申请日2019.12.30
公开(公告)日2020.04.17
IPC分类号C02F9/14; C02F3/30; C02F101/10; C02F101/16; C02F101/38
摘要
本发明属于含磷含氮污水处理技术领域，具体为一种高效同步脱氮除磷污水处理一体化设备及其处理方法。该设备包括缺氧池Ⅰ(1)、好氧池Ⅰ(2)、缺氧池Ⅱ(3)、好氧池Ⅱ(4)、沉淀池(5)和清水池(6)，其特征在于：缺氧池Ⅰ(1)、好氧池Ⅰ(2)、缺氧池Ⅱ(3)、好氧池Ⅱ(4)、沉淀池(5)和清水池(6)并排设置在一个壳体内，每个池均通过隔板分隔开等等;通过该设备和方法，污水总磷去除率大于95%，总氮去除率大于90%，较目前的传统设备提高了总氮和总磷去除率，满足氨氮和总磷含量相对偏高污水的处理要求。
权利要求书
1.一种高效同步脱氮除磷污水处理一体化设备，包括缺氧池Ⅰ(1)、好氧池Ⅰ(2)、缺氧池Ⅱ(3)、好氧池Ⅱ(4)、沉淀池(5)和清水池(6)，其特征在于：缺氧池Ⅰ(1)、好氧池Ⅰ(2)、缺氧池Ⅱ(3)、好氧池Ⅱ(4)、沉淀池(5)和清水池(6)并排设置在一个壳体内，每个池均通过隔板分隔开;在缺氧池Ⅰ(1)的左侧上方设置进水口(8)，缺氧池Ⅰ(1)与好氧池Ⅰ(2)之间通过侧壁上端设置的缺氧池Ⅰ溢流堰(10)连通;好氧池Ⅰ(2)与缺氧池Ⅱ(3)之间通过侧壁上端设置的好氧池Ⅰ溢流堰(11)连通;缺氧池Ⅱ(3)与好氧池Ⅱ(4)之间通过侧壁上端设置的缺氧池Ⅱ溢流堰(12)连通;好氧池Ⅱ(4)与沉淀池(5)之间通过侧壁上端设置的好氧池Ⅱ溢流堰(13)连通;沉淀池(5)和清水池(6)之间通过侧壁上端设置的沉淀池溢流堰(15)连通;在清水池(6)右侧上方设置出水口(16)。
2.如权利要求1所述的高效同步脱氮除磷污水处理一体化设备，其特征在于：在缺氧池Ⅰ(1)内的底部设有穿孔布水器(9)，在缺氧池Ⅰ(1)内的上方设置缺氧池Ⅰ组合填料层(19)，缺氧池Ⅰ组合填料层(19)的高度低于进水口(8)和缺氧池Ⅰ溢流堰(10)。
3.如权利要求1所述的高效同步脱氮除磷污水处理一体化设备，其特征在于：在好氧池Ⅰ(2)内的底部设置好氧池Ⅰ微孔曝气装置(21)和回流泵(17)，上方设置好氧池Ⅰ组合填料层(20);在好氧池Ⅱ(4)内的底部设置好氧池Ⅱ微孔曝气装置(23)，上方设置好氧池Ⅱ组合填料层(24)。
4.如权利要求3所述的高效同步脱氮除磷污水处理一体化设备，其特征在于：好氧池Ⅰ微孔曝气装置(21)与好氧池Ⅱ微孔曝气装置(23)均与壳体外的鼓风机(7)连接。
5.如权利要求1所述的高效同步脱氮除磷污水处理一体化设备，其特征在于：在沉淀池(5)内的中部位置设置沉淀池导流装置(14)，底部设置污泥泵(18)。
6.如权利要求1所述的高效同步脱氮除磷污水处理一体化设备，其特征在于：在缺氧池Ⅱ(3)内的上方设置缺氧池Ⅱ组合填料层(22)。
7.利用权利要求1至6中任意一项权利要求所述设备进行污水处理的方法，其特征在于包括以下步骤：
1)污水经进水口(8)和穿孔布水器均匀进入缺氧池Ⅰ(1);
2)再经缺氧池Ⅰ溢流堰(10)进入好氧池Ⅰ(2)，好氧池Ⅰ(2)中部分混合液通过回流泵(17)回流至缺氧池Ⅰ(1);
3)好氧池Ⅰ(2)出水经好氧池Ⅰ溢流堰(11)进入缺氧池Ⅱ(3);
