公布日：2024.04.26
申请日：2023.12.30
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F101/10(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N;C02F101/38(2006.01)N;C02F3/30(2023.01)N;C02F7/00(2006.01)N;
C02F1/00(2023.01)N
摘要
本发明涉及一种用于污水深度脱氮除磷的HAOA处理方法及其处理系统，其特征在于：其中处理系统包括从左往右依次设置的污泥水解区用池体、厌/缺氧多功能区用池体、好氧区用池体、缺氧区用池体、缺/好氧多功能区用池体和二沉池，所述的污泥水解区用池体通过第一管道与所述的厌/缺氧多功能区用池体相连通，所述的厌/缺氧多功能区用池体通过进水泵与污水进水管道相连通，所述的厌/缺氧多功能区用池体通过第二管道与所述的好氧区用池体相连通，所述的好氧区用池体通过第三管道与所述的缺氧区用池体相连通。本设计具有结构简单、易于制造和实用高效的优点。
权利要求书
1.一种用于污水深度脱氮除磷的HAOA处理方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：对于输送进污泥水解区用池体内污泥进行水解发酵，利用水解发酵产生rbCOD和VFAs；S2：将经过步骤S1水解发酵后含有rbCOD和VFAs的混合液通过管道输送进厌/缺氧多功能区用池体内，与此同时向厌/缺氧多功能区用池体内输送污水，根据对厌/缺氧多功能区用池体出水中TN的需求打开或关闭厌/缺氧多功能区用池体与好氧区用池体之间的回流管，污水在厌/缺氧多功能区用池体内进行厌/缺氧功能处理；S3：将经过步骤S2厌/缺氧功能处理后污水混合液输送入好氧区用池体内，污水混合液在好氧区用池体内进行硝化和除磷处理，在此阶段通过精准曝气控制实现短程硝化，同时曝气的精准控制也减少了内碳源的好氧消耗，污水混合液在好氧区用池体内通过O2进行过量吸磷；S4：经过步骤S3硝化和除磷处理的污水混合液输送入缺氧区用池体内，通过设置4-5h的HRT使污水混合液中的污泥利用内碳源进行反硝化深度脱氮；S5：经过步骤S4反硝化深度脱氮的污水混合液输送入缺/好氧多功能区中，通过缺氧以及微曝气的结合模式对污水混合液进行处理，改善污泥沉降性能；S6：经过步骤S5处理后的污水混合液输送入二沉池中，污水混合液在二沉池中自动进行泥水分离，上清液排出进入深度处理系统进行后续处理，沉降的活性污泥进行污泥回流和剩余污泥排放，其中活性污泥通过污泥回流管道输送入污泥水解区用池体中。
2.根据权利要求1所述的一种用于污水深度脱氮除磷的HAOA处理方法，其特征在于：所述步骤S2中需要更低的TN值后，则打开回流管上第二回流泵，厌/缺氧多功能区发挥缺氧区功能，利用进水中易降解有机物进行高速率的反硝化脱氮，同时将慢速可生物降解COD储存为内碳源，当出水中TN值满足需求后，则关闭第二回流泵，厌/缺氧多功能区发挥厌氧区功能，污泥进行进一步释磷及内碳源储存。
3.根据权利要求1所述的一种用于污水深度脱氮除磷的HAOA处理方法，其特征在于：所述的步骤S4中污水混合液在反硝化深度脱氮的过程中可同步实现反硝化除磷，达到一碳两用的效果。
