CN101880090A - 一种多功能成套污水处理方法及装置 - Google Patents

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丁强
王振兴
申亮
王鹤立
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王鹤立
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Abstract

本发明提供一种多功能成套污水处理方法及装置。利用高效水解酸化池将污水与部分厌氧释磷后污泥中的大分子有机物转化为易降解的挥发性脂肪酸，水解后富含挥发性脂肪酸的污水为后续缺氧池和厌氧释磷池提供碳源，提高了同步脱氮除磷效率；同时通过高效水解酸化池的污泥减量功能实现剩余污泥的零排放；复合生物反应器增加了反应器内微生物的数量，提高了污染物的去除效率；富磷污泥进入厌氧释磷池，利用聚磷菌重新将磷释放到上清液中，再对这部分富磷的上清液进行化学除磷，所得化学污泥富磷率高，可作为“高品质”的富磷资源有效回收。

Description

一种多功能成套污水处理方法及装置
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，涉及一种集剩余污泥零排放和磷资源回收为一体的多功能成套污水处理方法及装置。
背景技术
随着我国城市污水处理总量的不断提高，剩余污泥量也随之增加，进而来的环境安全和污泥末端处理费用昂贵等问题逐渐凸现出来，以传统的污泥末端处理方式解决以上问题饱受质疑与争议，从而污泥的源头减量化技术成为研究的重点。目前，现有国内外开发的污泥减量技术均存在着以下缺陷：污泥减量与脱氮除磷之间的矛盾，既污泥减量效果好，剩余污泥量就相应减少，而生物除磷是通过进入剩余污泥排放去除的，所以除磷效率也就相对降低。为了抑止我国水体富营养化程度的加剧，对氮磷等营养物质的去除排放也提出更高的要求，因此，在满足氮磷排放标准的前提下同时实现污泥减量，是污水处理厂污泥减量技术研究的重点。
同时，地球上的磷资源是有限的不可再生资源。而随着城市污水排放，流失的磷不仅加剧了水体的富营养化过程，破坏了水体生态环境，还使有限的磷资源日益稀少，基于资源的可持续发展战略，城市污水中磷回收和循环再利用环节就变得尤为重要。因此，回收利用排放城市污水中的磷资源是不可回避的技术问题。
近年来国内外对兼顾脱氮除磷和水解酸化的二级生化处理新技术的研究越来越多，但研究开发的技术大多是基于对传统二级生物脱氮除磷技术的优化与改进，虽然污泥减量与生物除磷之间的矛盾，以及磷资源的枯竭问题得到了逐步重视，但是生物除磷与污泥减量之间的博弈问题仍得不到有效解决，磷资源也得不到有效回收利用。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种多功能污水处理方法及装置，所述装置主要包括顺序串联的进水管、水解酸化池、缺氧池、好氧池、二沉池、厌氧释磷池和化学除磷池；另外，水解酸化池出水通过污水管道进入缺氧池；缺氧池、好氧池和二沉池依次共壁合建，其中好氧段设有硝化液回流管，回流硝化液至缺氧段进行反硝化；将二沉池的污泥与部分经水解酸化池处理后富含挥发性有机酸的出水分别进入厌氧释磷池；经厌氧释磷池释磷后的上清液进入化学除磷池，化学除磷池底部排放富磷污泥，上清液进入缺氧段继续处理。
将二沉池的污泥与10％经水解酸化池处理后富含挥发性有机酸的出水分别进入厌氧释磷池，使池内污泥中的聚磷菌得以充分释磷，上清液进入化学除磷池，并进行投药固磷处理，沉淀的化学污泥属“高品位”的富磷污泥，实现了磷回收。
二沉池污泥通过在厌氧释磷池的充分释磷后部分释磷污泥进入水解酸化池，利用水解酸化菌降解高分子有机物，同时通过真菌生物分泌出的降解酶降解剩余污泥中残余细胞壁，提高污泥减量效率，最终实现剩余污泥零排放。
水解酸化池为下流式，池内可安装侧向流斜板，以提高泥水分离效率。缺氧池内设有悬浮填料，通过培养驯化反硝化菌，有效提高反硝化效率。好氧池可以是普通好氧池，也可以是复合生物反应器；复合生物反应器分为两格，第一格设有曝气受限装置，以提高氧与污水的接触反应时间以及氧的传质效率；第二格可设有悬浮填料，培养驯化世代周期较长的硝化菌，有效提高硝化效率。二沉池可为平流式二沉池也可为双层沉淀池，双层沉淀池中安装侧向流斜板，以提高泥水分离效率。
