公布日：2022.08.30
申请日：2022.07.27
分类号：C02F3/30(2006.01)I;C01B25/36(2006.01)I;C01B25/37(2006.01)I
摘要
本发明涉及一种耦合侧流磷回收的城市污水脱氮除磷系统及工艺。本发明的耦合侧流磷回收的城市污水脱氮除磷系统包括主流改良A2O脱氮除磷单元和侧流磷回收单元；所述主流改良A2O脱氮除磷单元完成反硝化脱氮、厌氧释磷、反硝化除磷和好氧吸磷，侧流磷回收单元内投加铝盐或铁盐除磷药剂，生成磷酸盐沉淀产品并进行回收。本发明耦合侧流磷回收的城市污水脱氮除磷工艺克服了协同除磷和后置除磷的弊端，并且通过释磷污泥反硝化除磷提高了生物系统的碳源利用效率，节省了碳源投加量；利用释磷后富磷浊液的SS形成凝聚核心进行快速沉淀，节约了除磷药剂用量；系统结构紧凑、布局合理，实现了高效、经济的脱氮除磷和磷资源的有效回收。
权利要求书
1.一种耦合侧流磷回收的城市污水脱氮除磷系统，其特征在于，包括主流改良A2O脱氮除磷单元和侧流磷回收单元（6）；所述主流改良A2O脱氮除磷单元包括预缺氧池（1）、厌氧池（2）、缺氧池（3）、好氧池（4）和二沉池（5），所述预缺氧池（1）和厌氧池（2）的进口端同时连接城市污水预处理系统的出水口，所述预缺氧池（1）的出口端与所述厌氧池（2）的进口端连接，所述厌氧池（2）的出口端与所述缺氧池（3）的进口端连接，所述缺氧池（3）的出口端与所述好氧池（4）的进口端连接，所述好氧池（4）的出口端与所述二沉池（5）的进口端以及内回流泵（7）的进口端连接，所述二沉池（5）的出泥口与污泥回流泵（8）的进口端连接，所述污泥回流泵（8）的出口端与所述预缺氧池（1）的进口端连接，所述内回流泵（7）的出口端与所述缺氧池（3）的进口端连接；所述侧流磷回收单元（6）包括反应区（6a）和沉淀区（6b），所述反应区（6a）的进口端与磷回收进水泵（9）的出口端连接，所述反应区（6a）的出口端与所述沉淀区（6b）的进口端连接，所述沉淀区（6b）的出口端与所述缺氧池（3）的进口端连接，所述磷回收进水泵（9）的进口端与所述厌氧池（2）的出口端连接。
2.根据权利要求1所述的耦合侧流磷回收的城市污水脱氮除磷系统，其特征在于，所述厌氧池（2）设有厌氧池释磷区（2a）和厌氧池沉淀区（2b），所述厌氧池释磷区（2a）的进口端与所述预缺氧池（1）的出口端及城市污水预处理系统的出水口连接，所述厌氧池释磷区（2a）的出口端与所述厌氧池沉淀区（2b）的进口端及所述磷回收进水泵（9）的进口端连接。
3.根据权利要求2所述的耦合侧流磷回收的城市污水脱氮除磷系统，其特征在于，所述缺氧池（3）设有反硝化除磷区（3a）和反硝化区（3b），所述反硝化除磷区（3a）的进口端与所述厌氧池沉淀区（2b）的出口端及所述内回流泵（7）的出口端连接，所述反硝化除磷区（3a）的出口端与所述反硝化区（3b）的进口端连接，所述反硝化区（3b）的出口端与所述好氧池（4）的进口端连接。
4.根据权利要求3所述的耦合侧流磷回收的城市污水脱氮除磷系统，其特征在于，所述沉淀区（6b）的出口端与所述缺氧池（3）的反硝化区（3b）的进口端连接。
5.根据权利要求2所述的耦合侧流磷回收的城市污水脱氮除磷系统，其特征在于，所述厌氧池释磷区（2a）的中部设置挡流板（10）和可调节闸板（11），所述厌氧池释磷区（2a）的底部设置挡泥板（12），所述厌氧池沉淀区（2b）底部设置第一搅拌器（13）。
6.根据权利要求1所述的耦合侧流磷回收的城市污水脱氮除磷系统，其特征在于，所述反应区（6a）设置第二搅拌器（14），所述沉淀区（6b）设置沉淀斜板（15）。
