CN112142262A - 基于多级ao侧流除磷技术的低cn市政污水深度处理系统及方法 - Google Patents
基于多级ao侧流除磷技术的低cn市政污水深度处理系统及方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于多级AO侧流除磷技术的低CN市政污水深度处理系统及方法，包括自进水端至出水端依次连通的预缺氧池、厌氧池、一级缺氧池、一级好氧池、二级缺氧池、二级好氧池和沉淀池二，以及侧流除磷单元；侧流除磷单元包括自进水端至出水端依次连通的沉淀池一、混凝池和絮凝沉淀池；预缺氧池通过污泥回流管与沉淀池二相连通，厌氧池分别通过混合液回流管一和上清液回流管与一级缺氧池和絮凝沉淀池相连通，厌氧池通过混合液进液管和混合液出液管与沉淀池一形成循环回路，一级缺氧池通过混合液回流管二与一级好氧池相连通，一级缺氧池和二级缺氧池上均设有碳源投加装置，二级好氧池上设有PACT活性炭投加装置，混凝池上设有除磷药剂投加装置。
Description
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，尤其涉及一种基于多级AO侧流除磷技术的低CN市政污水深度处理系统及方法。
背景技术
市政污水节能降耗及提质增效是提升污水处理技术、优化污水处理工艺的方向和目的，而脱氮除磷及深度COD去除是实现这一目的的关键，针对氮磷去除，国内开展了很多研究，一般集中在原水碳源增加或是提高进水碳源利用率等方面进行脱氮；增加除磷单元、优化除磷药剂投量进行除磷；而对于后续难降解COD的去除，则是将功能单元增加停留时间或是增加COD深度处理工艺诸如高级氧化等达到COD去除。多级AO工艺即是利用碳源在不同区段分配，优先用于反硝化脱氮及厌氧释磷等，是有效节省碳源的脱氮方式，其不足之处是：一、多级AO整体思路是强调生物脱氮能力，而深度除磷及难降解COD去除由后续工序完成，由此增加了建设、运营及管理成本。二、除磷药剂的投加具有较多弊端：1)产生大量废弃污泥需要处理；2)除磷药剂除磷有限度，高标准出水下往往难以满足；3)有研究表明长期投加除磷药剂，回流污泥可能对于生化系统微生物代谢活性产生不利影响；4)磷属于一种资源，作为废弃污泥处理，属于二次污染与国家提倡的绿色、资源化的环保理念不符。三、工艺后续COD属于难降解有机物，增加停留时间及高级氧化必然增加成本及占地面积。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种基于多级AO侧流除磷技术的低CN市政污水深度处理系统及方法，工艺流程简单设计合理，各工艺相互协同，实现同步脱氮除磷，节省碳源和氧气用量及污泥排放量的同时，除磷效果明显，生化工艺将易降解有机物去除，难降解有机物由PACT工艺去除，将COD去除合理分解安排，实现COD深度去除的同时，抑制了异样菌对DO的竞争，强化了硝化菌硝化能力，为反硝化除磷创造了条件，提高工艺出水标准，达到地表水“准Ⅱ类”标准(CODCr<15mg/L，BOD5<3mg/L，SS<5，TN<10mg/L，NH3-N<0.5mg/L，TP<0.1mg/L)。
