申请日2020.11.06
公开（公告）日2021.03.09
IPC分类号C02F3/30; C02F101/30; C02F101/16; C02F101/10
摘要
本发明属于污水处理的技术领域，具体为一种通过高浓度活性污泥处理有机污染物的系统及工艺，解决了背景技术中的技术问题，该系统包括依次相连通的厌氧池、一级缺氧池、一级好氧池、二级缺氧池、二级好氧池以及膜池。该系统中设置有四级回流机构，能够将后续反应池中的污泥逐级回流至前级反应池中，在膜分离和多级回流机构的共同作用下，通过各级回流机构调整各级反应池中活性污泥浓度，所述系统建设工期短，占地面积小；该工艺融合了大比例多级回流技术、高浓度活性污泥技术、局部区域的同步硝化反硝化技术、同步除磷技术以及膜分离技术，能实现通过高浓度活性污泥高效率处理水中有机污染物，通过该工艺处理之后的水质达到了综合排放标准的要求。
权利要求书
1.一种通过高浓度活性污泥处理有机污染物的系统，其特征在于，包括依次相连通的厌氧池（1）、一级缺氧池（2）、一级好氧池（3）、二级缺氧池（4）、二级好氧池（5）以及膜池（6），厌氧池（1）和一级缺氧池（2）通过第一回流机构（7）相连接，一级缺氧池（2）与一级好氧池（3）通过第二回流机构（8）相连接，二级缺氧池（4）与二级好氧池（5）通过第三回流机构（9）相连接，膜池（6）与一级好氧池（3）通过第四回流机构（10）相连接。
2.根据权利要求1所述的一种通过高浓度活性污泥处理有机污染物的系统，其特征在于，第一回流机构（7）、第二回流机构（8）、第三回流机构（9）和第四回流机构（10）之间的回流比为1.5~2.5:2~4:1~2:3~5。
3.根据权利要求1所述的一种通过高浓度活性污泥处理有机污染物的系统，其特征在于，一级好氧池（3）中设置有用于将一级好氧池（3）分隔为进水通道区和出水通道区的截留墙（11），进水口位于进水通道区，出水口位于出水通道区，截留墙（11）上距离进水口最远的位置处设置有通水缺口（12），一级好氧池（3）的进水口、出水口和通水缺口（12）呈三角形顶点式分布。
4.根据权利要求3所述的一种通过高浓度活性污泥处理有机污染物的系统，其特征在于，第二回流机构（8）的进口设置在靠近一级好氧池（3）的出口位置处。
5.根据权利要求3所述的一种通过高浓度活性污泥处理有机污染物的系统，第四回流机构（10）的出口设置在一级好氧池（3）的进水通道区。
6.根据权利要求1所述的一种通过高浓度活性污泥处理有机污染物的系统，其特征在于，第一回流机构（7）、第二回流机构（8）、第三回流机构（9）均包括潜水污泥回流泵（13），潜水污泥回流泵（13）配套有变频器，潜水污泥回流泵（13）的出口连接有回流井（14）或回流管（15）。
7.根据权利要求1所述的一种通过高浓度活性污泥处理有机污染物的系统，其特征在于，第四回流机构（10）包括井筒式潜水轴流泵（16），井筒式潜水轴流泵（16）配套有变频器，井筒式潜水轴流泵（16）的出口连接至回流渠（17）。
8.根据权利要求1所述的一种通过高浓度活性污泥处理有机污染物的系统，其特征在于，还包括分配水渠（18），二级好氧池（5）的出水通过二级好氧池（5）池壁上设置的溢流孔流至分配水渠（18）中，分配水渠（18）的出水通过分配水渠（18）池壁上设置的附壁闸板阀分流至膜池（6）。
9.根据权利要求1所述的一种通过高浓度活性污泥处理有机污染物的系统，其特征在于，膜池（6）中的膜设置为MBR膜组件。
