公布日：2022.04.15
申请日：2021.12.28
分类号：C02F9/14(2006.01)I;C02F101/10(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本发明属于污水处理技术领域，涉及一种用于污水处理的脱氮除磷系统及工艺。针对现有技术中污水脱氮除磷工艺构筑物占地大、后段生化处理负荷高以及不同污泥不能分开处理的技术问题，本方案采用在好氧池中设置活性污泥分离装置；并在好氧池和预处理池之间设活性污泥混合液回流管路，好氧池和缺氧池之间设好氧液回流管路；设置水解酸化池，水解酸化池和预处理池之间设上清液回流管路。高度集成的系统可实现污水处理工艺构筑物和设备的精简，降低建设成本，有效促使系统中的污泥浓度达到较高水平，提高生化处理能力。
权利要求书
1.一种用于污水处理的脱氮除磷系统，包括依次设置的预处理池、厌氧池、缺氧池、好氧池和磁分离装置；所述缺氧池和所述厌氧池之间设有缺氧液回流管路；所述缺氧池和所述磁分离装置之间设有污泥回流管路，其特征在于：所述好氧池中设置活性污泥分离装置，所述好氧池和所述预处理池之间设有活性污泥混合液回流管路，所述好氧池和所述缺氧池之间设有好氧液回流管路；还包括水解酸化池，所述水解酸化池连接预处理池，所述水解酸化池和所述预处理池之间设有上清液回流管路；所述缺氧液回流管路连接所述缺氧池的后段和所述厌氧池的前段；所述上清液回流管路一端设置在所述预处理池的前段。
2.根据权利要求1所述的一种用于污水处理的脱氮除磷系统，其特征在于：所述磁分离装置为磁微滤装置或磁沉淀装置。
3.一种用于污水处理的脱氮除磷工艺，其特征在于：使用权利要求1-2任一项所述的用于污水处理的脱氮除磷系统，包括如下步骤：将污水依次通过所述预处理池、厌氧池、缺氧池、好氧池和磁分离装置处理；将所述预处理池中的絮凝污泥引入所述水解酸化池，水解酸化后得上清液，将所述上清液通过所述上清液回流管路，回流至所述预处理池；污水在所述好氧池中经活性污泥分离装置处理后得活性污泥混合液和好氧液，将所述活性污泥混合液通过所述活性污泥混合液回流管路，回流至所述预处理池；将所述好氧液通过所述好氧液回流管路，回流至所述缺氧池；将经所述缺氧池处理后的缺氧液通过所述缺氧液回流管路，回流至所述厌氧池；将经所述磁分离装置处理后的污泥通过所述污泥回流管路，回流至所述缺氧池。
4.根据权利要求3所述的一种用于污水处理的脱氮除磷工艺，其特征在于：还包括分别收集所述预处理池产生的预处理污泥、好氧池产生的生化污泥和磁分离装置产生的物化污泥的步骤。
5.根据权利要求4所述的一种用于污水处理的脱氮除磷工艺，其特征在于：还包括将所述预处理污泥应用于建筑材料的步骤。
6.根据权利要求4所述的一种用于污水处理的脱氮除磷工艺，其特征在于：还包括将所述生化污泥应用于有机肥料、干化焚烧或厌氧消化的步骤。
7.根据权利要求4所述的一种用于污水处理的脱氮除磷工艺，其特征在于：还包括将所述物化污泥应用于建筑材料、滤料或絮凝剂的步骤。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