4)缺氧池Ⅱ(3)出水经缺氧池Ⅱ溢流堰(12)进入好氧池Ⅱ(4)，控制DO2～4mg/L，容积负荷0.4kgBOD5/(m3·d)～0.7kgBOD5/(m3·d);
5)好氧池Ⅱ(4)出水经好氧池Ⅱ溢流堰(13)和沉淀池导流筒(14)进入沉淀池(5)，水力停留时间1.5～4h;
6)上清液经沉淀池溢流堰(15)进入清水池(6)通过出水口(16)排出设备，水力停留时间>0.5h。
8.如权利要求7所述污水处理的方法，其特征在于：，缺氧池Ⅰ(1)控制DO≤0.3mg/L，反硝化容积负荷0.8kgN03-N/(m3·d)～4kgN03-N/(m3·d)。
9.如权利要求7所述污水处理的方法，其特征在于：好氧池Ⅰ(2)控制DO1～2mg/L，容积负荷0.5kgBOD5/(m3·d)～2kgBOD5/(m3·d)。
10.如权利要求7所述污水处理的方法，其特征在于：缺氧池Ⅱ(3)控制DO≤0.3mg/L，反硝化容积负荷0.8kgN03-N/(m3·d)～4kgN03-N/(m3·d)。
说明书
一种高效同步脱氮除磷污水处理一体化设备及其处理方法
技术领域
本发明属于含磷含氮污水处理技术领域，具体为一种高效同步脱氮除磷污水处理一体化设备及其处理方法。
背景技术
目前传统同步脱氮除磷污水处理一体化设备内部设置厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池和清水池，主要反应部分为厌氧池、缺氧生化池和好氧生化池，属于厌氧-缺氧-好氧生物同步脱氮除磷工艺，是最简单的同步脱氮除磷工艺。由于生物脱氮和生物除磷各自的优势菌属不同，所以污泥龄最佳参数有较大的差异，而且脱氮中的硝化单元产生的硝酸盐会影响除磷效果。传统的脱氮除磷一体化设备(AAO)将生物脱氮中的硝化和除磷设置在同一反应单元，而且设计参数时综合考虑两部分的参数差异，折中设计参数，致使脱氮除磷都不在最佳范围内，同步脱氮除磷效率不高，总磷去除率50～75%，总氮去除率55～80%。
现有的传统同步脱氮除磷污水处理一体化设备处理氨氮和总磷含量相对偏低的生活污水可以满足排放要求，但用于处理氨氮和总磷含量相对偏高的污水很难达到排放要求。
传统同步脱氮除磷污水处理一体化设备反应池采用厌氧池、缺氧池和好氧池(AAO)，由于脱氮除磷效率有限，出水氨氮和很难达到污水排放要求。基于此，研究开发设计一种高效同步脱氮除磷污水处理一体化设备就很有必要。
发明内容
本发明根据以上技术问题，提供一种高效同步脱氮除磷污水处理一体化设备及其处理方法。本发明可解决处理高氨氮的污水、出水水质要求高的问题。设备内的好氧池Ⅰ主要功能是去除有机物和硝化反应，好氧池Ⅱ设置在缺氧池Ⅱ后端，污水经两级反硝化彻底脱氮后进入好氧池Ⅱ，避免硝化反应后污水中NOx-较高影响除磷效果。
本发明的具体技术方案如下：
一种高效同步脱氮除磷污水处理一体化设备，包括缺氧池Ⅰ、好氧池Ⅰ、缺氧池Ⅱ、好氧池Ⅱ、沉淀池和清水池，其缺氧池Ⅰ、好氧池Ⅰ、缺氧池Ⅱ、好氧池Ⅱ、沉淀池和清水池并排设置在一个壳体内，每个池均通过隔板分隔开;在缺氧池Ⅰ的左侧上方设置进水口，缺氧池Ⅰ与好氧池Ⅰ之间通过侧壁上端设置的缺氧池Ⅰ溢流堰连通;好氧池Ⅰ与缺氧池Ⅱ之间通过侧壁上端设置的好氧池Ⅰ溢流堰连通;缺氧池Ⅱ与好氧池Ⅱ之间通过侧壁上端设置的缺氧池Ⅱ溢流堰连通;好氧池Ⅱ与沉淀池之间通过侧壁上端设置的好氧池Ⅱ溢流堰连通;沉淀池和清水池之间通过侧壁上端设置的沉淀池溢流堰连通;在清水池右侧上方设置出水口。
