CN107417045A - 一种低碳/氮比污水高效脱氮除磷系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种低碳/氮比污水高效脱氮除磷系统及方法，属于污水处理技术领域。利用格栅去除污水中漂浮物和较大悬浮物；设置化学催化厌氧生物处理单元，其中填充物为铁碳生物耦合载体和生物海绵，将有机物水解并脱氮；设置好氧曝气生物处理单元，通过生物海绵和铁碳生物耦合载体的生物作用和化学催化作用将有机物和氨氮降解；将好氧曝气处理单元部分出水回流至化学催化厌氧生物处理单元，进一步去除污水中总氮。本发明的出水各项指标达到或优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918‑2002一级A标准。

Description

一种低碳/氮比污水高效脱氮除磷系统及方法
技术领域
本发明涉及一种低碳/氮比污水高效脱氮除磷系统及方法，属于污水处理技术领域。
背景技术
目前低碳/氮比污水存在普遍，如高速公路服务区污水、火车站污水和部分生活区污水以及工业排水，这些污水的特点是氨氮含量高，有机物相对偏低，反硝化脱氮除磷效率有限，其污水处理总氮和总磷难于达标排放。
污水常规处理方法，为去除水中总氮和总磷，需向污水中投加碳源和除磷药剂，从而使污水处理成本增高，运行管理复杂化。
发明内容
为了克服低碳/氮比污水处理技术的不足,本发明提供一种低碳/氮比污水高效脱氮除磷系统及方法。
一种低碳/氮比污水高效脱氮除磷方法，含有以下步骤：利用格栅去除污水中漂浮物和较大悬浮物；设置化学催化厌氧生物处理单元，其中填充物为铁碳生物耦合载体和生物海绵，将有机物水解并脱氮；设置好氧曝气生物处理单元，通过生物海绵和铁碳生物耦合载体的生物作用和化学催化作用将有机物和氨氮降解；将好氧曝气生物处理单元部分出水回流至化学催化厌氧生物处理单元，进一步去除污水中总氮；将化学催化厌氧生物处理单元和好氧曝气处理单元所产生的污泥排入化粪池，并通过吸粪车外运处理；最后出水经消毒实现《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级A达标排放。
还含有以下步骤：
步骤1、低碳/氮比污水经格栅去除污水中漂浮物和较大悬浮物；
步骤2、然后进入填充了填充物为铁碳生物耦合载体和生物海绵的化学催化厌氧生物处理单元，用于污水中大分子有机物的水解和反硝化脱氮；
步骤3、化学催化厌氧生物处理单元的出水再进入装填生物海绵和铁碳生物耦合载体的好氧曝气生物处理单元，用于同步硝化和反硝化脱氮，并通过曝气系统控溶解氧，强化污水中高氨氮和溶解性有机物的去除效率；
步骤4、好氧曝气生物处理单元的一部分出水经消毒直接达标排放，另一部分经回流泵回流至化学催化厌氧生物处理单元，进一步去除污水中总氮，同时强化有机物的去除；
步骤5、化学催化厌氧生物处理单元和好氧曝气处理单元所产生的污泥排入化粪池，并通过吸粪车外运处理。
步骤1中低碳/氮比污水首先通过格栅去除污水中85％以上的漂浮物和较大悬浮物。
步骤2化学催化厌氧生物处理单元中的污水水力停留时间为4小时以上，水温在12度以上，其作用是用于污水中大分子有机物的水解和反硝化脱氮，其中总氮脱出70％，COD去除60％，总磷去除80％以上。
步骤2中化学催化厌氧生物处理单元和步骤3中好氧曝气生物处理单元中的铁碳生物耦合载体为申请人2014年07月23日已授权的发明专利“好氧低碳氮比污水氨氮直接脱氮生物颗粒载体及制备方法”(专利号ZL201310093411.5)所制备出的生物载体。并均匀填充至化学催化厌氧生物处理单元和好氧曝气生物处理单元。
步骤3中化学催化厌氧生物处理单元出水进入好氧曝气生物处理单元，污水水力停留时间为4小时以上，水温在15度以上，用于强化辅助生物同步硝化和反硝化脱氮，并通过曝气系统控溶解氧，溶解氧在3.5mg/L到4.5mg/L之间，增加去除污水中高氨氮和溶解性有机物的效率，使出水溶解性有机物去除80％以上，氨氮去除90％以上，总氮脱出85％，总磷去除80％以上，使得出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级A排放要求。