10.一种通过高浓度活性污泥处理有机污染物的工艺，其特征在于，是基于权利要求1-9所述的任一种通过高浓度活性污泥处理有机污染物的系统实现的，该工艺包括以下步骤：
步骤一：污水经过预处理之后，首先进入厌氧池（1），一级缺氧池（2）的回流污泥通过第一回流机构（7）进入厌氧池（1）后与污水在厌氧池（1）中混合，第一回流机构（7）的回流比为1.5~2.5；
步骤二：厌氧池（1）的出水进入一级缺氧池（2）中，一级好氧池（3）的回流污泥通过第二回流机构（8）进入一级缺氧池（2）后与厌氧池（1）的出水在一级缺氧池（2）中混合，一级缺氧池（2）形成局部同步硝化反硝化区域，第二回流机构（8）的回流比为2~4；
步骤三：一级缺氧池（2）的出水进入一级好氧池（3）中，膜池（6）的回流污泥通过第四回流机构（10）进入一级好氧池（3）后与一级缺氧池（2）的出水在一级好氧池（3）中混合，同时在一级好氧池（3）中投放除磷药剂，第四回流机构（10）的回流比为3~5；
步骤四：一级好氧池（3）的出水进入二级缺氧池（4）中，二级好氧池（5）的回流污泥通过第三回流机构（9）进入二级缺氧池（4）后与一级好氧池（3）的出水在二级缺氧池（4）中混合，同时在二级缺氧池（4）中补充碳源，第三回流机构（9）的回流比为1~2；
步骤五：二级缺氧池（4）的出水进入二级好氧池（5）中，在二级好氧池（5）中发生硝化反应；
步骤六：二级好氧池（5）的出水进入膜池（6），膜池（6）对活性污泥进行截留，实现固液分离后，清水排出。
说明书
一种通过高浓度活性污泥处理有机污染物的系统及工艺
技术领域
本发明属于污水处理的技术领域，具体为一种通过高浓度活性污泥处理有机污染物的系统及工艺。
背景技术
高浓度活性污泥法是在高活性污泥浓度，低溶解氧的条件下，使得在生化反应装置中的微生物数量极大、菌群特殊化、降解高效化，可以对污染物进行高效的降解。
但是现有技术中实现高浓度活性污泥法的途径存在很多不足，比如说处理流程较长，建设工期长，占地面积大，而且后续运行维护劳动量大，出水水质不稳定等。
发明内容
本发明旨在解决现有技术中实现高浓度活性污泥法的途径存在很多不足的技术问题，提供了一种通过高浓度活性污泥处理有机污染物的系统及工艺。
本发明提供了一种通过高浓度活性污泥处理有机污染物的系统，包括依次相连通的厌氧池、一级缺氧池、一级好氧池、二级缺氧池、二级好氧池以及膜池，厌氧池和一级缺氧池通过第一回流机构相连接，一级缺氧池与一级好氧池通过第二回流机构相连接，二级缺氧池与二级好氧池通过第三回流机构相连接，膜池与一级好氧池通过第四回流机构相连接。因为本系统中设置有四级回流机构，能够将后续反应池中的污泥逐级回流至前级反应池中，在膜分离技术和多级回流机构的共同作用下，通过各级回流机构调整各级反应池中活性污泥浓度，处理效果好，而且能够保证处理流程缩短，所述系统建设工期短，占地面积小，而且后续运行维护工作量小，能够保证出水水质。
优选的，第一回流机构、第二回流机构、第三回流机构和第四回流机构之间的回流比为1.5~2.5:2~4:1~2:3~5。通过控制第一回流机构、第二回流机构、第三回流机构和第四回流机构之间的回流比能够调整各级生物反应池中活性污泥浓度，进而使各阶段的污泥浓度是常规工艺的2-3倍，形成低溶解氧状态，生物反应池中污泥颗粒的直径较小，新陈代谢作用不强，其表面隔离膜较少，因而氧元素及其他基质的在回流过程中传递较易，易实现氨氮的硝化。通过回流比能够控制本系统的总回流量是进水量的8-14倍，进而使所述系统实现大比例多级回流。
