公布日：2023.06.09
申请日：2023.02.22
分类号：C02F3/30(2023.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/10(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种高效节能污水脱氮除磷装置和工艺，通过双泥法及独立存在于不同工艺单元中的优势菌种进行含氨氮含磷废水的多级脱氮除磷，实现一碳多用节省碳源投加，工艺能耗低、运行稳定、出水效果好，其特征在于，包括污泥缺氧池，第一配水管，第二快沉池污泥回流管，厌氧释磷池，第二配水管，第一快沉池，出泥管，亚硝化池，厌氧氨氧化池，缺氧反硝化吸磷池，第二快沉池，第一剩余污泥排放管，好氧池，缺氧池，沉淀池，第二剩余污泥排放管，滤池进水池，和自养反硝化滤池，出水管。
权利要求书
1.一种高效节能污水脱氮除磷装置，其特征在于，包括具有第一进口、第二进口和第一出口的污泥缺氧池，第一进口连接第一配水管，第二进口连接污泥回流管，第一出口连接厌氧释磷池的第三进口，所述厌氧释磷池具有第二出口和连接第二配水管的第四进口，所述第二出口连接第一快沉池的第五进口，所述第一快沉池具有第三出口和通过出泥管连接缺氧反硝化吸磷池的第四出口，所述第三出口连接亚硝化池的第六进口，所述亚硝化池的第五出口连接厌氧氨氧化池的第七进口，所述厌氧氨氧化池的第六出口连接缺氧反硝化吸磷池的第八进口，所述缺氧反硝化吸磷池的第九进口连接所述第四出口，所述缺氧反硝化吸磷池的第七出口连接第二快沉池的第十进口，所述第二快沉池的第八出口连接好氧池的第十一进口，所述第二快沉池具有连接第一剩余污泥排放管的第九出口和连接所述第二进口的第十出口，所述好氧池的第十一出口连接缺氧池的第十二进口，所述缺氧池的第十二出口连接沉淀池的第十三进口，所述沉淀池具有连接滤池进水池第十四进口的第十三出口和连接第二剩余污泥排放管的第十四出口，所述滤池进水池的第十五出口连接自养反硝化滤池的第十五进口，所述自养反硝化滤池的第十六出口连接出水管。
2.根据权利要求1所述的高效节能污水脱氮除磷装置，其特征在于，所述第一配水管和第二配水管通过各自的阀门连接配水总管。
3.根据权利要求1所述的高效节能污水脱氮除磷装置，其特征在于，所述污泥回流管上和所述出泥管上均设置有电动泵。
4.根据权利要求1所述的高效节能污水脱氮除磷装置，其特征在于，所述滤池进水池与所述自养反硝化滤池相连接的管路上设置有电动泵。
5.根据权利要求1所述的高效节能污水脱氮除磷装置，其特征在于，所述第一快沉池、所述第二快沉池和所述沉淀池均具有向下收缩的锥形底部。
6.根据权利要求1所述的高效节能污水脱氮除磷装置，其特征在于，所述污泥缺氧池、所述厌氧释磷池、和所述缺氧反硝化吸磷池均装有顶装立轴式搅拌机或双曲面搅拌机或潜水搅拌机。
7.根据权利要求1所述的高效节能污水脱氮除磷装置，其特征在于，所述厌氧氨氧化池的底部装有用于间歇搅拌的潜水搅拌机，所述亚硝化池、所述好氧池、和所述缺氧池的底部均装有穿孔曝气管。
8.一种高效节能污水脱氮除磷工艺，其特征在于，采用上述权利要求1-7之一所述的高效节能污水脱氮除磷装置，通过双泥法及独立存在于不同工艺单元中的各相应菌种进行含氨氮含磷废水的多级脱氮除磷，实现一碳多用以节省碳源。
9.根据权利要求8所述的高效节能污水脱氮除磷工艺，其特征在于，所述各相应菌种包括相互独立存在的硝化菌、反硝化菌、好氧聚磷菌。
10.根据权利要求8所述的高效节能污水脱氮除磷工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，低C/N的高氨氮含磷废水通过厌氧释磷池配水管进入厌氧释磷池，池内的反硝化除磷菌进行释磷并吸收进水中的碳源并把吸收的碳源转化为聚β羟基丁酸PHB；步骤2，厌氧释磷池出水进入第一快沉池进行泥水分离，富含反硝化除磷菌的沉泥经第一快沉池出泥管由泵打至缺氧反硝化吸磷池，第一快沉池的富含氨氮的上清液自流进入亚硝化池，在亚硝化菌的作用下进行亚硝化反应把约57％的氨氮转化为亚硝酸氮；步骤3，亚硝化池出水进入厌氧氨氧化池，在厌