公布日：2024.06.07
申请日：2024.03.27
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F3/30(2023.01)N;C02F1/56(2023.01)N;C02F1/50(2023.01)N;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本发明提供了一种污水深度处理系统和方法，涉及污水处理技术领域，所述系统按照水流方向包括依次连接的一级AO反应池、中间沉淀池、二级AO反应池、MBR膜池和消毒池；其中，一级AO反应池按照水流方向包括依次连接一级缺氧池和一级好氧池，一级缺氧池和一级好氧池分别与活性炭存储容器连接，以便于活性炭的投加至所述一级缺氧池和所述一级好氧池；所述一级好氧池末端与所述一级缺氧池连接，以将所述一级好氧池末端得到的混合液回流至一级缺氧池。设计巧妙，构思新颖，出水水质好，符合地表水IV类标准水质指标，节约投资及运行费用，运行简单，出水水质可控，稳定达标，解决了部分特殊地区排水的痛点，具有良好的社会及经济效益。
权利要求书
1.一种污水深度处理系统，其特征在于，所述系统按照水流方向包括依次连接的一级AO反应池、中间沉淀池、二级AO反应池、MBR膜池和消毒池；其中，一级AO反应池按照水流方向包括依次连接一级缺氧池和一级好氧池，一级缺氧池和一级好氧池分别与活性炭存储容器连接，以便于活性炭的投加至所述一级缺氧池和所述一级好氧池；所述一级好氧池末端与所述一级缺氧池连接，以将所述一级好氧池末端得到的混合液回流至一级缺氧池。
2.根据权利要求1所述的污水深度处理系统，其特征在于，所述中间沉淀池污泥出口与一级AO反应池前端或二级AO反应池前端连接，以将所述中间沉淀池污泥回流至一级AO反应池前端或二级AO反应池前端；和/或，所述MBR膜池末端与所述二级AO反应池前端连接，以将MBR膜池内污泥回流至二级AO反应池前端；和/或，所述MBR膜池末端与所述消毒池前端连接。
3.根据权利要求1所述的污水深度处理系统，其特征在于，在所述一级AO反应池内设置混合液回流泵；和/或，所述MBR膜池中的膜为微滤膜、纳滤膜、超滤膜中的一种；和/或，所述中间沉淀池内设置PAM投加系统；和/或，消毒池内设有搅拌装置。
4.一种利用如权利要求1-3任一项所述的污水深度处理系统进行污水深度处理的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：生化污水依次进入一级AO反应池中的一级缺氧池和一级好氧池内，并在一级缺氧池和一级好氧池中投加活性炭，一级好氧池末端得到的混合液回流至一级缺氧池；S2：一级AO反应池出水进入中间沉淀池，在中间沉淀池内投加PAM，并在中间沉淀池出水中投加除磷剂，用以保证总磷小于0.5mg/l；S3：中间沉淀池出水依次进入二级AO反应池中的二级缺氧池和二级好氧池内，并在二级缺氧池内投加碳源和反硝化菌；S4：二级AO反应池出水进入MBR膜池；S5：MBR膜池出水进入消毒池，消毒池采用次氯酸钠消毒。
5.根据权利要求4所述的污水深度处理方法，其特征在于，所述S1步骤中，所述活性炭投加方式为一次性投加或连续投加；所述一次性投加方式中，在缺氧池和好氧池中总的活性炭投加量一次性投加≥2000mg/l，用以保证缺氧池及好氧池内的活性炭浓度在2000mg/l以上；和/或，所述一级好氧池末端得到的混合液回流至一级缺氧池的回流比为250～350％。
6.根据权利要求4所述的污水深度处理方法，其特征在于，所述S1步骤中，所述活性炭的粒径小于100um；和/或，所述活性炭的浓度为2000mg/l～5000mg/l。
