器均依次包括厌氧区、缺氧区和好氧区;将经过预处理的进水按流量比例分配为多个支路，每个支路分别同时进入每段生物反应器的厌氧区，再进入缺氧区;缺氧区的污水一部分进入好氧区，一部分回流至本生物反应器的厌氧区;经过好氧区的污水进入下一段的缺氧区，最后一段生物反应器中好氧区出水进行泥水分离，污泥回流至第一段生物反应器的缺氧区进行循环。本发明能够增强脱氮除磷效果，减少生物反应器的容积，节省投资，减少除磷药剂、碳源的投加，减少回流运行能耗。
权利要求书
1.分段进水深度除磷脱氮工艺，其特征在于，包括如下步骤：
a、原水首先经过预处理;
b、经过预处理的进水进入生物反应区，所述生物反应区包括至少两段生物反应器，每段生物反应器均依次包括厌氧区、缺氧区和好氧区;
将经过预处理的进水按流量比例分配为多个支路，每个支路分别同时进入每段生物反应器的厌氧区;
c、每段生物反应器中经厌氧区处理的污水进入缺氧区，进行反硝化反应;
d、每段生物反应器中经缺氧区处理的污水一部分进入好氧区，一部分通过穿墙泵循环回流至本生物反应器的厌氧区;
e、经好氧区处理的污水进入下一段生物反应器的缺氧区，最后一段生物反应器中经过好氧区处理的污水进入二沉池进行泥水分离，上清液从二沉池出水，污泥回流至第一段生物反应器的缺氧区进行循环。
2.根据权利要求1所述的分段进水深度除磷脱氮工艺，其特征在于：步骤b中，所述生物反应区包括2-6段生物反应器。
3.根据权利要求2所述的分段进水深度除磷脱氮工艺，其特征在于：步骤b中，所述生物反应区包括2段生物反应器，将经过预处理的进水按1：1流量比例分配为两个支路，每个支路分别同时进入每段生物反应器的厌氧区。
4.根据权利要求2所述的分段进水深度除磷脱氮工艺，其特征在于：步骤b中，所述生物反应区包括3段生物反应器，将经过预处理区的进水按1：(1+X)：1流量比例分配为三个支路，每个支路分别同时进入每段生物反应器的厌氧区,所述X取10-30%。
5.根据权利要求2所述的分段进水深度除磷脱氮工艺，其特征在于：步骤b中，所述生物反应区包括4段生物反应器，将经过预处理的进水按1：(1+Y)：(1+Y)：1流量比例分配为四个支路，每个支路分别同时进入每段生物反应器的厌氧区,所述Y取20-50%。
6.根据权利要求2所述的分段进水深度除磷脱氮工艺，其特征在于：步骤b中，所述生物反应区包括5段生物反应器，将经过预处理的进水按1：(1+Y)：(1+Z)：(1+Y)：1流量比例分配为五个支路，每个支路分别同时进入每段生物反应器的厌氧区,所述Y取20-50%，所述Z取30-50%。
7.根据权利要求2所述的分段进水深度除磷脱氮工艺，其特征在于：步骤b中，所述生物反应区包括6段生物反应器，将经过预处理的进水按1：(1+Y)：(1+Z)：(1+Z)：(1+Y)：1流量比例分配为六个支路，每个支路分别同时进入每段生物反应器的厌氧区，所述Y取20-50%，所述Z取30-50%。
8.根据权利要求1所述的分段进水深度除磷脱氮工艺，其特征在于：步骤b中，在经过预处理的进水的总管上设流量计，将经过预处理的进水按流量比例分配为多个支路，每个支路分别同时进入每段生物反应器的厌氧区，在每个支路上设流量计和控制阀，采用控制阀和流量计共同作用进行流量分配控制;
具体地，流量分配控制过程如下：
a、系统开始运行时，首先对控制阀的开度进行初次调整，当1-(1/N)+Xi≥1时，Ki0=1;当1-(1/N)+Xi<1时，Ki0=1-(1/N)+Xi;
b、根据各支路的流量值调节各控制阀的开度：
当[1+Xi-(Qin/Q0n)]*Kin≥1时，Kin+1=1;
当0<[1+Xi-(Qin/Q0n)]*Kin<1时，Kin+1=[1+Xi-(Qin/Q0n)]*Kin;
当[1+Xi-(Qin/Q0n)]*Kin≤0时，Kin+1取0.01-0.05;
