公布日：2022.09.02
申请日：2022.06.20
分类号：C02F9/14(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/10(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种基于回流污泥无机减量装置的污水脱氮除磷系统及方法，该系统包括A2/O生化反应池、二沉池、无机减量装置，所述A2/O生化反应池包括依次连接的厌氧池、缺氧池、好氧池。工艺流程中污水生物处理部分的主流程为：进水→厌氧池→缺氧池→好氧池→二沉池→出水，好氧池混合液→缺氧池，二沉池污泥→无机减量装置→厌氧池，二沉池污泥在无机减量装置中进行污泥沉降和反硝化作用。本发明的无机减量装置可以通过沉降作用降低回流污泥中无机质含量，以此提高挥发性污泥浓度(MLVSS)与污泥浓度(MLSS)的比值，保持好氧池的活性微生物浓度；通过反硝化作用减少回流污泥中硝态氮含量、保障厌氧池厌氧环境，具有提升系统脱氮除磷效率的功能。
权利要求书
1.一种基于回流污泥无机减量装置的污水脱氮除磷系统，其特征在于，包括A2/O生化反应池、二沉池、无机减量装置，所述A2/O生化反应池包括依次连接的厌氧池、缺氧池、好氧池，所述无机减量装置设置于二沉池污泥回流至厌氧池管线途中，用于承接二沉池的回流污泥并经沉降作用和反硝化反应后回流至厌氧池，所述无机减量装置的污泥停留时间SRT为15-45min。
2.根据权利要求1所述的一种基于回流污泥无机减量装置的污水脱氮除磷系统，其特征在于，所述无机减量装置的污泥停留时间SRT为30min。
3.根据权利要求1所述的一种基于回流污泥无机减量装置的污水脱氮除磷系统，其特征在于，所述无机减量装置的污泥浓度维持在7.5-8.0g/L。
4.根据权利要求1所述的一种基于回流污泥无机减量装置的污水脱氮除磷系统，其特征在于，所述无机减量装置沿污泥回流路线依次分隔形成第一沉淀脱氮区、第二沉淀脱氮区、第三沉淀脱氮区、第四沉淀脱氮区。
5.根据权利要求4所述的一种基于回流污泥无机减量装置的污水脱氮除磷系统，其特征在于，所述无机减量装置为带进泥口和出泥口的矩形池体，矩形池体内通过相互平行设置的隔板分隔形成各个沉淀脱氮区，每块隔板上均开设有过泥孔，且相邻隔板上过泥孔高低交错设置。
6.根据权利要求5所述的一种基于回流污泥无机减量装置的污水脱氮除磷系统，其特征在于，所述矩形池体的进泥口处设有延伸至第一沉淀脱氮区内的进泥分配管，所述进泥分配管外端通过管道与进泥泵连接，所述进泥泵流量可调节。
7.根据权利要求5所述的一种基于回流污泥无机减量装置的污水脱氮除磷系统，其特征在于，所述矩形池体的出泥口处外接有出泥堰。
8.根据权利要求5所述的一种基于回流污泥无机减量装置的污水脱氮除磷系统，其特征在于，各个沉淀脱氮区的底部均设有排泥口，所述排泥口通过管道与剩余污泥泵连接。
9.一种基于回流污泥无机减量装置的污水脱氮除磷方法，其特征在于，该方法基于权利要求1-8任一项所述系统，具体步骤包括：S1、将污水排入厌氧池进行厌氧处理，聚磷菌利用碳源释放磷，以便进入好氧池摄取磷；S2、将步骤S1中经过厌氧处理后的污水排入缺氧池，反硝化菌利用碳源实现脱氮；S3、将步骤S2中经过反硝化脱氮后的污水排入好氧池实现降碳、硝化作用和聚磷菌摄取磷，异养菌降解有机物的同时，硝化菌将污水中的氨氮转化为硝态氮，聚磷菌则摄取污水中的正磷酸盐；S4、将S3中好氧池反应后的泥水混合液作为硝化液回流到缺氧池实现脱氮；S5、将S3中好氧池反应后的泥水混合液排入二沉池进行泥水分离，上清液排出，一部分沉降污泥经无机减量装置回流至厌氧池，另一部分与无机减量装置底部的排泥一并通过剩余污泥泵排入污泥浓缩池。
发明内容
本发明针对目前活性污泥法污水处理工艺中回流污泥普遍存在无机质含量偏高、增加厌氧池中硝态氮含量从而抑制聚磷菌厌氧释磷过程等问题，提供了一种基于回流污泥无机减量装置的污水脱氮除磷系统及方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种基于回流污泥无机减量装置的污水脱氮除磷系统，包括A2/O生化反应池、二沉池、无机减量装置，所述A2/O生化反应池包括依次连接的厌氧池、缺氧池、好氧池，所述无机减量装置设置于二沉池污泥回流至厌氧池管线途中，用于承接二沉池的回流污泥并经沉降作用和反硝化反应后回流至厌氧池，所述无机减量装置的污泥停留时间SRT为15-45min。