针对现有技术中污水脱氮除磷工艺构筑物占地大、后段生化处理负荷高以及不同污泥不能分开处理的技术问题，本方案采用在好氧池中设置活性污泥分离装置；并在在好氧池和预处理池之间设活性污泥混合液回流管路，好氧池和缺氧池之间设好氧液回流管路；设置水解酸化池，水解酸化池和预处理池之间设上清液回流管路。高度集成的系统可实现污水处理工艺构筑物和设备的精简，降低建设成本，有效促使系统中的污泥浓度达到较高水平，提高生化处理能力。
2.技术方案
为达到上述目的，提供的技术方案为：
本发明的一种用于污水处理的脱氮除磷系统，包括依次设置的预处理池、厌氧池、缺氧池、好氧池和磁分离装置；所述缺氧池和所述厌氧池之间设有缺氧液回流管路；所述缺氧池和所述磁分离装置之间设有污泥回流管路；
所述好氧池中设置活性污泥分离装置，所述好氧池和所述预处理池之间设有活性污泥混合液回流管路，所述好氧池和所述缺氧池之间设有好氧液回流管路；
还包括水解酸化池，所述水解酸化池连接预处理池，所述水解酸化池和所述预处理池之间设有上清液回流管路。
预处理池中快速沉淀方法有效去除颗粒态的和胶体态的有机物、COD、TP、TN等，经过水解酸化池后上清液回流至系统有效降低后段生化工艺有机负荷，在提高污染物去除效果的同时降低运营成本，减小构筑物占地面积，缩短建设工期。
进一步地，所述缺氧液回流管路连接所述缺氧池的后段和所述厌氧池的前段。
进一步地，所述上清液回流管路一端设置在所述预处理池的前段。
进一步地，所述磁分离装置为磁微滤装置或磁沉淀装置。
一种用于污水处理的脱氮除磷工艺，使用所述的用于污水处理的脱氮除磷系统，包括如下步骤：
将污水依次通过所述预处理池、厌氧池、缺氧池、好氧池和磁分离装置处理。
将所述预处理池中的絮凝污泥引入所述所述水解酸化池，水解酸化后得上清液，将所述上清液通过所述上清液回流管路，回流至所述预处理池。
预处理池通过投加助凝剂及活性污泥吸附，可在系统最前段以絮凝沉淀方法实现颗粒态的和胶体态的COD、TP、TN的快速去除，此时，沉淀污泥中胶体状的COD进入水解酸化池，经水解酸化过程后转化为生物易降解的小分子有机物，随上清液回流至预处理池，提高可生化性并有效降低好氧池的有机负荷。经过预处理的污水随即进入厌氧池，在厌氧池中厌氧微生物利用小分子有机物使磷得到充分释放。
污水在所述好氧池中经活性污泥分离装置处理后得活性污泥混合液和好氧液，将所述活性污泥混合液通过所述活性污泥混合液回流管路，回流至所述预处理池；将所述好氧液通过所述好氧液回流管路，回流至所述缺氧池；活性污泥混合液为经过污泥分离装置后含有活性污泥沉淀的混合液，好氧液为含有较多硝酸盐的活性污泥液体，此阶段中，活性污泥混合液的吸附作用有助于絮凝沉淀反应进行，从而缩短絮凝沉淀时间，实现快速沉淀，而好氧池中氨氮氧化产生的硝酸盐(好氧液)回流至缺氧池中通过反硝化还原为氮气，实现总氮的去除。
缺氧池及好氧池分别以反硝化作用及硝化作用实现总氮及氨氮的去除并完成磷的超量吸收，由此完成高效的脱氮除磷。好氧污泥分离系统高度集成，内设活性污泥分离装置，利用三相分离原理实现污泥的快速分离，分离液进入后段物化处理段——磁分离装置。物化处理段采用磁分离工艺，有效去除SS、COD及TP。
将经所述缺氧池处理后的缺氧液通过所述缺氧液回流管路，回流至所述厌氧池；缺氧液中含有的硝酸盐已经通过反硝化作用使浓度降低，由此避免了NO3-N对厌氧段聚磷菌释磷的干扰，使厌氧池的功能得到充分发挥，可提高磷的去除率。
将经所述磁分离装置处理后的污泥通过所述污泥回流管路，回流至所述缺氧池。污泥回流使得系统内污泥浓度保持较高水平。