7.根据权利要求4所述的污水深度处理方法，其特征在于，所述S2步骤中，所述的中间沉淀池的污泥负荷比≤180kg/(m2·d)；和/或，所述中间沉淀池内PAM的投加量≤10mg/l；和/或，所述除磷剂包括三氯化铁、硫酸铁、聚合氯化铝、聚合硫酸氯化铝铁中的一种。
8.根据权利要求4所述的污水深度处理方法，其特征在于，所述S3步骤中，在所述二级缺氧池内投加碳源，所述碳源按碳氮比4：1的比例进行投加；和/或，所述碳源包括葡萄糖、乙酸钠、甲醇中的至少一种；和/或，在所述二级AO反应池的二级缺氧池内每两个月投加一次反硝化菌。
9.根据权利要求4所述的污水深度处理方法，其特征在于，所述S5步骤中，所述消毒池内次氯酸钠的投加量为15mg/l；和/或，消毒池的水力停留时间大于30min。
10.根据权利要求4所述的污水深度处理的方法，其特征在于，所述生化污水的水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GBl8918-2002)一级A标准；和/或，一级AO反应池出水中总氮小于10mg/l，氨氮小于1mg/l，COD小于20mg/l；和/或，消毒池出水中总氮小于1.5mg/l，氨氮小于0.8mg/l，COD小于15mg/l，总磷小于0.3mg/l。
发明内容
本发明的目的在于提供一种污水深度处理系统和方法，对传统生化处理技术及MBR工艺的改良，将生化处理过程与物化处理工艺过程有机结合。通过生化处理工艺去除好处理的有机物及氨氮、总氮等污染物质，进一步通过活性炭对污染物的吸附作用，把难降解COD通过吸附在活性炭表面进行去除，另外，活性炭表面吸附有大量的微生物，将剩余总氮都转化为硝态氮，然后通过缺氧过程将硝态氮转化为氮气，保证氨氮值小于1mg/l，从而满足总氮的出水要求。解决了传统生化处理工艺主要污染物质出水水质不能达到地表水IV类标准水质指标的难题。对于特殊排放地区如景区、水源保护地等排放水处理具有良好的效果，解决了污水要达到地表水IV类标准水质指标必须采用纳滤或反渗透处理工艺，投资大，运行费用高，并且存在浓盐水无法处理的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
本发明提供了一种污水深度处理系统，所述系统按照水流方向包括依次连接的一级AO反应池、中间沉淀池、二级AO反应池、MBR膜池和消毒池；
其中，一级AO反应池按照水流方向包括依次连接一级缺氧池和一级好氧池，一级缺氧池和一级好氧池分别与活性炭存储容器连接，以便于活性炭的投加至所述一级缺氧池和所述一级好氧池；
所述一级好氧池末端与所述一级缺氧池连接，以将所述一级好氧池末端得到的混合液回流至一级缺氧池。
进一步的，在本发明上述技术方案的基础之上，所述中间沉淀池污泥出口与一级AO反应池前端或二级AO反应池前端连接，以将所述中间沉淀池污泥回流至一级AO反应池前端或二级AO反应池前端；
和/或，所述MBR膜池末端与所述二级AO反应池前端连接，以将MBR膜池内污泥回流至二级AO反应池前端；
和/或，所述MBR膜池末端与所述消毒池前端连接。
进一步的，在本发明上述技术方案的基础之上，在所述一级AO反应池内设置混合液回流泵；
和/或，所述MBR膜池中的膜为微滤膜、纳滤膜、超滤膜中的一种；
和/或，所述中间沉淀池内设置PAM投加系统；
和/或，消毒池内设有搅拌装置。
本发明还提供一种利用上述污水深度处理系统进行污水深度处理的方法，包括如下步骤：
S1：生化污水依次进入一级AO反应池中的一级缺氧池和一级好氧池内，并在一级缺氧池和一级好氧池中投加活性炭，一级好氧池末端得到的混合液回流至一级缺氧池；
S2：一级AO反应池出水进入中间沉淀池，在中间沉淀池内投加PAM，并在中间沉淀池出水中投加除磷剂，用以保证总磷小于0.5mg/l；
S3：中间沉淀池出水依次进入二级AO反应池中的二级缺氧池和二级好氧池内，并在二级缺氧池内投加碳源和反硝化菌；
