公布日：2022.10.11
申请日：2022.06.27
分类号：C02F3/30(2006.01)I
摘要
本发明公开一种脱氮除磷及污泥减量化污水处理系统及工艺，其系统包括缺氧池、第一好氧池、第二好氧池、二沉池和硝化滤池，缺氧池、第一好氧池和第二好氧池共同组成生物池；本发明将硝化反应后置，避免传统脱氮除磷工艺存在的污泥龄矛盾，减少了微生物好氧代谢时间，污泥增殖速率低，同时利用异养微生物在营养充足，代谢速率不足时，将能量转换为胞内能源存，降低微生物对有机物直接利用率，污泥合成代谢产率降低，在溶解氧受限时，可利用硝态氮中化合氧进行脱氮除磷特性，实现了一碳两用，相较传统工艺，污泥减量40%以上，脱氮除磷效果提高30%以上，整体运营费用低，能耗不高，污泥产量小，且出水可以满足地表水准IV标准。
权利要求书
1.一种脱氮除磷及污泥减量化污水处理系统，其特征在于：包括缺氧池（1）、第一好氧池（2）、第二好氧池（3）、二沉池（4）和硝化滤池（5），所述缺氧池（1）、第一好氧池（2）和第二好氧池（3）共同组成生物池，所述第一好氧池（2）位于缺氧池（1）和第二好氧池（3）之间，所述缺氧池（1）侧壁上设有进水管（6），所述第一好氧池（2）和第二好氧池（3）内均设有曝气设施（7），所述硝化滤池（5）上连接有混合液回流管（8），所述混合液回流管（8）远离硝化滤池（5）的一端分别连接缺氧池（1）和第二好氧池（3），所述硝化滤池（5）的出水口连接有出水管（9），所述硝化滤池（5）内设有与混合液回流管（8）连接的混合液回流泵（10），所述二沉池（4）和缺氧池（1）之间连接有污泥回流管（11），所述二沉池（4）分别通过管路与第二好氧池（3）以及硝化滤池（5）连通。
2.根据权利要求1所述的一种脱氮除磷及污泥减量化污水处理系统，其特征在于：所述缺氧池（1）内设有搅拌器，所述第一好氧池（2）内曝气设施（7）的密度大于第二好氧池（3）内曝气设施（7）的密度。
3.根据权利要求1所述的一种脱氮除磷及污泥减量化污水处理系统，其特征在于：所述缺氧池（1）通过上部孔洞与第一好氧池（2）连通，所述第一好氧池（2）通过底部孔洞与第二好氧池（3）连通，所述第二好氧池（3）的出水口位于第二好氧池（3）侧壁的上部。
4.根据权利要求1所述的一种脱氮除磷及污泥减量化污水处理系统，其特征在于：所述第一好氧池（2）内的溶解氧控制在2mg/L以上，所述第二好氧池（3）内的溶解氧控制在在1mg/L以下。
5.根据权利要求1所述的一种脱氮除磷及污泥减量化污水处理系统，其特征在于：所述二沉池（4）内的污泥通过污泥回流管（11）回流至缺氧池（1），回流比为80%-100%。
6.根据权利要求1所述的一种脱氮除磷及污泥减量化污水处理系统，其特征在于：所述硝化滤池（5）内的消化液回流至缺氧池（1）和第二好氧池（3），其中回流至缺氧池（1）的回流比为200%-300%，回流至第二好氧池（3）的回流比结合实际进水磷酸盐浓度进行控制，且硝态氮和磷酸盐浓度按2:1进行控制。
7.一种脱氮除磷及污泥减量化污水处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：待处理污水从进水管（6）注入缺氧池（1），并在缺氧池（1）内与污泥回流管（11）和混合液回流管（8）的排出物混合，发生反硝化反应，反应后的污水从缺氧池（1）上部孔洞进入第一好氧池（2），第一好氧池（2）内微生物将外部碳源转换为PHB储存在细胞内，第一好氧池（2）的污水再从底部孔洞进入第二好氧池（3），第二好氧池（3）控制溶解氧造成微生物对分子氧竞争，使微生物发生同步反硝化聚磷反应，然后污水经曝气设施（7）曝气后从第二好氧池（3）上部的排水管（12）进入二沉池（4）并进行泥水分离，其中污泥通过污泥回流管（11）回流至缺氧池（11）维持污泥活性，其中上清液出水至硝化滤池（5）进行硝化反应，硝化滤池（5）再利用混合液回流泵（10）将硝化液回流至缺氧池（1）和第二好氧池（3），最后处理后的污水出水达标并通过硝化滤池（5）上出水管（9）排放，即完成污水处理。