为了实现上述目的，本发明提供的一种基于多级AO侧流除磷技术的低CN市政污水深度处理系统及方法，包括自进水端至出水端依次连通的预缺氧池、厌氧池、一级缺氧池、一级好氧池、二级缺氧池、二级好氧池和沉淀池二，以及侧流除磷单元；所述侧流除磷单元包括自进水端至出水端依次连通的沉淀池一、混凝池和絮凝沉淀池；所述预缺氧池通过污泥回流管与沉淀池二相连通，所述厌氧池分别通过混合液回流管一和上清液回流管与一级缺氧池和絮凝沉淀池相连通，所述厌氧池通过混合液进液管和混合液出液管与沉淀池一形成循环回路，所述一级缺氧池通过混合液回流管二与一级好氧池相连通，所述一级缺氧池和二级缺氧池上均设有碳源投加装置，所述二级好氧池上设有PACT活性炭投加装置，所述混凝池上设有除磷药剂投加装置，所述沉淀池一和沉淀池二均设有排泥管。
一种基于多级AO侧流除磷技术的低CN市政污水深度处理系统的处理方法，包括如下步骤：
S1：将污水进入预缺氧池中与沉淀池二回流的污泥进行反硝化脱氮反应后，自流入厌氧池进行释磷；
S2：厌氧池的部分混合液通过混合液进液管自流入沉淀池一中进行泥水分离，污泥通过混合液出液管进入厌氧池，上清液自流入混凝池；
S3：混凝池的混合液在除磷药剂作用下进行絮凝反应后，自流入絮凝沉淀池；
S4：絮凝沉淀池中除磷后的上清液通过上清液回流管回流至厌氧池，磷污泥通过排泥管二排出；
S5：厌氧池的混合液自流入一级缺氧池，并补充碳源，通过厌氧池提供的反硝化聚磷菌和一级好氧池通过混合液回流管二提供硝化液进行反硝化除磷后，自流入一级好氧池；
S6：一级好氧池中混合液进行部分聚磷及氨氮硝化反应后，自流入二级缺氧池进行深度脱氮；
S7：二级缺氧池的混合液自流入二级好氧池进行深度去除氨氮后，自流入沉淀池二中；
S8：混合液在沉淀池二中进行泥水分离，污泥经污泥回流管回流至厌氧池中，上清液出水；
优选地，所述预缺氧池的氧化还原电位ORP为-50～-200mv，水力停留时间为1～2h；
优选地，所述厌氧池的氧化还原电位ORP为-200～-400mv，水力停留时间为1～3h；
优选地，所述侧流除磷单元的混合液进液流量/原水流量为1/5～1/2，除磷药剂的投量为6～20mg/L，污泥龄为10～20d；
优选地，所述一级缺氧池的氧化还原电位ORP为-100～-300mv，水力停留时间2～4h，污泥按污泥回流量50％～100％回流至厌氧池；
优选地，所述一级好氧池的汽水比为8：1～20：1，混合液的溶解氧DO调整为0.5～2mg/L，污泥按污泥回流量150％～200％回流至一级缺氧池；
优选地，所述二级缺氧池的氧化还原电位ORP为-100～-300mv，碳源投加量/去除总氮量为5/1～2/1；
优选地，所述二级好氧池的活性炭投加量与去除的COD比值为20～80mg/L活性炭：4mg/L COD，污泥停留时间为1～4h；
优选地，所述沉淀池二的污泥按污泥回流量100％～200％回流至厌氧池，污泥龄为10～20d。
本发明提供的一种基于多级AO侧流除磷技术的低CN市政污水深度处理系统及方法，具有如下有益效果：
1.本发明有效避免现有技术存在的工序复杂、除磷药剂效果有限而且对生化系统微生物活性存在负面影响、成本高、占地面积大的技术问题，本发明是通过反硝化除磷、侧流除磷和PACT工艺的有机组合工艺，反硝化除磷是利用反硝化除磷菌实现同步脱氮除磷，相较于传统反硝化菌及除磷菌，反硝化除磷菌可同时去除两种污染物，不仅可实现碳源的“一碳两用”：节约碳源50％以上，节省氧气30％左右，减少污泥排放50％以上。而且除磷效果明显，是实现深度脱氮除磷的一种手段。