氧氨氧化菌作用下进行厌氧氨氧化反应，参与反应的氨氮和亚硝酸盐氮转化为N2和硝酸盐氮，含未反应的氨氮、未反应的亚硝酸盐氮、和生成的硝酸盐氮的厌氧氨氧化池出水自流进入缺氧反硝化吸磷池，在池内反硝化除磷菌利用亚硝酸盐氮、硝酸盐氮做为电子受体氧化体内PHB并大量吸磷，完成部分亚硝酸盐氮、硝酸盐氮和磷的同步去除，实现一碳两用；步骤4，缺氧反硝化吸磷池的出水进入第二快沉池进行泥水分离，富含反硝化除磷菌的含磷沉泥经第二快沉池污泥回流管由泵打至污泥缺氧池中，同时含碳源的系统进水经污泥缺氧池配水管进入污泥缺氧池中补充部分碳源，在污泥缺氧池内异养反硝化菌进行异养反硝化反应，耗尽池内污泥携带来的亚硝酸盐氮和硝酸盐氮，之后不含亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的污泥缺氧池污泥进入厌氧释磷池中，补充反硝化除磷菌，第二快沉池的剩余污泥通过第二快沉池剩余污泥排放管排入污泥处理系统，第二快沉池的上清液进入好氧池；步骤5，在好氧池中，在除碳异养菌、亚硝化菌、和硝化菌的作用下去除进水中有机物，并把进水中氨氮、亚硝酸盐氮转化为硝酸盐氮，之后废水进入缺氧池；步骤6，在缺氧池异养反硝化菌作用下，部分有机物和硝酸盐氮通过反硝化反应去除；步骤7，缺氧池的出水进入沉淀池进行泥水分离，剩余污泥通过沉淀池剩余污泥排放管排至污泥处理系统，含残留硝酸盐氮的上清液进入滤池进水池；步骤8，滤池进水池的出水被泵打至自养反硝化滤池，在硫自养反硝化菌作用下进行残留硝酸盐氮的深度脱除，其中的硫铁矿成分对残余磷进步去除，其中的活性碳成分去除残余有机物，同时底部的石英砂去除悬浮物SS，自养反硝化滤池出水通过自养反硝化滤池出水管送至排水系统达标排放。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷或不足，本发明提供一种高效节能污水脱氮除磷装置和工艺。
本发明的技术解决方案如下：
一种高效节能污水脱氮除磷装置，其特征在于，包括具有第一进口、第二进口和第一出口的污泥缺氧池，第一进口连接第一配水管，第二进口连接污泥回流管，第一出口连接厌氧释磷池的第三进口，所述厌氧释磷池具有第二出口和连接第二配水管的第四进口，所述第二出口连接第一快沉池的第五进口，所述第一快沉池具有第三出口和通过出泥管连接缺氧反硝化吸磷池的第四出口，所述第三出口连接亚硝化池的第六进口，所述亚硝化池的第五出口连接厌氧氨氧化池的第七进口，所述厌氧氨氧化池的第六出口连接缺氧反硝化吸磷池的第八进口，所述缺氧反硝化吸磷池的第九进口连接所述第四出口，所述缺氧反硝化吸磷池的第七出口连接第二快沉池的第十进口，所述第二快沉池的第八出口连接好氧池的第十一进口，所述第二快沉池具有连接第一剩余污泥排放管的第九出口和连接所述第二进口的第十出口，所述好氧池的第十一出口连接缺氧池的第十二进口，所述缺氧池的第十二出口连接沉淀池的第十三进口，所述沉淀池具有连接滤池进水池第十四进口的第十三出口和连接第二剩余污泥排放管的第十四出口，所述滤池进水池的第十五出口连接自养反硝化滤池的第十五进口，所述自养反硝化滤池的第十六出口连接出水管。
所述第一配水管和第二配水管通过各自的阀门连接配水总管。
所述污泥回流管上和所述出泥管上均设置有电动泵。
所述滤池进水池与所述自养反硝化滤池相连接的管路上设置有电动泵。
所述第一快沉池、所述第二快沉池和所述沉淀池均具有向下收缩的锥形底部。
所述污泥缺氧池、所述厌氧释磷池、和所述缺氧反硝化吸磷池均装有顶装立轴式搅拌机或双曲面搅拌机或潜水搅拌机。
所述厌氧氨氧化池的底部装有用于间歇搅拌的潜水搅拌机，所述亚硝化池、所述好氧池、和所述缺氧池的底部均装有穿孔曝气管。
一种高效节能污水脱氮除磷工艺，其特征在于，采用上述高效节能污水脱氮除磷装置，通过双泥法及独立于不同工艺单元中的各相应菌种进行含氨氮含磷废水的多级脱氮除磷，实现一碳多用以节省碳源。
所述各相应菌种包括相互独立的硝化菌、反硝化菌、好氧聚磷菌。
包括以下步骤：
步骤1，低C/N的高氨氮含磷废水通过厌氧释磷池配水管进入厌氧释磷池，池内的反硝化除磷菌进行释磷并吸收废水中的碳源转化为聚β羟基丁酸PHB；