步骤4中将好氧曝气生物处理单元的出水经回流泵回流至化学催化厌氧生物处理单元，回流量为进入化学催化厌氧生物处理单元的水量的2～5倍，其作用是将好氧曝气生物处理单元产生的硝态氮再进入化学催化厌氧生物处理单元进一步去除。
步骤5中化学催化厌氧生物处理单元和好氧曝气处理单元所产生的污水量的0.1％污泥排入化粪池，并通过吸粪车外运处理。
一种低碳/氮比污水高效脱氮除磷系统，低碳/氮比污水首先进入格栅；格栅后连接化学催化厌氧生物处理单元，化学催化厌氧生物处理单元后连接好氧曝气生物处理单元；好氧曝气生物处理单元连接消毒设施；好氧曝气生物处理单元连接回流泵再与化学催化厌氧生物处理单元连接；化学催化厌氧生物处理单元和好氧曝气处理单元分别与化粪池连接，污泥通过吸粪车外运处理。
格栅用于去除污水中漂浮物和较大悬浮物；
化学催化厌氧生物处理单元用于低碳/氮比污水中有机物水解和脱氮；
好氧曝气生物处理单元用于低碳/氮比污水中有机物和氨氮的降解；
好氧曝气生物处理单元部分出水回流至化学催化厌氧生物处理单元，用于进一步去除低碳/氮比污水中的总氮；
化学催化厌氧生物处理单元和好氧曝气处理单元所产生的污泥排入化粪池，通过吸粪车外运处理；
消毒设施用于低碳/氮比污水中细菌的消毒处理。
本发明的优点是：污水在化学催化厌氧生物处理单元中的水力停留时间为4小时以上，水温在12度以上，可将污水中大分子有机物得到水解和反硝化脱氮，其中总氮脱出70％，COD去除60％，总磷去除80％以上；化学催化厌氧生物处理单元出水进入好氧曝气生物处理单元，污水水力停留时间为4小时以上，水温在15度以上，同时将好氧曝气生物处理单元的出水经回流泵回流至化学催化厌氧生物处理单元，回流量为进入化学催化厌氧生物处理单元的水量的2～5倍，可将好氧曝气生物处理单元产生的硝态氮再进入化学催化厌氧生物处理单元进一步去除，强化辅助生物同步硝化和反硝化脱氮，并通过曝气系统控溶解氧，溶解氧在3.5mg/L到4.5mg/L之间，增加去除污水中高氨氮和溶解性有机物的效率，使出水溶解性有机物去除80％以上，氨氮去除90％以上，总氮脱出85％，总磷去除80％以上；通过系统处理后的出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级A排放要求。
附图说明
当结合附图，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，如图其中：
图1为本发明低碳/氮比污水高效脱氮除磷系统及方法的工艺流程图。图中：格栅1；化学催化厌氧生物处理单元2；好氧曝气生物处理单元3；消毒设施4；回流水泵5；曝气设施6；化粪池7。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
具体实施方式
显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当称元件、组件被“连接”到另一元件、组件时，它可以直接连接到其他元件或者组件，或者也可以存在中间元件或者组件。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。
为便于对本发明实施例的理解，下面将做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。
实施例1：如图1所示，本发明提供的一种低碳/氮比污水高效脱氮除磷系统，主要由除油格栅、化学催化厌氧生物处理单元、好氧曝气生物处理单元，化粪池、消毒设施、回流泵、曝气设施、自动控制系统及各种管道、阀门、水泵等组成。