4.根据权利要求1所述的一种用于污水深度脱氮除磷的HAOA处理方法，其特征在于：所述的步骤S5中缺氧以及微曝气的结合模式的HRT设为2h，其中缺氧处理为1.5h，微曝气处理为0.5h。
5.一种用于污水深度脱氮除磷的HAOA处理系统，其特征在于：包括从左往右依次设置的污泥水解区用池体(1)、厌/缺氧多功能区用池体(2)、好氧区用池体(3)、缺氧区用池体(4)、缺/好氧多功能区用池体(5)和二沉池(6)，所述的污泥水解区用池体通过第一管道与所述的厌/缺氧多功能区用池体相连通，所述的厌/缺氧多功能区用池体通过进水泵与污水进水管道相连通，所述的厌/缺氧多功能区用池体通过第二管道与所述的好氧区用池体相连通，所述的好氧区用池体通过第三管道与所述的缺氧区用池体相连通，所述的缺氧区用池体通过第四管道与所述的缺/好氧多功能区用池体相连通，所述的缺/好氧多功能区用池体通过第五管道与二沉池相连通，所述二沉池的上端侧壁上通过出水泵连接有出水管，所述二沉池的下端呈漏斗状并且其底部的出口通过开关控制阀门与污泥回流管(7)相连，所述的污泥回流管通过压力保护装置(14)与第一回流泵相连，所述的第一回流泵与污泥水解区用池体相连通，所述开关控制阀门的底部开设有排泥口，所述的排泥口与排泥管道相连，所述好氧区用池体的底部与所述厌/缺氧多功能区用池体的底部之间设置有回流管(8)，所述的回流管上安装有第二回流泵，所述的污泥水解区用池体、所述的厌/缺氧多功能区用池体、所述的缺氧区用池体以及所述的缺/好氧多功能区用池体内都设置有搅拌器，所述好氧区用池体的下端内设置有第一曝气管道组件，所述的缺/好氧多功能区用池体内也设置有第二曝气管道组件。
6.根据权利要求5所述的用于污水深度脱氮除磷的HAOA处理系统，其特征在于：所述的污泥回流管呈倾斜设置，其的上端与开关控制阀门相连，所述的开关控制阀门是由第一阀体(10-1)、阀芯(10-2)和电动缸(10-3)，所述第一阀体的上下两端之间开设有贯穿其自身的导流通道，导流通道上端的进泥口与二沉池的出口相连通，导流通道下端的排泥口与排泥管道相连通，所述导流通道一侧的第一阀体上开设有污泥回流口，导流通道通过污泥回流口与污泥回流管的上端相连通，所述导流通道另一侧的第一阀体的内壁上开设有竖直导向槽，所述的阀芯上下活塞式连接在导流通道内，阀芯的一端伸入竖直导向槽内，所述的电动缸安装在第一阀体的顶部其的出轴端伸入竖直导向槽内与阀芯相连，所述污泥回流管的下端可拆卸地安装有密封盖(12)并且其内活塞式连接有推杆(11)，推杆(11)的一端穿过密封盖伸入污泥回流管内，所述的密封盖与推杆之间设置有橡胶密封圈。
7.根据权利要求6所述的用于污水深度脱氮除磷的HAOA处理系统，其特征在于：所述的压力保护装置包括第二阀体(14-1)、第二阀芯(14-5)和弹簧(14-6)，所述第二阀体的上下两端之间开设有贯穿其自身的第二导流通道(14-2)，第二导流通道的上端通过第一抽送管道(15)与第一回流泵相连，第二导流通道的下端通过第二抽送管道(13)与污泥回流管的下端相连通，所述第二导流通道一侧的第二阀体内开设有压力保护通道，所述的压力保护通道是由第一通道(14-4)和第二通道(14-3)左右连成一体所组成，所述的第一通道与大气相连通，第二通道与第二导流通道相连通，第一通道的内径小于第二通道的内径，第一通道的右端与第二通道的左端之间形成阶梯面，所述的第二阀芯通过弹簧活塞式连接在第二通道内，所述的弹簧连接在阶梯面上，所述第二通道正上方的第二阀体内开设有导流孔(14-7)，所述的导流孔通过第二阀芯进行密封，所述第一抽送管道通过辅助管道(16)与导流孔相连通。