c、当“步骤b”完成后，若非人工控制停机，则延时T之后，返回“步骤b”循环执行，间隔T取为5-10分钟。
9.根据权利要求1所述的分段进水深度除磷脱氮工艺，其特征在于：每段生物反应器中的厌氧区、缺氧区和好氧区按照污水处理的流动方向依次包括厌氧区第一子区、厌氧区第二子区、缺氧区第一子区、缺氧区第二子区、好氧区第一子区和好氧区第二子区。
10.根据权利要求1所述的分段进水深度除磷脱氮工艺，其特征在于：每段生物反应器中的厌氧区和缺氧区均设置搅拌装置。
说明书
分段进水深度除磷脱氮工艺
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其是涉及一种分段进水深度除磷脱氮工艺。
背景技术
近年来，我国城镇污水处理厂排放标准日益趋严。特别是随着各地方及重要流域排放标准的出台，地表IV类甚至以上标准逐渐成为当前污水处理厂提标改造及新建项目的执行标准。
目前在城镇污水处理厂中，采用最多的同步脱氮除磷工艺为AAO(厌氧-缺氧-好氧)工艺，其局限性在于：第一，脱氮效果难于进一步提高。一方面，硝化过程发生在末端的好氧段，硝化混合液回流和出水全部来自于末端好氧段，故出水存在一定数量的硝态氮。另一方面，内回流量加大的程度有限，混合液回流带来的溶解氧会引起缺氧区效率降低。对碳源的利用效率依然不足。第二，除磷效果受到影响。硝酸盐会随着回流污泥进入厌氧段，抑制聚磷菌在厌氧段释磷，影响生物除磷效果。因此，单纯采用传统的AAO工艺一般难于达到日趋严格的地表IV类乃至以上排放标准。对于实际中的提标改造项目，一般需要在AAO工艺之后，设置用于深度脱氮、除磷的设施设备，如硝化滤池、反硝化滤池、砂滤池、投药装置等。这样的提标方式对于场地紧张的项目，往往难于实现。
发明内容
本发明的目的是提供一种分段进水深度除磷脱氮工艺，该工艺能够在有限的场地下，充分利用原有设施，选择适宜的工艺，完成对污水处理厂的提标改造或新建达标运行的污水处理厂，同时达到节省投资及运行费用的目的，从而解决现有技术中存在的上述问题。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
分段进水深度除磷脱氮工艺，包括如下步骤：
a、原水首先经过预处理;
b、经过预处理的进水进入生物反应区，所述生物反应区包括至少两段生物反应器，每段生物反应器均依次包括厌氧区、缺氧区和好氧区;
将经过预处理的进水按流量比例分配为多个支路，每个支路分别同时进入每段生物反应器的厌氧区;
c、每段生物反应器中经厌氧区处理的污水进入缺氧区，进行反硝化反应;
d、每段生物反应器中经缺氧区处理的污水一部分进入好氧区，一部分通过穿墙泵循环回流至本生物反应器的厌氧区;
e、经好氧区处理的污水进入下一段生物反应器的缺氧区，最后一段生物反应器中经过好氧区处理的污水进入二沉池进行泥水分离，上清液从二沉池出水，污泥回流至第一段生物反应器的缺氧区进行循环。
其中，d中通过穿墙泵循环回流至本生物反应器的厌氧区的内回流比为100-200%。e中污泥回流比为50-100%。
在一种较佳的实施方式中，步骤b中，所述生物反应区包括2-6段生物反应器。
优选的，所述生物反应区包括3-4段生物反应器。
在一种较佳的实施方式中，步骤b中，所述生物反应区包括2段生物反应器，将经过预处理的进水按1：1流量比例分配为两个支路，每个支路分别同时进入每段生物反应器的厌氧区。
在一种较佳的实施方式中，步骤b中，所述生物反应区包括3段生物反应器，将经过预处理区的进水按1：(1+X)：1流量比例分配为三个支路，每个支路分别同时进入每段生物反应器的厌氧区,所述X取10～30%。
优选的，所述生物反应区包括3段生物反应器，将经过预处理的进水按1：1.2：1流量比例分配为三个支路。