一种低碳/氮比污水高效脱氮除磷系统，低碳/氮比污水首先进入格栅1；格栅1后连接化学催化厌氧生物处理单元2，化学催化厌氧生物处理单元2后连接好氧曝气生物处理单元3；好氧曝气生物处理单元3连接曝气设施6和消毒设施4；好氧曝气生物处理单元3连接回流泵5再与化学催化厌氧生物处理单元2连接；化学催化厌氧生物处理单元2和好氧曝气处理单元3分别与化粪池7连接，污泥通过吸粪车外运处理。
通过各个管道、阀门及水泵分别将格栅1、化学催化厌氧生物处理单元2、好氧曝气生物处理单元3、消毒设施4、曝气设施6、回流泵5、化粪池7连接起来。
本发明是针对目前低碳/氮比污水普遍存在的污水脱氮效率低、处理费用高、难以达标排放等问题，提供一种高效快速脱氮除磷系统与方法，实现处理出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级A标准。
实施例2：如图1所示，本发明低碳/氮比污水高效脱氮除磷系统及方法中，格栅是去除污水中漂浮物和较大悬浮物；化学催化厌氧生物处理单元是用于污水中大分子有机物的水解和反硝化脱氮；好氧曝气生物处理单元是用于同步硝化和反硝化脱氮，并通过曝气系统控溶解氧，强化污水中高氨氮和溶解性有机物的去除效率；化学催化厌氧生物处理单元和好氧曝气生物处理单元中所填充的铁碳生物耦合载体为申请人2014年07月23日已授权的发明专利“好氧低碳氮比污水氨氮直接脱氮生物颗粒载体及制备方法”(专利号ZL201310093411.5)所制备出的生物载体；
好氧曝气生物处理单元的一部分出水经消毒直接达标排放，另一部分经回流泵回流至化学催化厌氧生物处理单元，进一步去除污水中总氮，同时强化有机物的去除；
化学催化厌氧生物处理单元和好氧曝气处理单元所产生的污泥排入化粪池，并通过吸粪车外运处理。
本发明低碳/氮比污水高效脱氮除磷系统及方法中所述的水泵、阀门、消毒设施、曝气设施等均实现自动化控制。
实施例3：如图1所示，一种低碳/氮比污水高效脱氮除磷方法，含有以下步骤；
步骤1、低碳/氮比污水经格栅1去除污水中漂浮物和较大悬浮物；
步骤2、然后进入填充了填充物为铁碳生物耦合载体和生物海绵的化学催化厌氧生物处理单元2，用于污水中大分子有机物的水解和反硝化脱氮；
步骤3、化学催化厌氧生物处理单元2的出水再进入装填生物海绵和铁碳生物耦合载体的好氧曝气生物处理单元3，用于同步硝化和反硝化脱氮，并通过曝气设施5控溶解氧，强化污水中高氨氮和溶解性有机物的去除效率；
步骤4、好氧曝气生物处理单元3的一部分出水经消毒设施4消毒处理直接达标排放，另一部分经回流泵5回流至化学催化厌氧生物处理单元2，进一步去除污水中总氮，同时强化有机物的去除；
步骤5、化学催化厌氧生物处理单元2和好氧曝气处理单元3所产生的污泥排入化粪池7，并通过吸粪车外运处理。
本发明处理高铁站低碳/氮比污水水量为50m3/d～100m3/d，步骤1中低碳/氮比污水首先通过格栅1去除污水中85％以上的漂浮物和较大悬浮物；
步骤2中进入化学催化厌氧生物处理单元2中的污水水力停留时间为4h～8h，水温在12度以上，可将污水中大分子有机物水解和反硝化脱氮，总氮脱出70％，COD去除60％，总磷去除80％以上；
步骤3中化学催化厌氧生物处理单元2出水进入好氧曝气生物处理单元3，污水水力停留时间为4h～8h，水温在15度以上，可强化辅助生物同步硝化和反硝化脱氮，并通过曝气系统控溶解氧，溶解氧在3.5mg/L到4.5mg/L之间，增加去除污水中高氨氮和溶解性有机物的效率，使出水溶解性有机物去除80％以上，氨氮去除90％以上，总氮脱出85％，总磷去除80％以上，使得出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级A排放要求；
步骤4中好氧曝气生物处理单元3的出水经回流泵5回流至化学催化厌氧生物处理单元2，回流量为进入化学催化厌氧生物处理单元2的水量的2～5倍，可将好氧曝气生物处理单元3产生的硝态氮再进入化学催化厌氧生物处理单元2进一步去除。