7.一种耦合侧流磷回收的城市污水脱氮除磷工艺，其特征在于，在权利要求1-6任一项所述的脱氮除磷系统中进行，包括以下步骤：步骤S1、预处理后的部分城市污水和二沉池（5）中的回流污泥进入预缺氧池（1），通过反硝化作用去除回流污泥中的硝酸盐；另一部分城市污水与所述预缺氧池（1）的出水一起进入厌氧池释磷区（2a），进行生物释磷；步骤S2、所述厌氧池释磷区（2a）的出水进入厌氧池沉淀区（2b）进行泥水分离，所述厌氧池沉淀区（2b）的污泥与内回流混合液一起进入缺氧池（3）的反硝化除磷区（3a）进行反硝化吸磷；步骤S3、所述厌氧池释磷区（2a）中的富磷浊液进入侧流磷回收单元（6）的反应区（6a），所述反应区（6a）的出水经过沉淀区（6b）进行沉淀，得到的清液和反硝化除磷区（3a）的出水一起进入缺氧池（3）的反硝化区（3b）；步骤S4、所述反硝化区（3b）出水进入好氧池（4）完成硝化和好氧吸磷；步骤S5、好氧池（4）部分出水经内回流泵（7）进入所述反硝化除磷区（3a），形成内回流，另一部分出水进入二沉池（5）完成泥水分离后，清液由所述二沉池（5）的出水口排出；步骤S6、泥水分离后所述二沉池（5）中的污泥自出泥口排出，经污泥回流泵（8）进入预缺氧池（1），形成外回流。
8.根据权利要求7所述的耦合侧流磷回收的城市污水脱氮除磷工艺，其特征在于，在所述厌氧池释磷区（2a）投加碳源，并调节所述厌氧池释磷区（2a）中部的可调节闸板（11）的开启度，确保所述厌氧池释磷区（2a）中富磷浊液SS为100-300mg/L。
9.根据权利要求7所述的耦合侧流磷回收的城市污水脱氮除磷工艺，其特征在于，调节所述厌氧池沉淀区（2b）中第一搅拌器（13）的旋转方向，使得所述厌氧池沉淀区（2b）内部水流的流动方向与所述厌氧池释磷区（2a）底部出泥方向保持一致。
10.根据权利要求7所述的耦合侧流磷回收的城市污水脱氮除磷工艺，其特征在于，在所述侧流磷回收单元（6）的反应区（6a）内投加铝盐或者铁盐，并调节污水的pH值至6.5-7.0，同步测定上清液中PO43-含量，通过加药量控制，保证所述反应区（6a）的出水中PO43-浓度为1-2mg/L。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种耦合侧流磷回收的城市污水脱氮除磷系统及工艺。本发明的城市污水处理系统具有较高脱氮除磷效能、并可以实现磷的回收，工艺克服了协同除磷和后置除磷的弊端，并且通过释磷污泥反硝化除磷提高生物系统的碳源利用效率，节省了碳源投加量；利用释磷后富磷浊液的SS形成凝聚核心进行快速沉淀，节约了除磷药剂用量；工艺系统结构紧凑、布局合理，实现了高效、经济的脱氮除磷和磷资源的有效回收，回收的磷酸盐产品主要成分为磷酸铝或磷酸铁，磷回收率为30%-65%。
为实现以上技术目的，本发明实施例采用的技术方案是：第一方面，本发明实施例提供了一种耦合侧流磷回收的城市污水脱氮除磷系统，包括主流改良A2O脱氮除磷单元和侧流磷回收单元；所述主流改良A2O脱氮除磷单元包括预缺氧池、厌氧池、缺氧池、好氧池和二沉池，所述预缺氧池和厌氧池的进口端同时连接城市污水预处理系统的出水口，所述预缺氧池的出口端与所述厌氧池的进口端连接，所述厌氧池的出口端与所述缺氧池的进口端连接，所述缺氧池的出口端与所述好氧池的进口端连接，所述好氧池的出口端与所述二沉池的进口端以及内回流泵的进口端连接，所述二沉池的出泥口与污泥回流泵的进口端连接，所述污泥回流泵的出口端与所述预缺氧池的进口端连接，所述内回流泵的出口端与所述缺氧池的进口端连接；所述侧流磷回收单元包括反应区和沉淀区，所述反应区的进口端与磷回收进水泵的出口端连接，所述反应区的出口端与所述沉淀区的进口端连接，所述沉淀区的出口端与所述缺氧池的进口端连接，所述磷回收进水泵的进口端与所述厌氧池的出口端连接。
进一步地，所述厌氧池设有厌氧池释磷区和厌氧池沉淀区，所述厌氧池释磷区的进口端与所述预缺氧池的出口端及城市污水预处理系统的出水口连接，所述厌氧池释磷区的出口端与所述厌氧池沉淀区的进口端及所述磷回收进水泵的进口端连接。