在缺氧池Ⅰ内的底部设有穿孔布水器，在缺氧池Ⅰ内的上方设置缺氧池Ⅰ组合填料层，缺氧池Ⅰ组合填料层的高度低于进水口和缺氧池Ⅰ溢流堰。
在好氧池Ⅰ内的底部设置好氧池Ⅰ微孔曝气装置和回流泵，上方设置好氧池Ⅰ组合填料层;在好氧池Ⅱ内的底部设置好氧池Ⅱ微孔曝气装置，上方设置好氧池Ⅱ组合填料层。
好氧池Ⅰ微孔曝气装置与好氧池Ⅱ微孔曝气装置均与壳体外的鼓风机连接。
在沉淀池内的中部位置设置沉淀池导流装置，底部设置污泥泵。
在缺氧池Ⅱ内的上方设置缺氧池Ⅱ组合填料层。
利用以上所述设备进行污水处理的方法，包括以下步骤：
1)污水经进水口和穿孔布水器均匀进入缺氧池Ⅰ。
缺氧池Ⅰ的作用：通过穿孔布水器将流入的原污水均匀分布，缺氧池Ⅰ组合填料层上生长的反硝化菌利用污水中的有机物作为碳源，将缺氧池Ⅱ的内回流液中的硝态氮还原转化成氮气，达到脱氮的目的。缺氧池Ⅰ控制DO≤0.3mg/L，反硝化容积负荷0.8kgN03-N/(m3·d)～4kgN03-N/(m3·d)。2)再经缺氧池Ⅰ溢流堰进入好氧池Ⅰ，好氧池Ⅰ中部分混合液通过回流泵回流至缺氧池Ⅰ。
好氧池Ⅰ的作用，在曝气充氧条件下，主要目的是通过异养型好氧菌将污水中的有机物降解，同时通过自养型硝化菌将污水中的氨氮氧化为硝态氮，再将混合液回流至缺氧池Ⅰ进行反硝化脱氮。控制回流比100%～400%，DO1～2mg/L，容积负荷0.5kgBOD5/(m3·d)～2kgBOD5/(m3·d)。
3)好氧池Ⅰ出水经好氧池Ⅰ溢流堰进入缺氧池Ⅱ。
在好氧池Ⅰ后端设置缺氧池Ⅱ，主要目的是通过缺氧池Ⅱ组合填料层上生长的反硝化菌将污水中残留的部分硝态氮还原转化成氮气，进一步提升脱氮率，同时去除硝态氮，减少其对除磷效果的影响，提高除磷率。缺氧池Ⅱ控制DO≤0.3mg/L，反硝化容积负荷0.8kgN03-N/(m3·d)～4kgN03-N/(m3·d)。
4)缺氧池Ⅱ出水经缺氧池Ⅱ溢流堰进入好氧池Ⅱ。
缺氧池Ⅱ后端设置好氧池Ⅱ，主要目的是通过聚磷菌吸收磷，其次是进一步去除有机物。控制DO2～4mg/L，容积负荷0.4kgBOD5/(m3·d)～0.7kgBOD5/(m3·d);5)好氧池Ⅱ出水经好氧池Ⅱ溢流堰和沉淀池导流筒进入沉淀池，水力停留时间1.5～4h。
好氧池Ⅱ出水进入沉淀池进行固液分离，沉淀池上清液进入清水池达标排放，部分含磷污泥作为剩余污泥排出系统。增加好氧池Ⅱ的目的在于将传统A/A/O工艺中的好氧区进行功能分区，分为好氧池Ⅰ和好氧池Ⅱ。好氧池Ⅰ的主要功能是去除有机物和硝化反应，好氧池Ⅱ的主要功能是吸收磷，这是避免硝化反应中产生的大量硝酸盐对除磷反应产生影响，降低除磷率。
6)上清液经沉淀池溢流堰进入清水池通过出水口排出设备，水力停留时间>0.5h。
本发明的积极效果体现在：
(一)、本发明的一体化设备内部将反应池设计成缺氧池Ⅰ-好氧池Ⅰ-缺氧池Ⅱ-好氧池Ⅱ，将现有设备中的好氧反应分为两个反应区，好氧池Ⅰ主要功能是去除有机物和硝化反应，好氧池Ⅱ设置在缺氧池Ⅱ后端，污水经两级反硝化彻底脱氮后进入好氧池Ⅱ，避免硝化反应后污水中NOx-较高影响除磷效果。
(二)采用本发明所述的一体化设备，总磷去除率大于95%，总氮去除率大于90%，较目前的传统设备提高了总氮和总磷去除率，满足氨氮和总磷含量相对偏高污水的处理要求。（发明人刘永刚;符宇航;彭传丰;刘昌辉;李斌;蔡晓波;陈俊;卢珊）