耦合了侧流除磷工艺，调节原水中CP比例，为低CP比污水生化法除磷及磷资源化创造条件，将厌氧池释磷混合液经过沉淀在高浓度含磷上清液投加去磷药剂，可获得最大磷去除效果，同时减少的含磷混合液进入原水中，提高了原水C/P比例，为反硝化除磷创造了条件。侧流除磷根据进水CP比值及出水标准可灵活调整投加除磷药剂，容易实现深度磷的去除。侧流除磷单元一般是取部分厌氧池释磷沉淀上清液，投加除磷药剂，实现部分磷去除，沉淀的污泥及上清液再次回到厌氧池中，磷酸盐絮凝污泥则排除池外。耦合了PACT工艺，生化工艺将易降解有机物去除，难降解有机物由PACT工艺去除，将COD去除合理分解安排，实现COD深度去除的同时，抑制了异样菌对溶解氧DO的竞争，强化了硝化菌硝化能力，为反硝化除磷创造了条件。PACT工艺是生物活性炭污水处理技术，利用活性炭吸附的微生物组成PACT污泥，在吸附有机物的同时进行COD的降解，在有机物降解的同时进行微生物吸附，两者相互增强，相互促进，达到微生物-有机物-活性炭的动态平衡，实现药剂循环利用，PACT工艺一般应用于工业污水领域，对于难降解有机物具有较好的去除效果，同时污泥具有良好的沉降性能，可有效缩短沉淀时间，节省处理单元容积。
2.强化多级AO工艺市政污水深度处理的组合系统强调工艺的整体性：多级AO优化后的工艺既发挥了传统多级AO工艺的脱氮灵活性，又强化了生化除磷及PACT去除难降解物质的能力，可实现高标准污水处理。整个系统各工艺之间的耦合效果优于单纯工艺组合效果，首先，侧流除磷将厌氧池上清液高浓度释放的磷部分沉淀，节省了除磷药剂，同时，提升了主工艺原水CP比例，为反硝化除磷创造了条件，提升了除磷效果；其次、在原多级AO基础上增加缺氧-厌氧污泥回流，实现了厌氧、缺氧互相沟通，实现菌群停留延长，较原系统更易于培养反硝化除磷菌，构建反硝化除磷系统；再次、PACT工艺主攻生化单元后端难生化降解的有机物，属于深度处理工艺，较传统方法，更节省活性炭，对于COD高标准达标创造了条件，另一方面，PACT对COD的去除，减少了异样菌同硝化菌对DO的竞争，有利于氨氮去除，形成的稳定硝酸盐供体，为反硝化除磷提供了条件，主工艺多级AO可根据情况适当增减碳源投量，保持原工艺反硝化优势。
3.TP的去除主体工艺仅依靠生化方法，避免了后续繁杂的化学除磷工序。
4.侧流除磷单元的除磷药剂可选择普通除磷药剂，也可根据需要选择其他适合的除磷药剂，为以后单独TP去除及资源化留下准备。
附图说明
图1为本发明提供的一种基于多级AO侧流除磷技术的低CN市政污水深度处理系统的系统框图。
图中：
1.预缺氧池 2.厌氧池 3.一级缺氧池 31.混合液回流管一 32.碳源投加装置一4.一级好氧池 41.混合液回流管二 5.二级缺氧池 51.碳源投加装置二 6.二级好氧池61.PACT活性炭投加装置 7.沉淀池二 71.污泥回流管 72.排泥管一 8.侧流除磷单元 81.沉淀池一 811.混合液进液管 812.混合液出液管 82.混凝池 821.除磷药剂投加装置 83.絮凝沉淀池 831.上清液回流管 832.排泥管二。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明做进一步说明，以助于理解本发明的内容。