进一步地，还包括分别收集所述预处理池产生的预处理污泥、好氧池产生的生化污泥和磁分离装置产生的物化污泥的步骤。在污水处理工艺中利用预处理池与水解酸化池组成的预处理系统产生第一段污泥，主要以无机污泥为主；在好氧池中设置活性污泥分离装置产生第二段污泥，即生化污泥，主要以有机污泥为主；磁分离装置，深度处理产生第三段污泥，即物化污泥，主要以含有絮凝剂成分的化学污泥为主。通过污水处理工艺的设置，促使污泥分质分类，不同性质的污泥采用不同的处理方式分类处理，有效解决常规污水处理工艺中污泥组分复杂，砂粒含量高，有机质含量低，无机金属盐含量高，导致处理效率低，污泥处理成本高的问题。
进一步地，还包括将所述预处理污泥应用于建筑材料的步骤。
进一步地，还包括将所述生化污泥应用于有机肥料、干化焚烧或厌氧消化的步骤。
进一步地，还包括将所述物化污泥应用于建筑材料、滤料或絮凝剂的步骤。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：
(1)本发明的一种用于污水处理的脱氮除磷系统，提供了一种新型活性污泥法污水处理的MMflo-OxygenSludgeSeparator(MOSS)工艺，包括预处理池、厌氧池、缺氧池、好氧池、磁分离装置和水解酸化池，应用于城镇污水处理中。高度集成的MOSS工艺取消了UCT等传统工艺中的二沉池，因而可实现污水处理工艺构筑物和设备的精简，按照现有工艺设计规范，二沉池占总体面积约35-50％，取消二沉池降低了建设成本。原UCT工艺中，二沉池中的活性污泥回流到缺氧段，并有效促使生化池中的污泥浓度达到较高水平，提高生物处理能力。本申请取消了二沉池的MOSS工艺，在好氧池中设置活性污泥分离装置，高度集成，好氧池中下部含有大部分活性污泥的好氧液通过好氧液回流管路回流到缺氧池，保证了整个系统中的污泥浓度达到要求，同时创新的将好氧池中经过污泥分离装置的活性污泥混合液回流至前端的预处理池，活性污泥混合液可起到絮凝作用，帮助快速沉淀去除颗粒态的和胶体态的COD、TP、TN等。为了解决取消二沉池带来的后段工艺负荷过高，在预处理池的前端加装水解酸化池经过水解酸化池后上清液回流至系统有效降低后段生化工艺有机负荷。最后结合后段磁微滤系统，通过化学除磷与前端生物处理方法有效提高除磷能力，保证整个系统的脱氮除磷效果，整个系统为有机的统一整体。
(2)本发明的一种用于污水处理的脱氮除磷工艺，包含三段混合液回流、一段上清液回流以及一段污泥回流。好氧池中好氧液回流至缺氧池，此阶段中，好氧池中氨氮氧化产生的硝酸盐回流至缺氧池中通过反硝化还原为氮气，实现总氮的去除，同时保证整个系统中的活性污泥浓度达到要求。缺氧液回流为缺氧池后段回流至厌氧池前段，缺氧液中含有的硝酸盐已经通过反硝化作用使浓度降低，由此避免了NO3-N对厌氧段聚磷菌释磷的干扰，使厌氧池的功能得到充分发挥，可提高磷的去除率。活性污泥混合液回流为好氧污泥分离系统混合液回流至预处理池，活性污泥的吸附作用有助于絮凝沉淀反应进行，从而缩短絮凝沉淀时间，实现快速沉淀。上清液回流为水解酸化池中上清液回流至预处理池前段，随进水进入系统。该阶段上清液中含有大量的小分子有机物，提高可生化性并有效降低生化好氧池的有机负荷。污泥回流段为磁微滤系统污泥回流至缺氧池前段，使得生化系统内污泥浓度保持较高水平。
（发明人：张宁迁;张令;金爽;王余;侯松;赵云松）