申请日2020.11.19
公开（公告）日2021.07.20
IPC分类号C02F9/14; C02F101/10; C02F101/16
摘要
本实用新型公开了一种污水脱氮除磷处理系统，涉及污水处理设备技术领域，包括依次连接的格栅池、厌氧折流板反应器、MBR反应器和硫自养反硝化反应器；厌氧折流板反应器包括至少三个依次设置的反应室；第一个反应室内设置有搅拌器；最后一个反应室设置有与第一个反应室连通的污泥回流机构；MBR反应器包括MBR反应池、膜生物反应器和曝气机构；MBR反应池包括通过隔板分割的反应区和沉淀区；膜生物反应器设置在反应区内；沉淀区设置有与第一个反应室连通的硝化液和污泥回流管道。本实用新型通过厌氧折流板反应器与MBR反应器组成耦合的脱氮除磷工艺，并接入硫自养反硝化反应器进行进一步深度脱氮除磷，实现系统排水可达到地方一级A标准。
权利要求书
1.一种污水脱氮除磷处理系统，其特征在于：包括依次连接的格栅池、厌氧折流板反应器、MBR反应器和硫自养反硝化反应器；所述厌氧折流板反应器包括至少三个依次设置的反应室；第一个所述反应室内设置有搅拌器；最后一个所述反应室设置有与第一个所述反应室连通的污泥回流机构；所述MBR反应器包括MBR反应池、膜生物反应器和曝气机构；所述MBR反应池包括通过隔板分割的反应区和沉淀区；所述膜生物反应器设置在反应区内；所述沉淀区设置有与第一个所述反应室连通的硝化液和污泥回流管道；所述曝气机构设置在膜生物反应器的下方且外接气泵。
2.根据权利要求1所述的一种污水脱氮除磷处理系统，其特征在于：所述厌氧折流板反应器包括与MBR反应池连接的ABR反应池，所述ABR反应池通过分隔侧壁分为至少三个反应室；所述分隔侧壁与MBR反应池的顶面具有间距；所述反应室的分隔侧壁呈阶梯式设置；每个所述反应室内设置有通过分隔板分隔开来的导流区和厌氧区；所述分隔板的下端与MBR反应池的底部具有间距，且所述分隔板的下端向厌氧区一侧倾斜。
3.根据权利要求1所述的一种污水脱氮除磷处理系统，其特征在于：所述硫自养反硝化反应器包括硫自养反应器和安装在硫自养反应器内的填料柱、至少一个填料筒；所述填料筒与填料柱同心设置；所述填料筒侧壁为镂空结构；所述填料柱的高度低于填料筒的高度；所述硫自养反应器上设置有进水口、溢流槽和多个水质检测口；所述进水口位于填料柱下方且与填料柱连通；所述溢流槽沿硫自养反应器侧壁周向设置；所述填料柱内填充有黄铁矿颗粒；所述填料筒内填充有生物填料球；所述硫自养反应器上端面设置有多个排气口。
4.根据权利要求3所述的一种污水脱氮除磷处理系统，其特征在于：所述生物填料球包括镂空的塑料壳体、填充在塑料壳体内的单质硫颗粒。
5.根据权利要求4所述的一种污水脱氮除磷处理系统，其特征在于：所述生物填料球中还填充有石灰石；所述单质硫颗粒与石灰石的质量比为3~4:1。
6.根据权利要求4所述的一种污水脱氮除磷处理系统，其特征在于：所述填料柱内的黄铁矿颗粒的粒径为10~15mm；所述生物填料球内单质硫颗粒的粒径为2~2.5mm。
7.根据权利要求3~6任一项所述的一种污水脱氮除磷处理系统，其特征在于：所述填料筒和填料柱之间设置有环形的氮气逸散区。
8.根据权利要求3~6任一项所述的一种污水脱氮除磷处理系统，其特征在于：所述填料筒与硫自养反应器之间还设置有细砂过滤筒，所述细砂过滤筒与填料筒同圆心设置；所述细砂过滤筒内填充有至少两层细砂；每层细砂之间通过砾石承托；所述细砂的粒径不超过1.0mm；所述砾石的粒径不超过10mm。
9.根据权利要求8所述的一种污水脱氮除磷处理系统，其特征在于：所述细砂过滤筒与相邻的填料筒之间设置有导流板组，所述导流板组包括若干向细砂过滤筒方向倾斜向下且相互平行的导向板。
10.根据权利要求9所述的一种污水脱氮除磷处理系统，其特征在于：所述细砂过滤筒内侧壁上部镂空设置；细砂过滤筒的外侧壁的下部镂空设置。
说明书
一种污水脱氮除磷处理系统
技术领域
本实用新型涉及生活污水处理技术领域，具体涉及一种污水脱氮除磷处理系统。
背景技术
生物处理技术是现代污水处理应用最广泛的方法之一。氮污染是水污染的一个重要原因，生活污水中都含有一定的氮，因此在进行污水处理过程中，进行脱氮处理几乎是必备的处理步骤。
