公布日：2023.10.10
申请日：2023.05.23
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F3/30(2023.01)N;C02F3/34(2023.01)N;C02F1/28(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F3/28(2023.01)N;C02F101/30(2006.01)N;
C02F101/16(2006.01)N;C02F101/10(2006.01)N
摘要
本发明涉及一种脱氮除磷系统及方法，脱氮除磷系统包括依次连接的进水口、多级AO系统、第一沉淀池和出水口；多级AO系统包括与进水口连接的厌氧池、两个或多个缺氧池以及两个或多个好氧池；该系统还包括发酵池，发酵池的入口与第一沉淀池的出口连接，发酵池的出口与厌氧池连接。发酵池将多级AO系统中沉淀的污泥进行厌氧发酵，利用污泥中的大量有机质转化为小分子碳源或生物气，使污泥最大资源化。发酵池提供系统了内碳源，这大大减少了施加外源碳的成本。将发酵池中提供的内碳源回流至厌氧池中能够最大程度上地增加内源碳的利用率，从而进一步地提高污泥的利用率，大大提高系统的脱氮效率。
权利要求书
1.一种脱氮除磷系统，包括依次连接的进水口、多级AO系统、第一沉淀池和出水口；所述多级AO系统包括与所述进水口连接的厌氧池、两个或多个缺氧池以及两个或多个好氧池；其特征在于，所述系统还包括发酵池，所述发酵池的入口与所述第一沉淀池的出口连接，所述发酵池的出口与所述厌氧池连接。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括混凝池，所述混凝池安装在所述发酵池和所述厌氧池之间。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括第二沉淀池，所述第二沉淀池安装在所述混凝池和所述厌氧池之间。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一沉淀池和/或所述第二沉淀池的下部有多个间隔的斜板。
5.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述第二沉淀池的出口通过回流泵与所述发酵池的入口相连接。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第二沉淀池的出口通过回流泵与所述混凝池的入口相连接。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一沉淀池的出口通过回流泵与所述厌氧池的入口连接。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多级AO系统包括依次连接的所述厌氧池、第一缺氧池、第一好氧池、第二缺氧池以及第二好氧池。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述第一好氧池的出口通过回流泵与所述第一缺氧池的入口连接，所述第二好氧池的出口通过回流泵与所述第一缺氧池和/或所述第二缺氧池的入口连接。
10.一种脱氮除磷方法，将污水依次通过进水口、多级AO系统和第一沉淀池，并经过出水口输出，其特征在于，将所述第一沉淀池中产生的沉淀污泥送至发酵池中；以及，将在所述发酵池中从所述沉淀污泥转化的小分子碳源以及生物气传送至所述多级AO系统中的厌氧池。
发明内容
本发明的目的在于提供一种脱氮除磷系统，解决了上述背景技术中提出的外加碳源导致污水处理成本过高的问题，同时还能够促进多级AO工艺的处理效率，有效地提高生活污水的水质，具有工艺简单、处理成本低和操作方便等优势。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明的一方面提出了一种脱氮除磷系统，包括依次连接的进水口、多级AO系统、第一沉淀池和出水口；多级AO系统包括与进水口连接的厌氧池、两个或多个缺氧池以及两个或多个好氧池；该系统还包括发酵池，发酵池的入口与第一沉淀池的出口连接，发酵池的出口与厌氧池连接。