S4：二级AO反应池出水进入MBR膜池；
S5：MBR膜池出水进入消毒池，消毒池采用次氯酸钠消毒。
进一步的，在本发明上述技术方案的基础之上，所述S1步骤中，所述活性炭投加方式为一次性投加或连续投加；
所述一次性投加方式中，在缺氧池和好氧池中总的活性炭投加量一次性投加≥2000mg/l，用以保证缺氧池及好氧池内的活性炭浓度在2000mg/l以上；
和/或，所述一级好氧池末端得到的混合液回流至一级缺氧池的回流比为250～350％。
进一步的，在本发明上述技术方案的基础之上，所述S1步骤中，所述活性炭的粒径小于100um；
和/或，所述活性炭的浓度为2000mg/l～5000mg/l。
进一步的，在本发明上述技术方案的基础之上，所述S2步骤中，所述的中间沉淀池的污泥负荷比≤180kg/(m2·d)；
和/或，所述中间沉淀池内PAM的投加量≤10mg/l；
和/或，所述除磷剂包括三氯化铁、硫酸铁、聚合氯化铝、聚合硫酸氯化铝铁中的一种。
进一步的，在本发明上述技术方案的基础之上，所述S3步骤中，在所述二级缺氧池内投加碳源，所述碳源按碳氮比4：1的比例进行投加；
和/或，所述碳源包括葡萄糖、乙酸钠、甲醇中的至少一种；
和/或，在所述二级AO反应池的二级缺氧池内每两个月投加一次反硝化菌。
进一步的，在本发明上述技术方案的基础之上，所述S5步骤中，所述消毒池内次氯酸钠的投加量为15mg/l；
和/或，消毒池的水力停留时间大于30min。
进一步的，在本发明上述技术方案的基础之上，所述生化污水的水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GBl8918-2002)一级A标准；
和/或，一级AO反应池出水中总氮小于10mg/l，氨氮小于1mg/l，COD小于20mg/l；
和/或，消毒池出水中总氮小于1.5mg/l，氨氮小于0.8mg/l，COD小于15mg/l，总磷小于0.3mg/l。
本发明提供的一种污水深度处理系统和方法，有益效果如下：
1、本发明提供的一种污水深度处理系统和方法，在一级AO反应池内投加活性炭，将难降解COD通过吸附在活性炭表面进行去除，而且活性炭表面吸附有大量的微生物，将水中的氨氮转化为硝态氮，然后通过缺氧过程将硝态氮转化为氮气，保证氨氮值小于1mg/l，从而满足总氮的出水要求。解决了传统生化处理工艺主要污染物质出水水质不能达到地表水IV类标准水质指标的难题。
2、本发明提供的一种污水深度处理系统和方法，在一级AO反应池后设置中间沉淀池，一方面减少进入MBR膜池的活性炭量，保护MBR膜，有效提高膜通量，另一方面，防止进入二级缺氧池内的溶解氧过多，导致二级缺氧池的缺氧环境保证不了，影响了二级缺氧池的脱氮效果。
3、本发明提供的一种污水深度处理系统和方法，通过两段AO处理工艺，在第一级AO处理工艺中，投加粉末活性炭，通过微生物的生化反应及活性炭的吸附作用，保证一级AO的出水中总氮小于10mg/l，氨氮小于1mg/l，COD小于20mg/l。一级AO反应池经二沉池(即中间沉淀池)后进入二级AO，在二级AO中过量投加碳源，通过二级缺氧池将总氮去除，出水小于1.5mg/，过量投加的部分COD通过二级好氧池去除。
4、本发明提供的一种污水深度处理系统和方法，设计巧妙，构思新颖，改变了现有的污水净化方式，避免现有技术中水处理设施占地面积大、工艺流程长、流程复杂、一次性投资高、运行管理复杂、抗负荷冲击能力差等问题。
5、本发明提供的一种污水深度处理系统和方法，出水水质好，符合地表水IV类标准水质指标，节约投资及运行费用，运行简单，出水水质可控，稳定达标，解决了部分特殊地区排水的痛点，具有良好的社会及经济效益。
（发明人：高涛;惠建刚;马晓晖）
