公布日：2023.12.05
申请日：2023.09.22
分类号：C02F3/30(2023.01)I;C02F3/28(2023.01)I;C02F3/34(2023.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/38(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N;C02F101/10(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种利用硫自养反硝化协同强化低C/N比污水脱氮的系统及方法，进水管道与厌氧池的入口相连通，厌氧池的出口与缺氧池的入口相连通，缺氧池的出口分为两路，其中一路与自养反硝化池/反应器的入口相连通，另一路与好氧池的入口相连通，自养反硝化池/反应器的出口与好氧池的入口及自养反硝化池/反应器的入口相连通，好氧池的出口与沉淀池的入口及缺氧池的入口相连通，沉淀池的出水口与出水管道相连通，沉淀池的底部污泥出口分为两路，其中一路与污泥排出管道相连通，另一路与厌氧池的入口相连通，该系统及方法能够避免因外加碳源而产生的剩余污泥及可能出现的COD超标风险。
权利要求书
1.一种利用硫自养反硝化协同强化低C/N比污水脱氮的系统，其特征在于，包括污泥排出管道、进水管道、厌氧池(1)、缺氧池(2)、自养反硝化池/反应器(3)、好氧池(4)及沉淀池(5)；进水管道与厌氧池(1)的入口相连通，厌氧池1的出口与缺氧池(2)的入口相连通，缺氧池(2)的出口分为两路，其中一路与自养反硝化池/反应器(3)的入口相连通，另一路与好氧池(4)的入口相连通，自养反硝化池/反应器(3)的出口与好氧池(4)的入口及自养反硝化池/反应器(3)的入口相连通，好氧池(4)的出口与沉淀池(5)的入口及缺氧池(2)的入口相连通，沉淀池(5)的出水口与出水管道相连通，沉淀池(5)的底部污泥出口分为两路，其中一路与污泥排出管道相连通，另一路与厌氧池(1)的入口相连通。
2.根据权利要求1所述的利用硫自养反硝化协同强化低C/N比污水脱氮的系统，其特征在于，缺氧池(2)的出口分为两路，其中一路经自养反硝化泵(2-2)与自养反硝化池/反应器(3)的入口相连通，另一路经异养反硝化泵(2-1)与好氧池(4)的入口相连通。
3.根据权利要求1所述的利用硫自养反硝化协同强化低C/N比污水脱氮的系统，其特征在于，沉淀池(5)的底部污泥出口经污泥泵(5-1)与厌氧池(1)的入口相连通。
4.根据权利要求1所述的利用硫自养反硝化协同强化低C/N比污水脱氮的系统，其特征在于，好氧池(4)的出口经硝化液回流泵(4-1)与缺氧池(2)的入口相连通。
5.根据权利要求1所述的利用硫自养反硝化协同强化低C/N比污水脱氮的系统，其特征在于，自养反硝化池/反应器(3)的出口经自养泵(3-1)与自养反硝化池/反应器(3)的入口相连通。
6.根据权利要求1所述的利用硫自养反硝化协同强化低C/N比污水脱氮的系统，其特征在于，还包括曝气设备，其中，曝气设备与好氧池(4)相连通。
7.一种利用硫自养反硝化协同强化低C/N比污水脱氮的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)厌氧池(1)输出的污水与好氧池(4)输出的部分回流的硝化液汇合后进入缺氧池(2)中，在缺氧池(2)中，异养反硝化细菌利用水中的有机物为电子供体进行低C/N比污水的脱氮反应，将污水中部分硝态氮还原为氮气；2)将含有硝态氮的缺氧池(2)输出的水分为两路，其中一路进入到好氧池(4)中进行聚磷菌超量吸磷、残余有机物降解、有机氮与氨氮氧化；另一路进入自养反硝化池/反应器(3)中继续进行自养脱氮反应，在自养反硝化池/反应器(3)中，利用自养型反硝化细菌进行脱氮反应，同时投加单质硫磺颗粒作为自养反硝化细菌的电子供体，依靠水力冲刷加快单质硫磺颗粒的溶解；3)自养反硝化池/反应器(3)输出的上清液分为两路，其中一路返回至自养反硝化池/反应器(3)的入口处，另一路进入到好氧池(4)中；4)在好氧池(4)中，将污水中的有机氮及氨氮氧化为硝态氮，好氧池(4)输出的水分为两路，其中一路作为回流的消化液进入到缺氧池(2)中，另一路进入沉淀池(5)进行泥水分离，沉淀池(5)底部的污泥分为两路，其中一路作为活性污泥回流至厌氧池(1)中，另一路作为剩余污泥进行外排处理。
