公布日：2024.04.16
申请日：2024.02.18
分类号：C02F3/30(2023.01)I;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种强化污泥预沉淀浓缩的深度脱氮污水处理方法及系统，包括厌氧区、好氧区、缺氧区、预沉淀浓缩池、转换调节池及二沉池。本发明的有益效果是：通过预沉淀浓缩及第一污泥回流的设置，其硝酸盐含量很低，可避免对厌氧的影响；去除缺氧区污泥浓度提高对后续二沉池的固体负荷不利影响，可进一步提高第二污泥回流比例，提升缺氧区脱氮效果，缺氧后置，全部硝化后的硝酸盐进入缺氧进行反硝化，避免了回流带来的能耗和溶氧不利影响，设置单独的污泥预沉淀浓缩区，进行快速的固液分离，并将沉降性好的污泥回流至厌氧区进行污泥浓度的补充，沉降性较差的污泥通过二沉池沉淀后排出系统，又利用同步提升生物反应脱氮除磷能力和固液分离能力。
权利要求书
1.一种强化污泥预沉淀浓缩的深度脱氮污水处理系统，包括污水处理系统和污泥回流系统，其特征在于：所述污水处理系统包括厌氧区、好氧区、缺氧区、预沉淀浓缩池(8)、转换调节池(9)及二沉池(10)，所述厌氧区、好氧区、缺氧区、预沉淀浓缩池(8)、转换调节池(9)和二沉池(10)依次连通，所述二沉池与缺氧区之间设置有泥调控系统(15)，所述预沉淀浓缩池(8)与厌氧区之间设置有碳稳态调控系统(16)；以水流方向而定，所述污泥回流系统包括第一污泥回流管(13)和第二污泥回流管(14)；所述第二污泥回流管(14)的污泥回流路径为预沉淀浓缩池(8)末端底部，通过污泥回流泵、第二污泥回流管(14)回流到厌氧区前端；所述第一污泥回流管(13)的污泥回流路径为二沉池(10)末端底部，通过重力排放至污泥泵房，后由污泥回流泵、第一污泥回流管(13)回流到缺氧区前端。
2.根据权利要求1所述的强化污泥预沉淀浓缩的深度脱氮污水处理系统，其特征在于：所述厌氧区包括并排设置的厌氧池一(2)和厌氧池二(3)，所述厌氧池一(2)通过进水至厌氧池进水管(11)与提升泵(1)相连通，所述厌氧池一(2)和厌氧池二(3)内分别安装有变频搅拌机一(17)和变频搅拌机二(18)。
3.根据权利要求1所述的强化污泥预沉淀浓缩的深度脱氮污水处理系统，其特征在于：所述好氧区包括并排设置的好氧池一(4)和好氧池二(5)，所述好氧池一(4)内安装有鼓风机一(25)，所述好氧池二(5)内安装有与控制终端(27)呈信号传输连接的监测仪表一(22)，所述鼓风机一(25)的出风端通过曝气管路连通有曝气头。
4.根据权利要求1所述的强化污泥预沉淀浓缩的深度脱氮污水处理系统，其特征在于：所述缺氧区包括并排设置的缺氧池一(6)和缺氧池二(7)，所述缺氧池一(6)和缺氧池二(7)内分别安装有变频搅拌机三(19)和变频搅拌机四(20)，且所述缺氧池二(7)内还安装有与控制终端(27)呈信号传输连接的监测仪表二(23)。
5.根据权利要求1所述的强化污泥预沉淀浓缩的深度脱氮污水处理系统，其特征在于：所述预沉淀浓缩池(8)内安装有第一污泥回流泵(21)，且所述第一污泥回流泵(21)在预沉淀浓缩池(8)单独设置或与吸泥机合并设置。
6.根据权利要求1所述的强化污泥预沉淀浓缩的深度脱氮污水处理系统，其特征在于：所述转换调节池(9)内安装有鼓风机二(26)和与控制终端(27)呈信号传输连接的监测仪表三(24)，所述鼓风机二(26)的出风端通过曝气管路连通有曝气头。
