污水脱氮系统及方法

　　申请日2014.12.31

　　公开(公告)日2015.04.01

　　IPC分类号C02F11/00; C02F3/28; C02F3/00

　　摘要

　　本发明公开了一种污水脱氮系统，包括：生物反应池，生物反应池第一端设置进口，用于对输入的污水进行处理;二沉池，二沉池第一端与生物反应池第二端连接，用于将生物反应池输出的污水进行沉淀，将污水沉淀为上清液和污泥;污泥池，污泥池第一端与二沉池第二端连接，用于接收沉淀得到的污泥;污泥泵，污泥泵第一端与污泥池第二端连接，用于将污泥泵出;污泥调理机，污泥调理机第一端与污泥泵第二端连接，将泵入的污泥在脉冲高压电场下进行调质以产生含有碳源的污泥;污泥调理机第二端与生物反应池连接，将含有碳源的污泥输送至所述生物反应池中。本发明还提供了一种包括该系统的污水处理方法。

　　摘要附图

　　权利要求书

　　1.一种污水脱氮系统(1000)，其特征在于包括：

　　生物反应池(1100)，所述生物反应池(1100)第一端设置进口，用于对输入的污水进行处理;

　　二沉池(1200)，所述二沉池(1200)第一端与所述生物反应池(1100) 第二端连接，用于将所述生物反应池(1100)输出的污水进行沉淀，将污水沉淀为上清液和污泥;

　　污泥池(1300)，所述污泥池(1300)第一端与所述二沉池(1200) 第二端连接，用于接收沉淀得到的污泥;

　　污泥泵(1400)，所述污泥泵(1400)第一端与所述污泥池(1300) 第二端连接，用于将所述污泥泵出;

　　污泥调理机(1500)，

　　所述污泥调理机(1500)第一端与所述污泥泵(1400)第二端连接，将泵入的污泥在脉冲高压电场下进行调质以产生含有碳源的污泥;

　　所述污泥调理机(1500)第二端与所述生物反应池(1100)连接，将所述含有碳源的污泥输送至所述生物反应池(1100)中。

　　2.根据权利要求1所述的系统(1000)，其特征在于所述污泥调理机(1500)包括：

　　污泥处理管路(1510)，所述污泥处理管路(1510)用于提供污泥处理的空间;

　　高压发生装置(1520)，所述高压发生装置(1520)与所述污泥处理管路(1510)连接，用于产生脉冲高压电场使通过所述污泥处理管路(1510) 的污泥内细胞破壁产生碳源;

　　控制装置(1530)，所述控制装置(1530)与所述高压发生装置(1520) 连接，用于开启、关闭或调节所述高压发生装置(1520)。

　　3.根据权利要求2所述的系统(1000)，其特征在于所述污泥调理机(1500)进一步地包括：

　　壳体(1540)，所述壳体(1540)为长方体;

　　所述壳体(1540)内安装所述污泥处理管路(1510)和所述高压发生装置(1520);以及

　　所述壳体(1540)外表面设置所述控制装置(1530)以及所述污泥处理管路(1510)的出口和入口。

　　4.根据权利要求3所述的系统(1000)，其特征在于所述污泥处理管路(1510)包括至少一个污泥处理管路单元(1511)。

　　5.根据权利要求4所述的系统(1000)，其特征在于所述高压发生装置(1520)包括：

　　电极棒(1521)，所述电极棒(1521)与所述污泥处理管路单元(1511) 同轴;

　　高压生成模块(1522)，所述高压生成模块(1522)用于在所述污泥处理管路(1511)中形成脉冲高压电场;

　　电压控制模块(1523)，所述高压控制模块(1523)第一端与所述高压生成模块(1522)连接第二端与所述电极棒(1521)连接，用于控制所述高压生成模块(1522)所产生的高压频率和幅度。

　　6.根据权利要求1所述的系统(1000)，其中所述污泥池(1300) 第三端与所述生物反应池(1100)连接，用于将部分污泥输送至所述生物反应池(1100)。

　　7.根据权利要求1所述的系统(1000)，其中所述二沉池(1200) 上部设置出口。

　　8.根据权利要求1所述的系统(1000)，其中所述污泥池(1300) 第四端与污泥处理段进行连接。

　　9.一种污水脱氮方法，其特征在于：

　　提供一种污水脱氮系统(1000)，包括：

　　生物反应池(1100)，所述生物反应池(1100)第一端设置进口，用于对输入的污水进行处理;

　　二沉池(1200)，所述二沉池(1200)第一端与所述生物反应池(1100)第二端连接，用于将所述生物反应池(1100)输出的污水进行沉淀，将污水沉淀为上清液和污泥;

　　污泥池(1300)，所述污泥池(1300)第一端与所述二沉池(1200) 第二端连接，用于接收沉淀得到的污泥;

　　污泥泵(1400)，所述污泥泵(1400)第一端与所述污泥池(1300) 第二端连接，用于将所述污泥泵出;

　　污泥调理机(1500)，

　　所述污泥调理机(1500)第一端与所述污泥泵(1400)第二端连接，将泵入的污泥在脉冲高压电场下进行调质以产生含有碳源的污泥;

　　所述污泥调理机(1500)第二端与所述生物反应池(1100)连接，将所述含有碳源的污泥输送至所述生物反应池(1100)中;以及

　　该方法包括步骤：

　　进水沉淀步骤(S1100)：将污水经所述生物反应池(1100)输送至所述二沉池(1200)，在所述二沉池(1200)中沉淀为污泥和清液;