8.根据权利要求5所述的用于污水深度脱氮除磷的HAOA处理系统，其特征在于：所述的第一曝气管道组件是由平移支架(17-2)、平移电缸(17-1)、密封导向套筒(17-3)、曝气管(17-5)、固定架(17-7)、吊杆(17-9)和曝气气体输送管(17-8)，所述的平移支架和固定架相对设置在好氧区用池体的下端内，所述的平移电缸安装在好氧区用池体的外壁上，平移电缸的出轴端伸入好氧区用池体内与平移支架相连，所述平移支架朝向固定架的一侧水平设置有若干根密封导向套筒，所述固定架朝向平移支架的一侧也设置有三根曝气管，三根曝气管正对着密封导向套筒，曝气管的一端伸入密封导向套筒内并与其活动连接，所述密封导向套筒远离平移支架一端的内壁上安装有密封圈，所述曝气管的外壁上开设有若干个曝气孔，伸入密封导向套筒内的曝气孔通过密封圈进行密封，所述固定架的前后两端各固定有一根吊杆，所述曝气气体输送管的下端连接在固定架上并通过开设在其内部的导流槽道与三根曝气管相连通。
9.根据权利要求8所述的用于污水深度脱氮除磷的HAOA处理系统，其特征在于：所述密封导向套筒远离平移支架的一端可拆卸地安装有环形刮板(17-4)，所述环形刮板的内径与曝气管的外径相匹配。
10.根据权利要求5所述的用于污水深度脱氮除磷的HAOA处理系统，其特征在于：所述的第二曝气管道组件包括空心吊杆(18)、输送管道(19)和曝气端头(21)，所述空心吊杆的下端连接在输送管道上，输送管道通过空心吊杆伸入至缺/好氧多功能区用池体内的下端，输送管道的两端通过法兰组件(20)各连接有一个曝气端头，所述曝气端头是由曝气端头主体(21-1)、密封端头(21-3)和开关电缸(21-2)，所述曝气端头主体的截面呈凹字形，其远离输送管道的一端开设有凹槽，所述的开关电缸安装在凹槽内并与密封端头相连，所述的密封端头平移活动连接在凹槽内并通过开关电缸的驱动伸出曝气端头主体，所述凹槽的内壁上均匀开设有若干个第二曝气孔(21-4)，所述的密封端头通过套装在外壁上的密封橡胶圈与凹槽的内壁相接触并对第二曝气孔进行密封。
发明内容
本发明为了解决上述问题设计了一种用于污水深度脱氮除磷的HAOA处理方法及其处理系统，将生物除磷及脱氮分隔开，利用活性污泥水解发酵产生的rbCOD和VFAs进行生物除磷，进水中的碳源优先用于生物脱氮，且后置缺氧池解除了内回流量对生物脱氮的限制。
为解决上述的技术问题，本发明提供了一种用于污水深度脱氮除磷的HAOA处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：对于输送进污泥水解区用池体内污泥进行水解发酵，利用水解发酵产生rbCOD和VFAs；
S2：将经过步骤S1水解发酵后含有rbCOD和VFAs的混合液通过管道输送进厌/缺氧多功能区用池体内，与此同时向厌/缺氧多功能区用池体内输送污水，根据对厌/缺氧多功能区用池体出水中TN的需求打开或关闭厌/缺氧多功能区用池体与好氧区用池体之间的回流管，污水在厌/缺氧多功能区用池体内进行厌/缺氧功能处理；
S3：将经过步骤S2厌/缺氧功能处理后污水混合液输送入好氧区用池体内，污水混合液在好氧区用池体内进行硝化和除磷处理，在此阶段通过精准曝气控制实现短程硝化，同时曝气的精准控制也减少了内碳源的好氧消耗，污水混合液在好氧区用池体内通过O2进行过量吸磷；