在一种较佳的实施方式中，步骤b中，所述生物反应区包括4段生物反应器，将经过预处理的进水按1：(1+Y)：(1+Y)：1流量比例分配为四个支路，每个支路分别同时进入每段生物反应器的厌氧区,所述Y取20-50%。
优选的，所述生物反应区包括4段生物反应器，将经过预处理的进水按1：1.3：1.3：1流量比例分配为四个支路。
在一种较佳的实施方式中，步骤b中，所述生物反应区包括5段生物反应器，将经过预处理的进水按1：(1+Y)：(1+Z)：(1+Y)：1流量比例分配为五个支路，每个支路分别同时进入每段生物反应器的厌氧区,所述Y取20-50%，所述Z取30-50%。
优选的，所述生物反应区包括5段生物反应器，将经过预处理的进水按1：1.2：1.3：1.2：1流量比例分配为五个支路。
在一种较佳的实施方式中，步骤b中，所述生物反应区包括6段生物反应器，将经过预处理的进水按1：(1+Y)：(1+Z)：(1+Z)：(1+Y)：1流量比例分配为六个支路，每个支路分别同时进入每段生物反应器的厌氧区，所述Y取20-50%，所述Z取30-50%。
优选的，所述生物反应区包括6段生物反应器，将经过预处理的进水按1：1.2：1.3：1.3：1.2：1流量比例分配为六个支路。
在一种较佳的实施方式中，步骤b中，在经过预处理的进水的总管上设流量计，将经过预处理的进水按流量比例分配为多个支路，每个支路分别同时进入每段生物反应器的厌氧区，在每个支路上设流量计和控制阀，采用控制阀和流量计共同作用进行流量分配控制;
具体地，流量分配控制过程如下：
a、系统开始运行时，首先对控制阀的开度进行初次调整。当1-(1/N)+Xi≥1时，Ki0=1;当1-(1/N)+Xi<1时，Ki0=1-(1/N)+Xi;
b、根据各支路的流量值调节各控制阀的开度：
当[1+Xi-(Qin/Q0n)]*Kin≥1时，Kin+1=1;
当0<[1+Xi-(Qin/Q0n)]*Kin<1时，Kin+1=[1+Xi-(Qin/Q0n)]*Kin;
当[1+Xi-(Qin/Q0n)]*Kin≤0时，Kin+1取0.01-0.05;
c、当“步骤b”完成后，若非人工控制停机，则延时T之后，返回“步骤b”循环执行，间隔T取为5-10分钟。
本发明中，采用控制阀和流量计共同作用进行流量分配控制输出，使流量定量分配更加精确。
在一种较佳的实施方式中，每段生物反应器中的厌氧区、缺氧区和好氧区按照污水处理的流动方向依次包括厌氧区第一子区、厌氧区第二子区、缺氧区第一子区、缺氧区第二子区、好氧区第一子区和好氧区第二子区。
本实施方式中，每个区均分隔子区，经过分隔之后，每段可以加搅拌，污水依次经过各个室，形成推流式反应，避免返混，保障效果。
具体的，同一区内的两个子区之间用隔墙隔开，并在底部联通。
在一种较佳的实施方式中，每段生物反应器中的厌氧区和缺氧区均设置搅拌装置。
具体的，厌氧区和缺氧区中的每个子区均设有搅拌装置，以加强混合。
本发明的分段进水深度除磷脱氮工艺的有益效果在于：
(1)本发明中污水经过预处理，通过流量分配分段按一定比例分段进入生物反应器，使不同段的生物反应器形成沿进水流程至二沉池的由高而低逐段递减的污泥梯度趋势，减少了生物反应器的容积，节省了一次投资。
(2)每段生物反应器的缺氧段都有原水进入，增加了碳源利用，减少了碳源的投加;节省了内回流，节省了污水厂的运行能耗。
(3)每段生物反应器的配置，采用与传统AAO不同的缺氧区向厌氧区的回流工艺，增强了脱氮除磷的效果，减少除磷药剂投加。
(4)可克服场地问题，可用于某些老厂的提标改造，及新厂建设。普遍适用于大中小型市政污水厂及乡镇一体化污水处理厂。出水氮磷标准可优于目前我国最高的地表IV类标准(总氮可小于8mg/L)，也适用于更严格的下一代除磷脱氮标准。（发明人：安屹立；李旻；陈红瑞；高明；王琛；罗丽）