常用的生物脱氮过程由硝化反应和反硝化反应组成。在硝化反应中，污水中的生物氮经过氨化反应生成氨氮，再经过化能自养菌的作用下，经亚硝氮转化为硝态氮；在反硝化反应中，在缺氧条件下，硝态氮作为电子受体，有机物作为电子供体，由反硝化的异养菌将硝态氮还原为氮气，排入大气，实现对污水中总氮的去除。
传统的生物脱氮工艺如A2/O等主要依靠内回流的作用来进行脱氮，脱氮效率难以进一步提高，且动力成本较高，脱氮处理后出水质量难以达到一级A标准。为了提高出水质量，现部分污水处理厂在传统生物脱氮工艺之后再连接二级出水脱氮设备，如反硝化生物滤池，进行反硝化工艺，以提高出水质量，达到一级A标准。
常用的反硝化工艺包括异养反硝化和自养反硝化，但异养反硝化用于二级出水脱氮工艺时，由于污水中碳源不足，需要额外投加有机物来提供碳源，且需要精确投加，避免有机物投加不足影响脱氮效果或者有机物投加过量造成浪费并影响出水水质。
自养反硝化是依靠无机物作为电子供体，以无机碳化合物作为碳源的氧化还原反应释放能量来脱氮。其中硫自养反硝化工艺，以硫或者硫化物为电子供体，以硝酸盐为电子受体将硝氮还原为氮气，其硝氮去除效率高，无需外加碳源，降低药剂费用且出水中无过剩有机物存在的可能性，污泥产量也较低。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术，提供了一种污水脱氮除磷处理系统，通过厌氧折流板反应器与MBR反应器组成耦合的脱氮除磷工艺，并接入硫自养反硝化反应器进行进一步深度脱氮除磷，实现系统排水可达到地方一级A标准。
本实用新型通过下述技术方案实现：所述一种污水脱氮除磷处理系统，包括依次连接的格栅池、厌氧折流板反应器、MBR反应器和硫自养反硝化反应器；所述厌氧折流板反应器包括至少三个依次设置的反应室；第一个所述反应室内设置有搅拌器；最后一个所述反应室设置有与第一个所述反应室连通的污泥回流机构；所述MBR反应器包括MBR反应池、膜生物反应器和曝气机构；所述MBR反应池包括通过隔板分割的反应区和沉淀区；所述膜生物反应器设置在反应区内；所述沉淀区设置有与第一个所述反应室连通的硝化液和污泥回流管道；所述曝气机构设置在膜生物反应器的下方且外接气泵。
上述技术方案中，进入系统的城镇污水依次通过格栅池过滤、厌氧折流板反应器进行厌氧反应，并通过MBR反应器回流回来的硝化液提供电子受体，进行除氮；然后再通过MBR膜反应器中的生物膜外依次附着着厌氧、缺氧、好氧三层微生物，反硝化除磷主要发生在MBR膜反应器缺氧和厌氧两层，再通过硫自养反硝化反应器进行深度脱氮除磷，实现城镇污水的深度脱氮除磷，使该系统排出的出水可达到地方A级排水标准。
在上述技术方案中，所述厌氧折流板反应器中设置的搅拌器对注入的城镇污水与回流的污泥进行搅拌充分混合；同时每个反应室均密封，使每个反应室均为严格的厌氧/缺氧环境，实现反硝化除磷；同时MBR反应池中，城镇污水经过曝气和膜生物反应器反应过滤后，发生硝化反应，反应生成的硝化液回流至ABR工艺的反应器中，为反硝化除磷提供电子受体，实现反硝化除磷，并同时实现硝化液的反硝化。同时，MBR工艺中的膜生物反应器可实现自养脱氮，并可以对厌氧折流板反应器和MBR反应池中的微生物实现生物截流，避免微生物流失。在上述技术方案中，经过厌氧折流板反应器和MBR反应器再进入硫自养反硝化反应器中，进一步进行除磷脱氮反应，实现出水达到A级出水标准。
进一步地，所述厌氧折流板反应器包括与MBR反应池连接的ABR反应池，所述ABR反应池通过分隔侧壁分为至少三个反应室；所述分隔侧壁与MBR反应池的顶面具有间距，使城镇污水从分隔侧壁的上方溢流至下一个反应室或者MBR反应池，所述反应室的分隔侧壁呈阶梯式设置；每个所述反应室内设置有通过分隔板分隔开来的导流区和厌氧区；所述分隔板的下端与MBR反应池的底部具有间距，且所述分隔板的下端向厌氧区一侧倾斜，使上一个反应室溢流出的水通过分隔板导流，从ABR反应池的底面进入这一反应室的厌氧区。