步骤5中化学催化厌氧生物处理单元2和好氧曝气处理单元3可产生污水处理量的0.1％污泥排入化粪池，并通过吸粪车外运处理。
处理效果见下表1。
处理后的出水各项指标达到或优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级A排放要求。
表1 50m3/d～100m3/d高铁站低碳/氮比污水处理系统进出水水质指标
实施例4：如图1所示，一种低碳/氮比污水高效脱氮除磷系统及方法，包括：格栅1用于去除污水中漂浮物和较大悬浮物；
化学催化厌氧生物处理单元2用于低碳/氮比污水中有机物水解和脱氮；
好氧曝气生物处理单元3用于低碳/氮比污水中有机物和氨氮的降解；
好氧曝气生物处理单元3部分出水回流至化学催化厌氧生物处理单元2，用于进一步去除低碳/氮比污水中的总氮；
化学催化厌氧生物处理单元2和好氧曝气处理单元3所填充的铁碳生物耦合载体为申请人2014年07月23日已授权的发明专利“好氧低碳氮比污水氨氮直接脱氮生物颗粒载体及制备方法”(专利号ZL201310093411.5)所制备出的生物载体；所产生的污泥排入化粪池7，通过吸粪车外运处理；
消毒设施4用于低碳/氮比污水中细菌的消毒处理。
低碳/氮比污水高效脱氮除磷系统及方法中所述的水泵、阀门、消毒设施、曝气设施等均实现自动化控制。
实施例5：如图1所示，一种低碳/氮比污水高效脱氮除磷方法，含有以下步骤：
利用格栅去除污水中漂浮物和较大悬浮物；设置化学催化厌氧生物处理单元，其中填充物为铁碳生物耦合载体和生物海绵(铁碳生物耦合载体为申请人2014年07月23日已授权的发明专利“好氧低碳氮比污水氨氮直接脱氮生物颗粒载体及制备方法”(专利号ZL201310093411.5)所制备出的生物载体)，将有机物水解并脱氮；设置好氧曝气生物处理单元，通过生物海绵和铁碳生物耦合载体的生物作用和化学催化作用将有机物和氨氮降解；将好氧曝气生物处理单元部分出水回流至化学催化厌氧生物处理单元，进一步去除污水中总氮；将化学催化厌氧生物处理单元和好氧曝气处理单元所产生的污泥排入化粪池，并通过吸粪车外运处理；最后出水经消毒实现《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级A达标排放。
一种低碳/氮比污水高效脱氮除磷系统，低碳/氮比污水首先进入格栅；格栅后连接化学催化厌氧生物处理单元，化学催化厌氧生物处理单元后连接好氧曝气生物处理单元；好氧曝气生物处理单元连接消毒设施；好氧曝气生物处理单元连接回流泵再与化学催化厌氧生物处理单元连接；化学催化厌氧生物处理单元和好氧曝气处理单元分别与化粪池连接，污泥通过吸粪车外运处理。
一种低碳/氮比污水高效脱氮除磷系统，格栅用于去除污水中漂浮物和较大悬浮物；化学催化厌氧生物处理单元用于低碳/氮比污水中有机物水解和脱氮；好氧曝气生物处理单元用于低碳/氮比污水中有机物和氨氮的降解；好氧曝气生物处理单元部分出水回流至化学催化厌氧生物处理单元，用于进一步去除低碳/氮比污水中的总氮；化学催化厌氧生物处理单元和好氧曝气处理单元所产生的污泥排入化粪池，通过吸粪车外运处理；消毒设施用于低碳/氮比污水中细菌的消毒处理。
如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低碳/氮比污水高效脱氮除磷方法，其特征在于含有以下步骤：利用格栅去除污水中漂浮物和较大悬浮物；设置化学催化厌氧生物处理单元，其中填充物为铁碳生物耦合载体和生物海绵，将有机物水解并脱氮；设置好氧曝气生物处理单元，通过生物海绵和铁碳生物耦合载体的生物作用和化学催化作用将有机物和氨氮降解；将好氧曝气生物处理单元部分出水回流至化学催化厌氧生物处理单元，进一步去除污水中总氮；将化学催化厌氧生物处理单元和好氧曝气处理单元所产生的污泥排入化粪池，并通过吸粪车外运处理；最后出水经消毒实现《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级A达标排放。