进一步地，所述缺氧池设有反硝化除磷区和反硝化区，所述反硝化除磷区的进口端与所述厌氧池沉淀区的出口端及所述内回流泵的出口端连接，所述反硝化除磷区的出口端与所述反硝化区的进口端连接，所述反硝化区的出口端与所述好氧池的进口端连接。
进一步地，所述沉淀区的出口端与所述缺氧池的反硝化区的进口端连接。
进一步地，所述厌氧池释磷区的中部设置挡流板和可调节闸板，所述厌氧池释磷区的底部设置挡泥板，所述厌氧池沉淀区底部设置第一搅拌器。
进一步地，所述反应区设置第二搅拌器，所述沉淀区设置沉淀斜板。
第二方面，本发明实施例提供了一种耦合侧流磷回收的城市污水脱氮除磷工艺，在上述的脱氮除磷系统中进行，包括以下步骤：步骤S1、预处理后的部分城市污水和二沉池中的回流污泥进入预缺氧池，通过反硝化作用去除回流污泥中的硝酸盐；另一部分城市污水与预缺氧池的出水一起进入厌氧池释磷区，进行生物释磷；步骤S2、所述厌氧池释磷区的出水进入厌氧池沉淀区进行泥水分离，所述厌氧池沉淀区的污泥与内回流混合液一起进入缺氧池的反硝化除磷区进行反硝化吸磷；步骤S3、所述厌氧池释磷区中的富磷浊液进入侧流磷回收单元的反应区，所述反应区的出水经过沉淀区进行沉淀，得到的清液和反硝化除磷区的出水一起进入缺氧池的反硝化区；步骤S4、所述反硝化区出水进入好氧池完成硝化和好氧吸磷；步骤S5、好氧池部分出水经内回流泵进入所述反硝化除磷区，形成内回流，另一部分出水进入二沉池完成泥水分离后，清液由所述二沉池的出水口排出；步骤S6、泥水分离后所述二沉池中的污泥自出泥口排出，经污泥回流泵进入预缺氧池，形成外回流。
进一步地，在所述厌氧池释磷区投加碳源，并调节所述厌氧池释磷区中部的可调节闸板的开启度，确保所述厌氧池释磷区中富磷浊液SS为100-300mg/L。
进一步地，调节所述厌氧池沉淀区中第一搅拌器的旋转方向，使得所述厌氧池沉淀区内部水流的流动方向与所述厌氧池释磷区底部出泥方向保持一致。
进一步地，在所述侧流磷回收单元的反应区内投加铝盐或者铁盐，并调节污水的pH值至6.5-7.0，同步测定上清液中PO43-含量，通过加药量控制，保证所述反应区的出水中PO43-浓度为1-2mg/L。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：（1）本发明将污水生物脱氮除磷和磷回收进行了有机耦合，构建了一种低碳型城镇污水处理新工艺系统，可同时实现生物系统高效、经济的脱氮除磷和磷资源的有效回收。
（2）采用引入侧流的方式进行磷回收，磷回收后的反应区清液参与后续生物反应，克服了协同除磷工艺化学沉淀与生物菌落混合，影响生物脱氮除磷效果的弊端。
（3）厌氧池的磷酸盐浓度较高，通过化学沉淀的方法可以将磷酸盐进行更高效的去除并回收，结合控制释磷液静沉后上部富磷浊液的SS（悬浮物）浓度，利用SS形成凝聚核心，可进一步降低铁盐或铝盐的使用量，避免了后置化学除磷工艺药剂损耗高的缺点。
（4）本发明将碳源投加于主流改良A2O脱氮除磷生物单元的厌氧池，一方面强化了污泥的释磷效果，另一方面厌氧释磷后的活性污泥富含PHA（聚羟基烷酸），是微生物胞内碳源，再回流至改良A2O脱氮除磷工艺单元的缺氧池，强化了系统的反硝化吸磷功能，节省了生物系统碳源投加量。
（5）本发明的主流改良A2O脱氮除磷单元的厌氧池同时具有释磷和泥水分离功能，结构紧凑，节约了占地面积，简化了管线布局。
（6）本发明在污水处理的主流采用含有预缺氧池的改良A2O工艺，避免了回流污泥中的硝酸盐对厌氧池释磷的影响，提高了后续磷酸盐的回收率。
（7）在侧流磷回收单元的沉淀区回收磷酸盐产品，主要成分为磷酸铝或磷酸铁，磷回收率为30%-65%。
（发明人：孙永利;夏琼琼;李鹏峰;尚巍）