　　污泥调质步骤(S1200)：将所述污泥输送至所述污泥池(1300)中，通过所述污泥泵(1400)泵入所述污泥调理机(1500)中，在10～100KV 电压下进行脉冲高压电场调质产生含碳源污泥;

　　生物除氮步骤(S1300)：将所述含碳源污泥输送至所述生物反应池 (1100)中补充碳源并对所述生物反应池(1100)中的污水进行脱氮处理。

　　10.根据权利要求9所述的方法，其中所述生物反应池(1100)选自下述中的一种：A/A/O生物反应池、A/O生物反应池、SBR生物反应池和氧化沟。

　　说明书

　　一种污水脱氮系统及方法

　　技术领域

　　本发明涉及环保领域，尤其涉及一种污水脱氮系统及方法。

　　背景技术

　　随国家排放标准的提高，各地污水厂要求出水水质中总氮排放值越来越低。但我国多数污水厂由于各种原因导致进水碳源不足，尤其是进水中溶解性化学需氧量(SCOD)和挥发性脂肪酸(VFAs)匮乏，直接影响了生物脱氮效率。

　　目前，解决碳源不足的一种方法为采用外加碳源(如甲醇、乙醇、乙酸和葡萄糖)，但采用这种方法将会大大增加污水处理厂的处理成本; 另一种方法是将富含可生物降解有机物的工业废水加入城市污水中，该方法会增加运输费用，外加碳源还会导致剩余污泥产量增加。

　　因此，充分挖掘污水中的“内碳源”不仅能有效提高脱氮效率，而且可以降低污水厂的污泥产量，是一种可持续资源化技术。

　　目前，针对“内碳源”挖掘的传统方法有化学法和物理法。化学法有碱处理法和臭氧氧化法，物理法有热处理法、超声波处理法和高压喷射法等，但在实际应用过程中，传统工艺不易工程化、处理成本高且能耗高。

　　因此研发占地少、投资运行费用低、运行稳定、管理方便、维护保养简单易工程化的内碳源开发系统和方法是污水厂脱氮行业需要解决的问题。

　　发明内容

　　为此，本发明提出了一种可以解决上述问题的或至少能部分解决上述问题的污水脱氮系统和方法。

　　根据本发明的一方面，提供了一种污水脱氮系统，包括：

　　生物反应池，所述生物反应池第一端设置进口，用于对输入的污水进行处理;

　　二沉池，所述二沉池第一端与所述生物反应池第二端连接，用于将所述生物反应池输出的污水进行沉淀，将污水沉淀为上清液和污泥;

　　污泥池，所述污泥池第一端与所述二沉池第二端连接，用于接收沉淀得到的污泥;

　　污泥泵，所述污泥泵第一端与所述污泥池第二端连接，用于将所述污泥泵出;

　　污泥调理机，

　　所述污泥调理机第一端与所述污泥泵第二端连接，将泵入的污泥在脉冲高压电场下进行调质以产生含有碳源的污泥;

　　所述污泥调理机第二端与所述生物反应池连接，将所述含有碳源的污泥输送至所述生物反应池中。

　　可选地，根据本发明的系统，所述污泥调理机包括：

　　污泥处理管路，所述污泥处理管路用于提供污泥处理的空间;

　　高压发生装置，所述高压发生装置与所述污泥处理管路连接，用于产生脉冲高压电场使通过所述污泥处理管路的污泥内的细胞破壁产生碳源;

　　控制装置，所述控制装置与所述高压发生装置连接，用于开启、关闭或调节所述高压发生装置。

　　可选地，根据本发明的系统，所述污泥调理机进一步地包括：

　　壳体，所述壳体为长方体;

　　所述壳体内安装所述污泥处理管路和所述高压发生装置;以及

　　所述壳体外表面设置所述控制装置以及所述污泥处理管路出口和入口。

　　可选地，根据本发明的系统，所述污泥处理管路包括至少一个污泥处理管路单元。

　　可选地，根据本发明的系统，所述高压发生装置包括：

　　电极棒，所述电极棒与所述污泥处理管路单元同轴;

　　高压生成模块，所述高压生成模块用于在所述污泥处理管路中形成脉冲高压电场;

　　电压控制模块，所述高压控制模块第一端与所述高压生成模块连接第二端与所述电极棒连接，用于控制所述高压生成模块所产生的高压频率和幅度。

　　可选地，根据本发明的系统，其中所述污泥池第三端与所述生物反应池连接，用于将部分污泥输送至所述生物反应池。

　　可选地，根据本发明的系统，其中所述二沉池上部设置出口。

　　可选地，根据本发明的系统，其中所述污泥池第四端与污泥处理段进行连接。

　　根据本发明的污水脱氮系统，提供了一种脉冲高压电场产生内碳源的污水脱氮系统。污泥含有的微生物细胞在污泥处理机内受到10-100KV的脉冲高压电场作用，微生物细胞破裂，细胞内含有的有机质流出到污泥调理机污泥中，含有细胞壁破裂释放有机质的污泥输送至生物反应池缺氧段，增加了生物反应池中反硝化反应所需的碳源，使污水中的硝态氮和亚硝态氮等含氮污染物得到吸附和降解，从而控制了污水中总氮含量。根据本发明污水脱氮系统适用范围广泛，含固率在0.5～5%之间的污泥均可实现调质;可以强化污水的处理效果，改善污泥特性，消除生物反应池的膨胀污泥;操作简单、安装和运行维护简单方便、占地少、能耗低(几乎不产生电流)以及运行维护成本低。

　　根据本发明的另一方面，提供了一种污水脱氮方法：

　　提供一种污水脱氮系统，包括：