本发明的有益效果
1、通过高效水解酸化池处理污水与厌氧释磷后污泥，所产生的挥发性有机酸可补充氮、磷去除所需的基质，缓解了缺氧反硝化和厌氧释磷过程碳源短缺的问题，从而提高了系统的同步脱氮除磷能力，减少了缺氧、好氧段的反应停留时间，进而减少占地，降低处理能耗与运行费用。
2、传统的好氧池通过曝气的方式实现氧的传质和泥水的混合状态，但氧的传质效率低，曝气所需的能耗大，本发明在好氧池的第一段设曝气受限装置，增加了氧在池体中的停留时间，通过产生无数微小的涡流增加了氧的传质效率；在第二段添加了悬浮填料，通过培养驯化，将生长世代周期较长的硝化菌种和反硝化菌种以生物膜的形式有效地附着在悬浮填料上，而聚磷菌仍是通过活性污泥法培养，不但解决了脱氮除磷各菌种污泥龄不同的矛盾，提高了好氧段的有机负荷，从而有效提高了反应器的降解能力，减少了复合生物反应器的池容和占地面积。
3、本发明提供的这种外排富磷污水进行化学除磷与常规的城市污水化学除磷相比较，只需对部分高浓度富磷污水实施化学固磷，提高了化学除磷药剂的利用率，进而大幅度减少了化学药剂用量，减低了投药成本，且沉淀物含磷率高，可以作为农用磷肥使用，或直接作为“高品位”磷矿资源，实现了磷资源的回收利用。
4、将二沉池的沉淀污泥进入厌氧释磷池进行充分的厌氧释磷，上清液全部进入化学除磷池进行化学除磷，释磷后污泥回流到厌氧段进行下一步循环，从而避免了零排放所造成系统内磷积累的问题，剩余污泥进入高效水解酸化池进行污泥减量，实现剩余污泥零排放的要求。
附图说明
图1为本发明的多功能成套污水处理方法工艺流程图
图2为本发明的多功能成套污水处理方法结构示意图
图中标号说明：
1、进水管  2、高效水解酸化池  3、缺氧池  4、复合生物反应池
5、双层沉淀池  6、出水管  7、厌氧释磷池  8、化学除磷池
9、三号污水管  10、四号污水管  11、一号排泥管  12、污泥回流管
13、一号污水管  14、二号污水管  15、高效侧向流斜板  16、悬浮填料
17、曝气受限器  18、悬浮填料  19、高效侧向流斜板  20、搅拌机
21、二号排泥管
具体实施方式：
结合图2具体说明本发明实施方式如下：
原污水通过进水管(1)进入高效水解酸化池(2)，控制高效水解酸化池(2)内的水力停留时间为3-4h，使污水中的有机物和微生物细胞在水解产酸菌的作用下转化为小分子的溶解性有机物和挥发性有机酸，实现挥发性脂肪酸的转化及污泥的减量，通过高效侧向流斜板(15)阻隔污泥并实现泥水分离，分离后富含挥发性脂肪酸的上清液为后续的缺氧反硝化和厌氧释磷提供了富足的短链、易降解碳源，缓解了碳源不足问题，提高了脱氮除磷效率。经处理后90％的上清液通过一号污水管(13)流入缺氧池(3)，池内设有悬浮填料(16)，通过培养驯化使世代周期时间长的硝化菌固着在悬浮填料(16)上，控制水力停留时间为2-2.5h，在搅拌机(20)的搅拌作用下进行缺氧反硝化；反硝化后的混合液进入复合生物反应器(4)，池内设有曝气受限器(17)以增加氧与污水的接触时间并提高传质效率，通过附着在悬浮填料(18)上的生物膜中的硝化菌作用将氨氮转化为硝态氮，同时利用活性污泥中的聚磷菌对污水中低浓度的磷酸盐超量吸收并富集在污泥中。经复合生物反应器(4)处理后的混合液部分通过二号污水管(14)回流至缺氧池(3)，进行缺氧反硝化，其余部分流入双层沉淀池(5)进行泥水分离，池内设有高效侧向流斜板(19)以提高沉淀效率，控制水力停留为1.5-2.0h，处理后污水通过出水管(6)排放；将双层沉淀池(5)的富磷污泥通过二号排泥管(21)进入厌氧释磷池(7)，并与来自高效水解酸化池(2)富含挥发性有机酸的10％的产水混合，控制停留为3.5-4h，使充分释磷；厌氧释磷池(7)的沉淀污泥通过污泥回流管(12)回流至水解酸化池(2)进行污泥减量，将厌氧释磷池(7)的全部上清液通过三号污水管(9)流入化学除磷池(8)，在池内进行混凝沉淀除磷，所得上清液通过四号污水管(10)进入缺氧池(3)继续进行处理，产生的化学污泥通过排泥管(11)排放，所得的化学污泥含磷量高，具有回收利用价值，从而在污泥磷排放的前提下实现了城市污水中磷资源的有效回收。