进一步地，所述硫自养反硝化反应器包括硫自养反应器和安装在硫自养反应器内的填料柱、至少一个填料筒；所述填料筒与填料柱同心设置；所述填料筒侧壁为镂空结构；所述填料柱的高度低于填料筒的高度；所述硫自养反应器上设置有进水口、溢流槽和多个水质检测口；所述进水口位于填料柱下方且与填料柱连通；所述溢流槽沿硫自养反应器侧壁周向设置；所述填料柱内填充有黄铁矿颗粒；所述填料筒内填充有生物填料球；所述硫自养反应器上端面设置有多个排气口。
上述技术方案中，经过格栅、过滤硝化的污水从填料柱下端的进水口进入挂膜成功的填料柱，脱氮硫杆菌以填料柱内的黄铁矿作为电子供体，污水中的硝氮或者亚硝氮作为电子受体，进行自养反硝化，将黄铁矿中的硫化物氧化的同时将污水中的硝酸根和亚硝酸根还原为氮气溢出，实现脱氮。同时，黄铁矿的主要成分硫化亚铁在脱氮过程中，生成氢氧化亚铁或者氢氧化铁，可以与污水中的磷反应生成沉淀，实现同步除磷。
进一步地，所述生物填料球包括镂空的塑料壳体、填充在塑料壳体内的单质硫颗粒。
在上述技术方案中，污水先经过填料柱除氮脱磷，再进入填料筒，进一步脱氮，其脱氮原理为：填料筒内的脱氮硫杆菌以填料柱内的单质硫作为电子供体，污水中的未反应完全的硝氮或者亚硝氮作为电子受体，进行自养反硝化。由于在填料柱中生成有氢氧化亚铁或氢氧化铁，其随着水流进入填料筒内，可以中和单质硫作为电子供体过程中生成的氢离子，使整个反应器中的pH值不会降低，影响脱氮硫杆菌的生长活性。
进一步地，所述生物填料球中还填充有石灰石；所述单质硫颗粒与石灰石的质量比为3~4:1。填充的石灰石用于弥补氢氧化亚铁或氢氧化铁不足。
进一步地，所述填料柱内的黄铁矿颗粒的粒径为10~15mm；所述生物填料球内单质硫颗粒的粒径为2~2.5mm。
进一步地，所述填料筒和填料柱之间设置有环形的氮气逸散区，使生成的氮气逸散出去。
进一步地，所述填料筒与硫自养反应器之间还设置有细砂过滤筒，所述细砂过滤筒与填料筒同圆心设置；所述细砂过滤筒内填充有至少两层细砂；每层细砂之间通过砾石承托；所述细砂的粒径不超过1.0mm；所述砾石的粒径不超过10mm。
进一步地，所述细砂过滤筒与相邻的填料筒之间设置有导流板组，所述导流板组包括若干向细砂过滤筒方向倾斜向下且相互平行的导向板。
进一步地，所述细砂过滤筒内侧壁上部镂空设置；细砂过滤筒的外侧壁的下部镂空设置，使污水从细砂过滤筒内侧壁的下部进入细砂，再通过细砂过滤筒的外侧壁上部流出，使过滤效果更好，提高出水质量。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
（1）本实用新型所提供的一种污水脱氮除磷处理系统，通过厌氧折流板反应器与MBR反应器组成耦合的脱氮除磷工艺，并接入硫自养反硝化反应器进行进一步深度脱氮除磷，实现系统排水可达到地方一级A标准。
（2）本实用新型所提供的一种污水脱氮除磷处理系统的硫自养反硝化反应器，通过采用同轴设置的填料柱和填料筒去除经过硝化的污水中的硝化氮；其中填料柱和填料筒内均通过反硝化实现污水多级脱氮。
（3）本实用新型所提供的一种污水脱氮除磷处理系统的硫自养反硝化反应器在填充柱内填充黄铁矿颗粒，通过硫自养反硝化反应去除污水中的硝化氮，无需额外添加碳源；同时黄铁矿在进行硫自养反硝化反应时生成的氢氧化铁或者氢氧化亚铁可以中和填料筒进行硫自养反硝化反应中单质硫作为电子受体时产生的氢离子，避免填料筒内的pH值下降，影响脱氮硫杆菌的活性和繁殖。
（4）本实用新型所提供的一种污水脱氮除磷处理系统的硫自养反硝化反应器在填料柱内进行硫自养反硝化反应生产的氢氧化铁或者氢氧化亚铁还可以吸附污水中的磷，实现污水除磷，达到良好的脱氮除磷效果。
（5）本实用新型所提供的一种污水脱氮除磷处理系统的硫自养反硝化反应器在填料柱和填料筒之间设置有间隙，使污水中的污泥沉淀；氢氧化亚铁、氢氧化铁与污水中的磷生成的磷酸铁、磷酸亚铁等沉淀；同时便于氮气溢出，进而使出水水质更好。
（6）本实用新型所提供的一种污水脱氮除磷处理系统的硫自养反硝化反应器在填料筒的外侧设置有细砂过滤筒，过滤经过反硝化的出水，通过多层细砂过滤，进一步提高出水质量，使其符合四川省水质标准。
（发明人：孙晓蕾;沈丹杰;钟亚萍;高亚琳;牟菁;蒋沛廷;邱恋）