8.根据权利要求7所述的一种脱氮除磷及污泥减量化污水处理，其特征在于：第一好氧池（2）内污水的停留时间控制为1-2h，硝化滤池（5）内的硝化反应采用生物膜法，且无污泥增殖反应。
9.根据权利要求7所述的一种脱氮除磷及污泥减量化污水处理，其特征在于：第二好氧池（3）内的微生物存在分子氧竞争矛盾并发生同步脱氮除磷反应，且脱氮除磷反应采用活性污泥法。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提出一种脱氮除磷及污泥减量化污水处理系统及工艺，解决传统脱氮除磷工艺存在能耗高，污泥产量大，出水无法满足地表水准IV标准，需要增加物理或生物等深度处理工艺，工程投资大，运行费用高的问题。
为了实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种脱氮除磷及污泥减量化污水处理系统，包括缺氧池、第一好氧池、第二好氧池、二沉池和硝化滤池，所述缺氧池、第一好氧池和第二好氧池共同组成生物池，所述第一好氧池位于缺氧池和第二好氧池之间，所述缺氧池侧壁上设有进水管，所述第一好氧池和第二好氧池内均设有曝气设施，所述硝化滤池上连接有混合液回流管，所述混合液回流管远离硝化滤池的一端分别连接缺氧池和第二好氧池，所述硝化滤池的出水口连接有出水管，所述硝化滤池内设有与混合液回流管连接的混合液回流泵，所述二沉池和缺氧池之间连接有污泥回流管，所述二沉池分别通过管路与第二好氧池以及硝化滤池连通。
进一步改进在于：所述缺氧池内设有搅拌器，所述第一好氧池内曝气设施的密度大于第二好氧池内曝气设施的密度。
进一步改进在于：所述缺氧池通过上部孔洞与第一好氧池连通，所述第一好氧池通过底部孔洞与第二好氧池连通，所述第二好氧池的出水口位于第二好氧池侧壁的上部。
进一步改进在于：所述第一好氧池内的溶解氧控制在2mg/L以上，所述第二好氧池内的溶解氧控制在在1mg/L以下。
进一步改进在于：所述二沉池内的污泥通过污泥回流管回流至缺氧池，回流比为80%-100%。
进一步改进在于：所述硝化滤池内的消化液回流至缺氧池和第二好氧池，其中回流至缺氧池的回流比为200%-300%，回流至第二好氧池的回流比结合实际进水磷酸盐浓度进行控制，且硝态氮和磷酸盐浓度按2:1进行控制。
一种脱氮除磷及污泥减量化污水处理工艺，包括以下步骤：待处理污水从进水管注入缺氧池，并在缺氧池内与污泥回流管和混合液回流管的排出物混合，发生反硝化反应，反应后的污水从缺氧池上部孔洞进入第一好氧池，第一好氧池内微生物将外部碳源转换为PHB储存在细胞内，第一好氧池的污水再从底部孔洞进入第二好氧池，第二好氧池控制溶解氧造成微生物对分子氧竞争，使微生物发生同步反硝化聚磷反应，然后污水经曝气设施曝气后从第二好氧池上部的排水管进入二沉池并进行泥水分离，其中污泥通过污泥回流管回流至缺氧池维持污泥活性，其中上清液出水至硝化滤池进行硝化反应，硝化滤池再利用混合液回流泵将硝化液回流至缺氧池和第二好氧池，最后处理后的污水出水达标并通过硝化滤池上出水管排放，即完成污水处理。
进一步改进在于：第一好氧池内污水的停留时间控制为-h，硝化滤池内的硝化反应采用生物膜法，且无污泥增殖反应。
进一步改进在于：第二好氧池内的微生物存在分子氧竞争矛盾并发生同步脱氮除磷反应，且脱氮除磷反应采用活性污泥法。
本发明的有益效果为：本发明将硝化反应后置，避免传统脱氮除磷工艺存在的污泥龄矛盾，减少了微生物好氧代谢时间，污泥增殖速率低，同时利用异养微生物在营养充足，代谢速率不足时，将能量转换为胞内能源存，降低微生物对有机物直接利用率，污泥合成代谢产率降低，在溶解氧受限时，可利用硝态氮中化合氧进行脱氮除磷特性，实现了一碳两用，相较传统工艺，污泥减量40%以上，脱氮除磷效果提高30%以上，整体运营费用低，能耗不高，污泥产量小，且出水可以满足地表水准IV标准。
（发明人：孙鹏;杨日剑;李光磊;陈祥宏;代道朋）