步骤2，厌氧释磷池出水进入第一快沉池进行泥水分离，富含反硝化除磷菌的沉泥经第一快沉池出泥管由泵加压送至缺氧反硝化吸磷池，第一快沉池的富含氨氮的上清液自流进入亚硝化池，在亚硝化菌的作用下进行亚硝化反应把约57％的氨氮转化为亚硝酸氮；
步骤3，亚硝化池出水进入厌氧氨氧化池，在厌氧氨氧化菌作用下进行厌氧氨氧化反应，参与反应的氨氮和亚硝酸盐氮转化为N2和硝酸盐氮，含未反应的氨氮、未反应的亚硝酸盐氮、和生成的硝酸盐氮的厌氧氨氧化池出水自流进入缺氧反硝化吸磷池，在池内反硝化除磷菌利用亚硝酸盐氮、硝酸盐氮做为电子受体氧化体内PHB并大量吸磷，完成部分亚硝酸盐氮、硝酸盐氮和磷的同步去除，实现一碳两用；
步骤4，缺氧反硝化吸磷池的出水进入第二快沉池进行泥水分离，富含反硝化除磷菌的含磷沉泥经第二快沉池污泥回流管由泵打至污泥缺氧池中，同时含碳源的系统进水经污泥缺氧池配水管进入污泥缺氧池中补充部分碳源，在污泥缺氧池内异养反硝化菌进行异养反硝化反应，耗尽池内由污泥携带来的的亚硝酸盐氮和硝酸盐氮，之后不含亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的污泥缺氧池污泥进入厌氧释磷池中，补充反硝化除磷菌，第二快沉池的剩余污泥通过第二快沉池剩余污泥排放管排入污泥处理系统，第二快沉池的上清液进入好氧池；
步骤5，在好氧池中，在除碳异养菌、亚硝化菌、和硝化菌的作用下去除进水中有机物，并把进水中氨氮、亚硝酸盐氮转化为硝酸盐氮，之后废水进入缺氧池；
步骤6，在缺氧池异养反硝化菌作用下，部分有机物和硝酸盐氮通过反硝化反应去除；
步骤7，缺氧池的出水进入沉淀池进行泥水分离，剩余污泥通过沉淀池剩余污泥排放管排至污泥处理系统，含残留硝酸盐氮的上清液进入滤池进水池；
步骤8，滤池进水池的出水被泵打至自养反硝化滤池，在硫自养反硝化菌作用下进行残留硝酸盐氮的深度脱除，其中的硫铁矿成分对残余磷进步去除，其中的活性碳成分去除残余有机物，同时底部的石英砂去除悬浮物SS，自养反硝化滤池出水通过自养反硝化滤池出水管送至排水系统达标排放。
本发明的技术效果如下：本发明一种高效节能污水脱氮除磷装置和工艺，通过双泥法及独立于不同工艺单元中的优势菌种进行含氨氮含磷废水的多级脱氮除磷，实现一碳多用节省碳源投加，工艺能耗低、运行稳定、出水效果好。本发明一种高效节能污水脱氮除磷装置包括污泥缺氧池，第一配水管，第二快沉池污泥回流管，厌氧释磷池，第二配水管，第一快沉池，出泥管，亚硝化池，厌氧氨氧化池，缺氧反硝化吸磷池，第二快沉池，第一剩余污泥排放管，好氧池，缺氧池，沉淀池，第二剩余污泥排放管，滤池进水池，和自养反硝化滤池，出水管。
本发明与现有技术相比具有以下特点：1)节省碳源。反硝化除磷菌没有经过亚硝化池、好氧池，体内的PHB几乎用于反硝化吸磷，而未消耗在亚硝化池、好氧池，碳源利用充分，并且是一碳二用，节省碳源。2)水质适用能力强。当反硝化除磷池中硝酸盐不足导致磷超标时，可通过后续自养填料中的含铁滤料进行化学去除；当反硝化除磷池硝酸盐过量时，可通过污泥缺氧池去除污泥中的硝酸盐，保证厌氧释磷池厌氧环境，还可通过后面的缺氧池去除残余的硝酸盐。3)利用第一快沉池进行反硝化除磷菌的沉淀分离，并通过泵送方式超越亚硝化池、厌氧氨氧化池把第一快沉池底部沉积的富含反硝化除磷菌的污泥送至缺氧反硝化吸磷池，实现了反硝化除磷菌和亚硝化菌、厌氧氨氧化菌的自然分离，满足了各功能菌种对环境、营养物质及生存空间的最佳需求。4)脱氮的泥龄和除磷的泥龄分开控制，互不干扰，保证了最佳的脱氮效率和除磷效率。5)采用厌氧缺氧循环培养反硝化除磷菌进行反硝化除磷，流程中没有好氧池，避免了传统好氧池内回流中携DO、硝酸盐及二沉池回流中携DO、硝酸盐对厌氧释磷池严格厌氧环境的影响。6)设置了污泥脱氮池，通过污泥侧流脱氮处理工艺，保证了厌氧释磷池的厌氧压抑环境。7)通过多级不同功能菌的生物串联脱氮，可保证最终总氮含量低至3mg/L。8)通过生物除磷和化学除磷组合工艺，可保证最终总磷含量低至0.3mg/L。9)能耗低，剩余污泥量少，运行费用低。
（发明人：赵步超;单明军;宋焕明;刘雪冬;赵士学）