优选的，一级好氧池中设置有用于将一级好氧池分隔为进水通道区和出水通道区的截留墙，进水口位于进水通道区，出水口位于出水通道区，截留墙上距离进水口最远的位置处设置有通水缺口，一级好氧池的进水口、出水口和通水缺口呈三角形顶点式分布。设置截流墙是为了水流在一级好氧池中反应时间增长，因为一级好氧池的进水口、出水口和通水缺口呈三角形顶点式分布使得污水从进水口流入后，先流经进水通道区，再从通水缺口流至出水通道区，流经出水通道区后从出水口流入二级有缺氧池中。
优选的，第二回流机构的进口设置在靠近一级好氧池的出口位置处。这是为了等待处理水在一级好氧池中反应充分之后，再被第二回流机构抽回至一级缺氧池中。
优选的，第四回流机构的出口设置在一级好氧池的进水通道区。这是为了防止膜池中的回流污泥回流至一级好氧池后被又直接被排出，设置在一级好氧池的进水通道区的话，回流污泥就能随着水流在以及好氧池中充分混合，起到调节一级好氧池中污泥浓度的作用。
优选的，第一回流机构、第二回流机构、第三回流机构均包括潜水污泥回流泵，潜水污泥回流泵配套有变频器，潜水污泥回流泵的出口连接有回流井或回流管。变频器用于调节潜水污泥回流泵的流量，这能实现更加准确的调节回流比，潜水污泥回流泵的出口直接连接至回流井或回流管，这是使回流机构出水更加稳定，进而能更加准确的测量不同反应池中的污泥浓度，从而更加精确的控制回流比，而且前三级回流中，第一回流机构、第二回流机构、第三回流机构均采用潜水污泥回流泵，充分发挥出了潜水污泥回流泵微扬程、大流量、低能耗的特性。潜水污泥回流泵通常设置有拍门，防止发生倒流。
优选的，第四回流机构包括井筒式潜水轴流泵，井筒式潜水轴流泵配套有变频器，井筒式潜水轴流泵的出口连接至回流渠。从膜池到一级好氧池的回流过程中，使用井筒式潜水轴流泵进行回流能充分发挥井筒式潜水轴流泵低扬程、大量流以及低能耗的特性，十分适合此处的反应池环境，井筒式潜水轴流泵的出口通常设置有拍门，防止发生倒流。设置回流渠是为了使第四回流机构出水更加稳定，进而能更加准确的测量反应池中的污泥浓度，从而更加精确的控制回流比。
优选的，还包括分配水渠，二级好氧池的出水通过二级好氧池池壁上设置的溢流孔流至分配水渠中，分配水渠的出水通过分配水渠池壁上设置的附壁闸板阀分流至膜池。设置分配水渠是为了后续膜池进水均匀。
优选的，膜池中的膜设置为MBR膜组件。MBR膜组件对活性污泥进行截留，增强系统的稳定性，保证出水水质，提高膜池的污泥浓度。水穿过MBR膜组件流至出水管道中。
本发明还提供了一种通过高浓度活性污泥处理有机污染物的工艺，是基于本发明所述的一种通过高浓度活性污泥处理有机污染物的系统实现的，该工艺包括以下步骤：
步骤一：污水经过预处理之后，首先进入厌氧池，一级缺氧池的回流污泥通过第一回流机构进入厌氧池后与污水在厌氧池中混合，第一回流机构的回流比为1.5~2.5；这一步既克服了传统A2/O工艺中硝态氮对厌氧释磷的不利影响，提高生物除磷效果，因为预处理进水中污泥含量几乎没有，所以将一级缺氧池中的污泥回流至厌氧池中，又提高了厌氧池污泥浓度，从而提高了活性污泥处理有机污染物的效率；