S4：经过步骤S3硝化和除磷处理的污水混合液输送入缺氧区用池体内，通过设置较长的HRT使污水混合液中的污泥利用内碳源进行反硝化深度脱氮；
S5：经过步骤S4反硝化深度脱氮的污水混合液输送入缺/好氧多功能区中，通过缺氧以及微曝气的结合模式对污水混合液进行处理，改善污泥沉降性能；
S6：经过步骤S5处理后的污水混合液输送入二沉池中，污水混合液在二沉池中自动进行泥水分离，上清液排出进入深度处理系统进行后续处理，沉降的活性污泥进行污泥回流和剩余污泥排放，其中活性污泥通过污泥回流管道输送入污泥水解区用池体中。
进一步：所述步骤S2中需要更低的TN值后，则打开回流管上第二回流泵，厌/缺氧多功能区发挥缺氧区功能，利用进水中易降解有机物进行高速率的反硝化脱氮，同时将慢速可生物降解COD储存为内碳源，当出水中TN值满足需求后，则关闭第二回流泵，厌/缺氧多功能区发挥厌氧区功能，污泥进行进一步释磷及内碳源储存。
又进一步：所述的步骤S4中污水混合液在反硝化深度脱氮的过程中可同步实现反硝化除磷，达到一碳两用的效果。
再进一步：所述的步骤S5中缺氧以及微曝气的结合模式的HRT设为2h，其中缺氧处理为1.5h，微曝气处理为0.5h。
本发明还提供了一种用于污水深度脱氮除磷的HAOA处理系统，其特征在于：包括从左往右依次设置的污泥水解区用池体、厌/缺氧多功能区用池体、好氧区用池体、缺氧区用池体、缺/好氧多功能区用池体和二沉池，所述的污泥水解区用池体通过第一管道与所述的厌/缺氧多功能区用池体相连通，所述的厌/缺氧多功能区用池体通过进水泵与污水进水管道相连通，所述的厌/缺氧多功能区用池体通过第二管道与所述的好氧区用池体相连通，所述的好氧区用池体通过第三管道与所述的缺氧区用池体相连通，所述的缺氧区用池体通过第四管道与所述的缺/好氧多功能区用池体相连通，所述的缺/好氧多功能区用池体通过第五管道与二沉池相连通，所述二沉池的上端侧壁上通过出水泵连接有出水管，所述二沉池的下端呈漏斗状并且其底部的出口通过开关控制阀门与污泥回流管相连，所述的污泥回流管通过压力保护装置与第一回流泵相连，所述的第一回流泵与污泥水解区用池体相连通，所述开关控制阀门的底部开设有排泥口，所述的排泥口与排泥管道相连，所述好氧区用池体的底部与所述厌/缺氧多功能区用池体的底部之间设置有回流管，所述的回流管上安装有第二回流泵，所述的污泥水解区用池体、所述的厌/缺氧多功能区用池体、所述的缺氧区用池体以及所述的缺/好氧多功能区用池体内都设置有搅拌器，所述好氧区用池体的下端内设置有第一曝气管道组件，所述的缺/好氧多功能区用池体内也设置有第二曝气管道组件。
进一步：所述的污泥回流管呈倾斜设置，其的上端与开关控制阀门相连，所述的开关控制阀门是由第一阀体、阀芯和电动缸，所述第一阀体的上下两端之间开设有贯穿其自身的导流通道，导流通道上端的进泥口与二沉池的出口相连通，导流通道下端的排泥口与排泥管道相连通，所述导流通道一侧的第一阀体上开设有污泥回流口，导流通道通过污泥回流口与污泥回流管的上端相连通，所述导流通道另一侧的第一阀体的内壁上开设有竖直导向槽，所述的阀芯上下活塞式连接在导流通道内，阀芯的一端伸入竖直导向槽内，所述的电动缸安装在第一阀体的顶部其的出轴端伸入竖直导向槽内与阀芯相连，所述污泥回流管的下端可拆卸地安装有密封盖并且其内活塞式连接有推杆，推杆的一端穿过密封盖伸入污泥回流管内，所述的密封盖与推杆之间设置有橡胶密封圈。