Claims (7)

1.一种多功能成套污水处理方法及装置，其特征在于：所述装置主要包括顺序串联的进水管、水解酸化池、缺氧池、好氧池、二沉池、厌氧释磷池和化学除磷池；另外，水解酸化池出水通过污水管道进入缺氧池；缺氧池、好氧池和二沉池依次共壁合建，其中好氧段设有硝化液回流管，回流硝化液至缺氧段进行反硝化；二沉池沉淀污泥通过污泥管道进入厌氧释磷池，同时进入厌氧释磷池的还有来自水解酸化段分流的部分出水；经厌氧释磷池释磷后的上清液进入化学除磷池，化学除磷池底部排放富磷污泥，上清液进入缺氧段继续处理。
2.根据权利要求1所述的一种多功能成套污水处理方法及装置，其特征在于：将二沉池的污泥与10％经水解酸化池处理后富含挥发性有机酸的出水分别进入厌氧释磷池，使池内污泥中的聚磷菌得以充分释磷，上清液进入化学除磷池，并进行投药固磷处理，沉淀的化学污泥属“高品位”的富磷污泥，实现了磷回收。
3.根据权利要求1所述的一种多功能成套污水处理方法及装置，其特征在于：二沉池污泥通过在厌氧释磷池的充分释磷后部分释磷污泥进入水解酸化池，利用水解酸化菌降解高分子有机物，同时通过真菌生物分泌出的降解酶降解剩余污泥中残余细胞壁，提高污泥减量效率，最终实现剩余污泥零排放。
4.根据权利要求1所述的一种多功能成套污水处理方法及装置，其特征在于：水解酸化池为下流式，池内可安装侧向流斜板，以提高泥水分离效率。
5.根据权利要求1所述的一种多功能成套污水处理方法及装置，其特征在于：缺氧池内设有悬浮填料，通过培养驯化反硝化菌，有效提高反硝化效率。
6.根据权利要求1所述的一种多功能成套污水处理方法及装置，其特征在于：好氧池可以是普通好氧池，也可以是复合生物反应器；复合生物反应器分为两格，第一格设有曝气受限装置，以提高氧与污水的接触反应时间以及氧的传质效率；第二格可设有悬浮填料，培养驯化世代周期较长的硝化菌，有效提高硝化效率。
7.根据权利要求1所述的一种多功能成套污水处理方法及装置，其特征在于：二沉池可为平流式二沉池也可为双层沉淀池，双层沉淀池中安装侧向流斜板，以提高泥水分离效率。
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