7.根据权利要求1所述的强化污泥预沉淀浓缩的深度脱氮污水处理系统，其特征在于：所述二沉池(10)顶部设有刮吸泥机，底部设有排泥口，污泥通过重力排放至污泥泵房，后由剩余污泥排放泵、污泥排放管到缺氧区前端。
8.一种强化污泥预沉淀浓缩的深度脱氮污水处理方法，包括权利要求1中的所述污水处理系统，其特征在于：所述深度脱氮污水处理方法包括以下步骤：步骤1：待处理污水进入厌氧区与回流到厌氧区的污泥混合，进行吸附COD、内碳源转化和释磷反应，协同进行反硝化除磷；步骤2：厌氧区出水进入好氧区进行硝化、吸磷反应，去除污水中氨氮和磷；步骤3：好氧区出水进入缺氧区进一步反硝化，利用内源反硝化脱氮，去除氮素；步骤4：缺氧区出水进入预沉淀浓缩区进行固液分离，经过沉淀、浓缩后，污泥沿第二污泥回流管(14)至厌氧区，补充污泥浓度；步骤5：缺氧区出水流入转换区，视反硝化状况进行进一步的曝气或搅拌。步骤6：转换区出水流入二沉池(10)，进行泥水分离后，污水排出，底部污泥经第一污泥回流管(13)流入污泥泵房，进而回流至所述缺氧区前端，一小部分剩余污泥由剩余污泥泵由排泥管排出。
9.根据权利要求8所述的强化污泥预沉淀浓缩的深度脱氮污水处理方法，其特征在于：所述第一污泥回流管(13)和第二污泥回流管(14)的管身上分别设置有污泥调控系统(15)与碳稳态调控系统(16)，所述污泥调控系统(15)负责根据前端水质情况和厌氧区污泥情况，智能调节回流量及污泥浓度，回流量调控范围50％-120％；所述碳稳态调控系统(16)负责根据前端碳氮比数据、第一污泥回流泵(21)的数据及污泥浓度，灵活调配回流量并可少量补充优质碳源回流量调控范围50％-150％。
10.根据权利要求9所述的强化污泥预沉淀浓缩的深度脱氮污水处理方法，其特征在于：所述鼓风机一(25)为好氧曝气风机，且鼓风机一(25)的出风口设置有风量计，所述鼓风机二(26)为转换调节区风机，且所述鼓风机二(26)的出风口设置有空气调节阀。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决现有后置反硝化内源脱氮工艺中，高污泥浓度、高外回流比带来的固体负荷增大的问题而提供一种强化污泥预沉淀浓缩的深度脱氮污水处理方法及系统。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种强化污泥预沉淀浓缩的深度脱氮污水处理系统，包括污水处理系统和污泥回流系统，污水处理系统包括厌氧区、好氧区、缺氧区、预沉淀浓缩池、转换调节池及二沉池，厌氧区、好氧区、缺氧区、预沉淀浓缩池、转换调节池和二沉池依次连通，二沉池与缺氧区之间设置有泥调控系统，预沉淀浓缩池与厌氧区之间设置有碳稳态调控系统；
以水流方向而定，污泥回流系统包括第一污泥回流管和第二污泥回流管；第二污泥回流管的污泥回流路径为预沉淀浓缩池末端底部，通过污泥回流泵、第二污泥回流管回流到厌氧区前端；第一污泥回流管的污泥回流路径为二沉池末端底部，通过重力排放至污泥泵房，后由污泥回流泵、第一污泥回流管回流到缺氧区前端。
作为本发明再进一步的方案：厌氧区包括并排设置的厌氧池一和厌氧池二，厌氧池一通过进水至厌氧池进水管与提升泵相连通，厌氧池一和厌氧池二内分别安装有变频搅拌机一和变频搅拌机二。