步骤二：厌氧池的出水进入一级缺氧池中，一级好氧池的回流污泥通过第二回流机构进入一级缺氧池后与厌氧池的出水在一级缺氧池中混合，一级缺氧池形成局部同步硝化反硝化区域，第二回流机构的回流比为2~4；一级好氧池的回流污泥增加了一级缺氧池中活性污泥的浓度，一级缺氧池中利用原有进水中的原始碳源为营养物质，而且缺氧状态下发生反硝化作用，一级好氧池的回流污泥会将部分氧气带入一级缺氧池中，故氧气能促使硝化作用，从而在一级缺氧池中形成了局部同步硝化反硝化区域，强化生物处理效果，同时在一级缺氧池中单位池容的反硝化速率明显提高，能够高效、稳定地去除回流污泥中的硝酸盐，污泥稳定性明显改善；
步骤三：一级缺氧池的出水进入一级好氧池中，膜池的回流污泥通过第四回流机构进入一级好氧池后与一级缺氧池的出水在一级好氧池中混合，同时在一级好氧池中投放除磷药剂，第四回流机构的回流比为3~5；膜池的回流污泥能大幅度提高一级好氧池的活性污泥浓度，在一级好氧池中将有机物彻底去除，同时去除部分氨氮，水中的有机物被分解成氮盐，被氧化后就形成硝态氮，硝态氮多了，硝酸盐就多了，那么反硝化作用中就有高浓度的硝酸盐，故促进了一级缺氧池的反硝化作用，在一级好氧池中投加除磷药剂，除磷药剂能够在好氧状态下吸磷，确保出水的总磷指标；
步骤四：一级好氧池的出水进入二级缺氧池中，二级好氧池的回流污泥通过第三回流机构进入二级缺氧池后与一级好氧池的出水在二级缺氧池中混合，同时在二级缺氧池中补充碳源，第三回流机构的回流比为1~2；二级好氧池的回流污泥能大幅度提高二级缺氧池中的活性污泥的浓度，补充的新的碳源能够为反硝化作用提供足够的营养物质，确保二级缺氧池的反硝化作用，也弥补了一级好氧池硝化作用不充分的情况，保证出水总氮指标；
步骤五：二级缺氧池的出水进入二级好氧池中，在二级好氧池中发生硝化反应；二级好氧池对氨氮进行充分硝化；
步骤六：二级好氧池的出水进入膜池，膜池对活性污泥进行截留，实现固液分离后，清水排出。
本发明所述的一种通过高浓度活性污泥处理有机污染物的工艺的总回流量是进水量的8-14倍，实现了大比例回流，而且强化了硝化作用，同时增强了同步硝化反硝化作用，污泥产率低，有机物去除率高，水处理效率好，对水质水量的变化适应力强，耐冲击负荷强。本发明所述工艺融合了大比例多级回流技术、高浓度活性污泥技术、局部区域的同步硝化反硝化技术、同步除磷技术以及膜分离技术，能实现通过高浓度活性污泥高效率处理有机污染物，通过该工艺处理之后的水质达到了综合排放标准的要求，解决了人工处理能耗高、自然处理占地面积大的问题。
本发明的有益效果是：本发明所述系统中设置有四级回流机构，能够将后续反应池中的污泥逐级回流至前级反应池中，在膜分离技术和多级回流机构的共同作用下，通过各级回流机构调整各级反应池中活性污泥浓度，处理效果好，而且能够保证处理流程缩短，所述系统建设工期短，占地面积小，后续运行维护工作量小，能够保证出水水质；本发明所述工艺中总回流量是进水量的10-12倍，实现了大比例回流，而且强化了硝化作用，同时增强了同步硝化反硝化作用，污泥产率低，有机物去除率高，水处理效率好，对水质水量的变化适应力强，耐冲击负荷强；所述工艺融合了大比例多级回流技术、高浓度活性污泥技术、局部区域的同步硝化反硝化技术、同步除磷技术以及膜分离技术，能实现通过高浓度活性污泥高效率处理有机污染物，通过该工艺处理之后的水质达到了综合排放标准的要求，解决了人工处理能耗高、自然处理占地面积大的问题。
（发明人：任鹏飞;江家京;冯美丹;沈鹤龄;曹旭宏）