2.根据权利要求1所述的一种低碳/氮比污水高效脱氮除磷方法，其特征在于还含有以下步骤：
步骤1、低碳/氮比污水经格栅去除污水中漂浮物和较大悬浮物；
步骤2、然后进入填充了填充物为铁碳生物耦合载体和生物海绵的化学催化厌氧生物处理单元，用于污水中大分子有机物的水解和反硝化脱氮；
步骤3、化学催化厌氧生物处理单元的出水再进入装填生物海绵和铁碳生物耦合载体的好氧曝气生物处理单元，用于同步硝化和反硝化脱氮，并通过曝气系统控溶解氧，强化污水中高氨氮和溶解性有机物的去除效率；
步骤4、好氧曝气生物处理单元的一部分出水经消毒直接达标排放，另一部分经回流泵回流至化学催化厌氧生物处理单元，进一步去除污水中总氮，同时强化有机物的去除；
步骤5、化学催化厌氧生物处理单元和好氧曝气处理单元所产生的污泥排入化粪池，并通过吸粪车外运处理。
3.根据权利要求2所述的一种低碳/氮比污水高效脱氮除磷方法，其特征在于步骤1中低碳/氮比污水首先通过格栅去除污水中85％以上的漂浮物和较大悬浮物。
4.根据权利要求2所述的一种低碳/氮比污水高效脱氮除磷方法，其特征在于步骤2化学催化厌氧生物处理单元中的污水水力停留时间为4小时以上，水温在12度以上，其作用是用于污水中大分子有机物的水解和反硝化脱氮，其中总氮脱出70％，COD去除60％，总磷去除80％以上。
5.根据权利要求2所述的一种低碳/氮比污水高效脱氮除磷方法，其特征在于步骤2化学催化厌氧生物处理单元和步骤3好氧曝气生物处理单元中的铁碳生物耦合载体均匀填充至化学催化厌氧生物处理单元和好氧曝气生物处理单元。
6.根据权利要求2所述的一种低碳/氮比污水高效脱氮除磷方法，其特征在于步骤3中化学催化厌氧生物处理单元出水进入好氧曝气生物处理单元，污水水力停留时间为4小时以上，水温在15度以上，用于强化辅助生物同步硝化和反硝化脱氮，并通过曝气系统控溶解氧，溶解氧在3.5mg/L到4.5mg/L之间，增加去除污水中高氨氮和溶解性有机物的效率，使出水溶解性有机物去除80％以上，氨氮去除90％以上，总氮脱出85％，总磷去除80％以上，使得出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级A排放要求。
7.根据权利要求2所述的一种低碳/氮比污水高效脱氮除磷方法，其特征在于步骤4中将好氧曝气生物处理单元的出水经回流泵回流至化学催化厌氧生物处理单元，回流量为进入化学催化厌氧生物处理单元的水量的2～5倍，其作用是将好氧曝气生物处理单元产生的硝态氮再进入化学催化厌氧生物处理单元进一步去除。
8.根据权利要求2所述的一种低碳/氮比污水高效脱氮除磷方法，其特征在于步骤5中化学催化厌氧生物处理单元和好氧曝气处理单元所产生的污水量的0.1％污泥排入化粪池，并通过吸粪车外运处理。
9.一种低碳/氮比污水高效脱氮除磷系统，特征在于低碳/氮比污水首先进入格栅；格栅后连接化学催化厌氧生物处理单元，化学催化厌氧生物处理单元后连接好氧曝气生物处理单元；好氧曝气生物处理单元连接消毒设施；好氧曝气生物处理单元连接回流泵再与化学催化厌氧生物处理单元连接；化学催化厌氧生物处理单元和好氧曝气处理单元分别与化粪池连接，污泥通过吸粪车外运处理。
10.根据权利要求9所述的一种低碳/氮比污水高效脱氮除磷系统，其特征在于格栅用于去除污水中漂浮物和较大悬浮物；
化学催化厌氧生物处理单元用于低碳/氮比污水中有机物水解和脱氮；
好氧曝气生物处理单元用于低碳/氮比污水中有机物和氨氮的降解；
好氧曝气生物处理单元部分出水回流至化学催化厌氧生物处理单元，用于进一步去除低碳/氮比污水中的总氮；
化学催化厌氧生物处理单元和好氧曝气处理单元所产生的污泥排入化粪池，通过吸粪车外运处理；
消毒设施用于低碳/氮比污水中细菌的消毒处理。
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