多级AO系统是本方案中污水处理的主体反应区，污水在其中能够充分的完成厌氧-缺氧-好氧反应。污水的处理流程为：首先，大量污水进入厌氧池中，在厌氧池中大量的具有聚磷能力的聚磷菌(PAOs)等微生物释磷，随后污水发生氨化、反硝化反应；接着，经厌氧池处理的污水流入缺氧池中，在缺氧池中利用污水中的碳源进行反硝化作用，将污水中的亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气进行脱氮；随后，经缺氧池处理的污水流入好氧池中，在好氧池中进行硝化反应，同时，污泥中的微生物从污水中吸收磷，将磷富集在微生物体内，大量的磷保存在污泥中。污水经过多级AO反应池后，在保证聚磷菌充分释磷的基础上能够优先利用进水中的碳源进行脱氮，不断地进行硝化与反硝化反应，从而有效的降低水中的氮磷污染物。
发酵池将多级AO系统中沉淀的污泥进行厌氧发酵，利用污泥中的大量有机质转化为小分子碳源或生物气，使污泥最大资源化。发酵池提供系统了内碳源，这大大减少了施加外源碳的成本。发酵池与厌氧池连接可以将发酵池中提供的内碳源回流多级AO系统，这能够最大程度上地增加内源碳的利用率并促进多级AO系统的处理效率。并且，此方案还具有工艺简单、处理成本低和操作方便等优势。
进一步地，该系统还包括混凝池，混凝池安装在发酵池和厌氧池之间。混凝池将发酵池中的泥水混合物进行混凝沉淀，使泥水中的颗粒相聚并形成更大的胶体；混凝池加快了泥水混合物混凝沉淀的速度，提高了污水处理中泥水分离的效率。
进一步地，在混凝池中外加活性炭。混凝池通过外加活性炭使污水中难以沉淀的颗粒能互相聚合而形成胶体，然后与水体中的杂质结合形成更大的絮凝体，依靠絮凝体的强大吸附力，不仅能吸附悬浮物，还能吸附部分细菌和溶解性物质；活性炭的加入增加了混凝池的沉降能力。
进一步地，该系统还包括第二沉淀池，第二沉淀池安装在混凝池和厌氧池之间。第二沉淀池可以有效的达到泥水分离，处理完的水达标后直接排放；未达标的污水排放回厌氧池中继续反应，而分离出的富磷剩余污泥则可进行回收再利用，从而提高剩余污泥的利用率，实现剩余污泥减量化。
进一步地，第一沉淀池和/或第二沉淀池的下部有多个间隔的斜板。第一沉淀池与第二沉淀池能够有效进行泥水分离，从而提高多级AO工艺的处理效率，有利于提高生活污水的水质。
进一步地，第二沉淀池的出口通过回流泵与发酵池的入口相连接。污泥回流至发酵池反应后能够有效减少外加碳源的生产费用，弥补脱氮除磷碳源竞争的不足。
进一步地，第二沉淀池的出口通过回流泵与混凝池的入口相连接。第二沉淀池中沉降的剩余污泥回流至混凝池中进行进一步地沉淀，减少了剩余污泥的含量，提高了污泥沉降的效率。
进一步地，第一沉淀池的出口通过回流泵与厌氧池的入口相连接。污泥回流至厌氧池能够提高工艺前端污泥浓度，提高剩余污泥的利用率，减少剩余污泥的产量。
进一步地，多级AO系统包括依次连接的厌氧池、第一缺氧池、第一好氧池、第二缺氧池以及第二好氧池。从第一好氧池中传出的污水进入第二缺氧池和第二好氧池完成第二次硝化反硝化脱氮除磷反应，对水体进行第二次处理，能够有效地降低水中的氮磷污染物，并且此构造的成本低廉，高效且经济实惠。
进一步地，第一好氧池的出口通过回流泵与第一缺氧池的入口连接，第二好氧池的出口通过回流泵与第一缺氧池和/或第二缺氧池的入口连接。第一段混合液由第一好氧池的末端回流至第一缺氧池的首端，第二段混合液由第二好氧池的末端回流至第一缺氧池和/或第二缺氧池的首端；第二好氧池的污水随着测样浓度的变化选择回流至第一缺氧池还是第二缺氧池，或者同时流进第一缺氧池2和第二缺氧池4中；当污水的回流量大时，污水同时流进第一缺氧池2和第二缺氧池4中有助于提高污水处理的效率，并减少了第一缺氧池2和第二缺氧池4中的工作负担；这样的多段回流装置能够节省脱氮回流的时间，并有助于提高脱氮除磷的效果，从而实现彻底脱氮。
本发明的第二方面提出了一种脱氮除磷方法，将污水依次通过进水口、多级AO系统和第一沉淀池，并经过出水口输出，将第一沉淀池中产生的沉淀污泥送至发酵池中；以及，将在发酵池中从沉淀污泥转化的小分子碳源以及生物气传送至多级AO系统中的厌氧池。在本方法中发酵池即可产生小分子碳源，从而减少了添加外源碳源所产生的的费用，经济环保；并且，本方案有效减少了剩余污泥的体积，实现了将污水最大程度的无害化处理。
本发明具有以下有益效果：
发酵池将多级AO系统中沉淀的污泥进行厌氧发酵，利用污泥中的大量有机质转化为小分子碳源或生物气，使污泥最大资源化。发酵池提供系统了内碳源，这大大减少了施加外源碳的成本。并且，设置了多重回流系统，既能提高对污水的再处理，又能提高污泥的再利用率。将发酵池中提供的内碳源回流至厌氧池中能够最大程度上地增加内源碳的利用率，从而进一步地提高污泥的利用率，大大提高系统的脱氮效率。而设置的多重回流系统，既能提高对污水的再处理，又能提高污泥的再利用率。通过对生活污水进行治理，能够有效降低生活污水对周边生态环境的破坏，具有良好的社会效益、经济效益和环境效益。
（发明人：闫钰;黄潇;王福鹏;董艳红;王宏杰;苏韦;董文艺）