又进一步：所述的压力保护装置包括第二阀体、第二阀芯和弹簧，所述第二阀体的上下两端之间开设有贯穿其自身的第二导流通道，第二导流通道的上端通过第一抽送管道与第一回流泵相连，第二导流通道的下端通过第二抽送管道与污泥回流管的下端相连通，所述第二导流通道一侧的第二阀体内开设有压力保护通道，所述的压力保护通道是由第一通道和第二通道左右连成一体所组成，所述的第一通道与大气相连通，第二通道与第二导流通道相连通，第一通道的内径小于第二通道的内径，第一通道的右端与第二通道的左端之间形成阶梯面，所述的第二阀芯通过弹簧活塞式连接在第二通道内，所述的弹簧连接在阶梯面上，所述第二通道正上方的第二阀体内开设有导流孔，所述的导流孔通过第二阀芯进行密封，所述第一抽送管道通过辅助管道与导流孔相连通。
又进一步：所述的第一曝气管道组件是由平移支架、平移电缸、密封导向套筒、曝气管、固定架、吊杆和曝气气体输送管，所述的平移支架和固定架相对设置在好氧区用池体的下端内，所述的平移电缸安装在好氧区用池体的外壁上，平移电缸的出轴端伸入好氧区用池体内与平移支架相连，所述平移支架朝向固定架的一侧水平设置有若干根密封导向套筒，所述固定架朝向平移支架的一侧也设置有三根曝气管，三根曝气管正对着密封导向套筒，曝气管的一端伸入密封导向套筒内并与其活动连接，所述密封导向套筒远离平移支架一端的内壁上安装有密封圈，所述曝气管的外壁上开设有若干个曝气孔，伸入密封导向套筒内的曝气孔通过密封圈进行密封，所述固定架的前后两端各固定有一根吊杆，所述曝气气体输送管的下端连接在固定架上并通过开设在其内部的导流槽道与三根曝气管相连通。
又进一步：所述密封导向套筒远离平移支架的一端可拆卸地安装有环形刮板，所述环形刮板的内径与曝气管的外径相匹配。
再进一步：所述的第二曝气管道组件包括空心吊杆、输送管道和曝气端头，所述空心吊杆的下端连接在输送管道上，输送管道通过空心吊杆伸入至缺/好氧多功能区用池体内的下端，输送管道的两端通过法兰组件各连接有一个曝气端头，所述曝气端头是由曝气端头主体、密封端头和开关电缸，所述曝气端头主体的截面呈凹字形，其远离输送管道的一端开设有凹槽，所述的开关电缸安装在凹槽内并与密封端头相连，所述的密封端头平移活动连接在凹槽内并通过开关电缸的驱动伸出曝气端头主体，所述凹槽的内壁上均匀开设有若干个第二曝气孔，所述的密封端头通过套装在外壁上的密封橡胶圈与凹槽的内壁相接触并对第二曝气孔进行密封。
采用上述结构后，本发明采用上述设计具有的有益效果如下所示：
1、本发明将生物除磷及脱氮分隔开，利用活性污泥水解发酵产生的rbCOD和VFAs进行生物除磷，进水中的碳源优先用于生物脱氮，且后置缺氧池解除了内回流量对生物脱氮的限制。
2、本发明好氧区HRT设置4-5h，通过精准曝气控制实现短程硝化。缺/好氧多功能区具备进行缺氧区和好氧区切换的条件，冬季低温硝化速率降低对出水NH4+-N产生影响时，可弥补好氧区HRT的不足。
3、本发明提高了进水中碳源的利用率并利用回流活性污泥水解补充碳源，无需外加商业碳源，降低了污泥产率，运行成本低、出水水质稳定性好，可实现深度脱氮除磷。
4、相比于传统AAO等工艺，本发明对高氮(进水TN大于50mg/L)且低C/N污水依然可以保持良好的脱氮效果，可使出水TN小于5mg/L。
（发明人：马景德;刘礼祥;姚立三;佘晓敏;石长恩;陆桂勇;王云辉;朱铖;严正铭;罗华瑞;张国鹏）