作为本发明再进一步的方案：好氧区包括并排设置的好氧池一和好氧池二，好氧池一内安装有鼓风机一，好氧池二内安装有与控制终端呈信号传输连接的监测仪表一，鼓风机一的出风端通过曝气管路连通有曝气头。
作为本发明再进一步的方案：缺氧区包括并排设置的缺氧池一和缺氧池二，缺氧池一和缺氧池二内分别安装有变频搅拌机三和变频搅拌机四，且缺氧池二内还安装有与控制终端呈信号传输连接的监测仪表二。
作为本发明再进一步的方案：预沉淀浓缩池内安装有第一污泥回流泵，且第一污泥回流泵在预沉淀浓缩池单独设置或与吸泥机合并设置。
作为本发明再进一步的方案：转换调节池内安装有鼓风机二和与控制终端呈信号传输连接的监测仪表三，鼓风机二的出风端通过曝气管路连通有曝气头。
作为本发明再进一步的方案：二沉池顶部设有刮吸泥机，底部设有排泥口，污泥通过重力排放至污泥泵房，后由剩余污泥排放泵、污泥排放管到缺氧区前端。
一种强化污泥预沉淀浓缩的深度脱氮污水处理方法，包括污水处理系统，该方法包括以下步骤：
步骤1：待处理污水进入厌氧区与回流到厌氧区的污泥混合，进行吸附COD、内碳源转化和释磷反应，协同进行反硝化除磷；
步骤2：厌氧区出水进入好氧区进行硝化、吸磷反应，去除污水中氨氮和磷；
步骤3：好氧区出水进入缺氧区进一步反硝化，利用内源反硝化脱氮，去除氮素；
步骤4：缺氧区出水进入预沉淀浓缩区进行固液分离，经过沉淀、浓缩后，污泥沿第二污泥回流管至厌氧区，补充污泥浓度；
步骤5：缺氧区出水流入转换区，视反硝化状况进行进一步的曝气或搅拌。
步骤6：转换区出水流入二沉池，进行泥水分离后，污水排出，底部污泥经第一污泥回流管流入污泥泵房，进而回流至缺氧区前端，一小部分剩余污泥由剩余污泥泵由排泥管排出。
作为本发明再进一步的方案：第一污泥回流管和第二污泥回流管的管身上分别设置有污泥调控系统与碳稳态调控系统，污泥调控系统负责根据前端水质情况和厌氧区污泥情况，智能调节回流量及污泥浓度，回流量调控范围50％-120％；碳稳态调控系统负责根据前端碳氮比数据、第一污泥回流泵的数据及污泥浓度，灵活调配回流量并可少量补充优质碳源回流量调控范围50％-150％。
作为本发明再进一步的方案：鼓风机一为好氧曝气风机，且鼓风机一的出风口设置有风量计，鼓风机二为转换调节区风机，且鼓风机二的出风口设置有空气调节阀。
本发明的有益效果是：
1)除磷效果好；常规活性污泥法，其外回流会携带一定量的硝酸盐，影响厌氧释磷的过程。通过预沉淀浓缩及第一污泥回流的设置，其硝酸盐含量很低，可避免对厌氧的影响，无需设置预缺氧区，节约池容，考虑一定的内碳源存储，厌氧HRT可略微减少，除磷药剂投加量减少80％-100％；
2)脱氮效果优；去除缺氧区污泥浓度提高对后续二沉池的固体负荷不利影响，可进一步提高第二污泥回流比例，提升缺氧区脱氮效果，节约池容。缺氧后置，全部硝化后的硝酸盐进入缺氧进行反硝化，避免了回流带来的能耗和溶氧不利影响，免除了理论脱氮率的限制。实际案例证明，可在进水COD/TN＝2、BOD/TN＝4的低碳氮比水质基础上，实现低温下出水TN稳定低于10mg/L，正常出水TN稳定低于5mg/L；
3)污泥沉降性好；在后置反硝化内源脱氮工艺缺氧区后端，设置单独的污泥预沉淀浓缩区，进行快速的固液分离，并将沉降性好的污泥回流至厌氧区进行污泥浓度的补充，沉降性较差的污泥通过二沉池沉淀后排出系统，又利用同步提升生物反应脱氮除磷能力和固液分离能力，发挥后置反硝化内源脱氮工艺的优势。
（发明人：包宇）