进一步改进在于，所述无机减量装置的污泥停留时间SRT为30min。
进一步改进在于，所述无机减量装置的污泥浓度维持在7.5-8.0g/L。
进一步改进在于，所述无机减量装置沿污泥回流路线依次分隔形成第一沉淀脱氮区、第二沉淀脱氮区、第三沉淀脱氮区、第四沉淀脱氮区。
进一步改进在于，所述无机减量装置为带进泥口和出泥口的矩形池体，矩形池体内通过相互平行设置的隔板分隔形成各个沉淀脱氮区，每块隔板上均开设有过泥孔，且相邻隔板上过泥孔高低交错设置。
进一步改进在于，所述矩形池体的进泥口处设有延伸至第一沉淀脱氮区内的进泥分配管，所述进泥分配管外端通过管道与进泥泵连接，所述进泥泵流量可调节。
进一步改进在于，所述矩形池体的出泥口处外接有出泥堰。
进一步改进在于，各个沉淀脱氮区的底部均设有排泥口，所述排泥口通过管道与剩余污泥泵连接，用于排除污泥减量装置中沉降污泥。
本发明还提供了一种基于回流污泥无机减量装置的污水脱氮除磷方法，该方法基于上述系统，工艺流程中污水生物处理部分的主流程为：进水→厌氧池→缺氧池→好氧池→二沉池→出水，好氧池混合液→缺氧池，二沉池污泥→无机减量装置→厌氧池，二沉池污泥在无机减量装置中进行污泥沉降和反硝化作用，无机减量装置的污泥停留时间SRT为15-45min，具体步骤包括：
S1、将污水排入厌氧池进行厌氧处理，聚磷菌利用碳源释放磷，以便进入好氧池摄取磷；
S2、将步骤S1中经过厌氧处理后的污水排入缺氧池，反硝化菌利用碳源实现脱氮；
S3、将步骤S2中经过反硝化脱氮后的污水排入好氧池实现降碳、硝化作用和聚磷菌摄取磷，异养菌降解有机物的同时，硝化菌将污水中的氨氮转化为硝态氮，聚磷菌则摄取污水中的正磷酸盐；
S4、将S3中好氧池反应后的泥水混合液作为硝化液回流到缺氧池实现脱氮；
S5、将S3中好氧池反应后的泥水混合液排入二沉池进行泥水分离，上清液排出，一部分沉降污泥经无机减量装置回流至厌氧池，另一部分与无机减量装置底部的排泥一并通过剩余污泥泵排入污泥浓缩池。
本发明提升系统脱氮除磷效率的原理为：(1)无机减量装置可以通过沉降作用降低污泥中无机质含量达到提高有机质含量目的：来自二沉池混液面下的回流污泥依然具有沉降作用，因为污泥中的无机质密度比有机质大，故其沉降速度比较快；污泥中粒径不均匀的凝聚性颗粒在沉降过程中，大颗粒会赶上小颗粒而发生碰撞聚结，使颗粒变大而有利于沉降，隔板、过泥孔的设计为此沉降创造了有利的水力学条件；(2)无机减量装置的回流污泥来自二沉池沉降污泥，加上淹没进出泥、无曝气等设计，无机减量装置处于缺氧状态，具有进行反硝化反应减少回流污泥中硝态氮含量的作用：回流污泥中含有未被处理的有机碳源和内源性有机碳源，控制回流污泥在无机减量装置中的SRT，其中的硝态氮可以利用这些有机碳源进行反硝化，减少回流污泥中硝态氮含量，保障厌氧池厌氧环境，具有提升系统脱氮除磷效率的功能。
其中，无机减量装置的污泥停留时间SRT是影响无机减量装置发挥有利于系统脱氮除磷作用的一个重要因素。SRT过短，污泥中的无机质减量较少，且回流污泥中的硝态氮不能被有效降低；SRT过长，有机质沉降过多，污泥浓度MLSS降低过大，无法平衡或提高生化池中活性微生物含量，且当硝态氮通过反硝化作用被完全反应后，因为在有机物(电子供体)和硝态氮(电子受体)都不存在时，聚磷菌靠释磷获得的能量不能用于合成PHAs(内碳源)，出现无效释磷现象，对后续的系统除磷造成不利影响。
本发明的有益效果在于：本发明的无机减量装置可以通过沉降作用降低回流污泥中无机质含量，以此提高挥发性污泥浓度(MLVSS)与污泥浓度(MLSS)的比值，保持好氧池的活性微生物浓度；还可通过反硝化反应减少回流污泥中硝态氮含量、保障厌氧池厌氧环境，具有提升系统脱氮除磷效率的功能。
（发明人：宋永莲;伍昌年;李地超;陈峰;王莉;郑侠;杨丹丹;凌琪）