8.根据权利要求7所述的利用硫自养反硝化协同强化低C/N比污水脱氮的方法，其特征在于，厌氧池(1)输出至缺氧池(2)中的水量与好氧池(4)回流至缺氧池(2)中硝化液的量的比例为1:2～4。
9.根据权利要求7所述的利用硫自养反硝化协同强化低C/N比污水脱氮的方法，其特征在于，缺氧池(2)的出水中，进入到自养反硝化池/反应器(3)的水量占缺氧池(2)出水总量的70％-90％。
10.根据权利要求7所述的利用硫自养反硝化协同强化低C/N比污水脱氮的方法，其特征在于，单质硫磺颗粒的平均粒径为1.0-2.0mm。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种利用硫自养反硝化协同强化低C/N比污水脱氮的系统及方法，该系统及方法能够避免因外加碳源而产生的剩余污泥及可能出现的COD超标风险。
为达到上述目的，本发明公开了一种利用硫自养反硝化协同强化低C/N比污水脱氮的系统，包括污泥排出管道、进水管道、厌氧池、缺氧池、自养反硝化池/反应器、好氧池及沉淀池；
进水管道与厌氧池的入口相连通，厌氧池的出口与缺氧池的入口相连通，缺氧池的出口分为两路，其中一路与自养反硝化池/反应器的入口相连通，另一路与好氧池的入口相连通，自养反硝化池/反应器的出口与好氧池的入口及自养反硝化池/反应器的入口相连通，好氧池的出口与沉淀池的入口及缺氧池的入口相连通，沉淀池的出水口与出水管道相连通，沉淀池的底部污泥出口分为两路，其中一路与污泥排出管道相连通，另一路与厌氧池的入口相连通。
缺氧池的出口分为两路，其中一路经自养反硝化泵与自养反硝化池/反应器的入口相连通，另一路经异养反硝化泵与好氧池的入口相连通。
沉淀池的底部污泥出口经污泥泵与厌氧池的入口相连通。
好氧池的出口经硝化液回流泵与缺氧池的入口相连通。
自养反硝化池/反应器的出口经自养泵与自养反硝化池/反应器的入口相连通。
还包括曝气设备，其中，曝气设备与好氧池相连通。
本发明所述的利用硫自养反硝化协同强化低C/N比污水脱氮的方法包括以下步骤：
1)厌氧池输出的污水与好氧池输出的部分回流的硝化液汇合后进入缺氧池中，在缺氧池中，异养反硝化细菌利用水中的有机物为电子供体进行低C/N比污水的脱氮反应，将污水中部分硝态氮还原为氮气；
2)将含有硝态氮的缺氧池输出的水分为两路，其中一路进入到好氧池中进行聚磷菌超量吸磷、残余有机物降解、有机氮与氨氮氧化；另一路进入自养反硝化池/反应器中继续进行自养脱氮反应，在自养反硝化池/反应器中，利用自养型反硝化细菌进行脱氮反应，同时投加单质硫磺颗粒作为自养反硝化细菌的电子供体，依靠水力冲刷加快单质硫磺颗粒的溶解；
3)自养反硝化池/反应器输出的上清液分为两路，其中一路返回至自养反硝化池/反应器的入口处，另一路进入到好氧池中；
4)在好氧池中，将污水中的有机氮及氨氮氧化为硝态氮，好氧池输出的水分为两路，其中一路作为回流的消化液进入到缺氧池中，另一路进入沉淀池进行泥水分离，沉淀池底部的污泥分为两路，其中一路作为活性污泥回流至厌氧池中，另一路作为剩余污泥进行外排处理。
厌氧池输出至缺氧池中的水量与好氧池回流至缺氧池中硝化液的量的比例为1:2～4。
缺氧池的出水中，进入到自养反硝化池/反应器的水量占缺氧池出水总量的70％-90％。
单质硫磺颗粒的平均粒径为1.0-2.0mm。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的利用硫自养反硝化协同强化低C/N比污水脱氮的系统及方法在具体操作时，通过在异养反硝化出水路径上设置自养反硝化池/反应器，构建自养反硝化脱氮单元，利用硫自养反硝化实现低C/N比污水在异养反硝化过程中剩余硝态氮的去除，有效解决常规工艺面对低C/N比污水在低碳条件下脱氮效果差的问题，并避免额外碳源的添加以及因其产生的额外剩余污泥的增加和处置；同时通过在自养反硝化池/反应器处设置回流，提高工艺在低C/N比污水水质波动下系统的稳定性及灵活性。同时需要说明的是，自养反硝化池/反应器可直接设置污水处理系统旁路处且对安装环境无特殊要求，无需对原始污水处理系统进行大幅改造，易于工程实现和控制，工程改造投资较小。
（发明人：张明宽;刘亚鹏;毛进;王璟;郭娉;李亚娟;周明飞;逯佳琪;闫升;吴火强;刘成龙;张加庚）