如图1所示，为本发明提供的一种基于多级AO侧流除磷技术的低CN市政污水深度处理系统，包括自进水端至出水端依次连通的预缺氧池1、厌氧池2、一级缺氧池3、一级好氧池4、二级缺氧池5、二级好氧池6和沉淀池二7，以及侧流除磷单元8；侧流除磷单元8包括自进水端至出水端依次连通的沉淀池一81、混凝池82和絮凝沉淀池83；预缺氧池1通过污泥回流管71与沉淀池二7相连通，厌氧池2分别通过混合液回流管一31和上清液回流管831与一级缺氧池3和絮凝沉淀池83相连通，厌氧池2通过混合液进液管811和混合液出液管812与沉淀池一81形成循环回路，一级缺氧池3通过混合液回流管二41与一级好氧池4相连通，一级缺氧池3和二级缺氧池5上分别设有碳源投加装置一32和碳源投加装置二51，二级好氧池6上设有PACT活性炭投加装置61，混凝池82上设有除磷药剂投加装置821，沉淀池一81和沉淀池二7分别设有排泥管一832和排泥管二72。
一种基于多级AO侧流除磷技术的低CN市政污水深度处理系统的处理方法，包括如下步骤：
S1：将污水进入预缺氧池1中与沉淀池二7回流的污泥进行反硝化脱氮反应后，自流入厌氧池2进行释磷；
S2：厌氧池2的部分混合液通过混合液进液管811自流入沉淀池一81中进行泥水分离，污泥通过混合液出液管812进入厌氧池2，上清液自流入混凝池82；
S3：混凝池82的混合液在除磷药剂作用下进行絮凝反应后，自流入絮凝沉淀池83；
S4：絮凝沉淀池83中除磷后的上清液通过上清液回流管831回流至厌氧池2，磷污泥通过排泥管二832排出或回收；
S5：厌氧池2的混合液自流入一级缺氧池3，并补充碳源，通过厌氧池2提供的反硝化聚磷菌和一级好氧池4通过混合液回流管二41提供硝化液进行反硝化除磷后，自流入一级好氧池4；
S6：一级好氧池4中的混合液进行部分聚磷及氨氮硝化反应后，自流入二级缺氧池5进行深度脱氮；
S7：二级缺氧池5的混合液自流入二级好氧池6进行深度去除氨氮后，自流入沉淀池二7中；
S8：混合液在沉淀池二7中进行泥水分离，污泥经污泥回流管71回流至厌氧池2中，上清液出水。
正常运行状态下调节进水量为设计水量，预缺氧池1的氧化还原电位ORP为-50～-200mv，水力停留时间为1～2h；厌氧池2的氧化还原电位ORP为-200～-400mv，水力停留时间为1～3h；侧流除磷单元8的混合液进液流量/原水流量为1/5～1/2，除磷药剂选用市政污水常用除磷药剂或其他磷回收药剂，除磷药剂的投量为6～20mg/L，污泥龄为10～20d；一级缺氧池3的氧化还原电位ORP为-100～-300mv，水力停留时间2～4h，污泥按污泥回流量50％～100％回流至厌氧池2；一级好氧池4的汽水比为8：1～20：1，混合液的溶解氧DO调整为0.5～2mg/L，污泥按污泥回流量150％～200％回流至一级缺氧池3；二级缺氧池5的氧化还原电位ORP为-100～-300mv，碳源投加量(以BOD5计)/去除TN量为C/N为5/1～2/1。二级好氧池6的活性炭投加量与去除的COD比值为20～80mg/L活性炭：4mg/L COD，污泥停留时间为1～4h。沉淀池二7的污泥按污泥回流量100％～200％回流至厌氧池2，污泥龄为10～20d。各池污泥浓度调整为3500～4500mg/L。
本发明有效避免现有技术存在的工序复杂、除磷药剂效果有限而且对生化系统微生物活性存在负面影响、成本高、占地面积大的技术问题，本发明是通过反硝化除磷、侧流除磷和PACT工艺的有机组合工艺，反硝化除磷是利用反硝化除磷菌实现同步脱氮除磷，相较于传统反硝化菌及除磷菌，反硝化除磷菌可同时去除两种污染物，不仅可实现碳源的“一碳两用”：节约碳源50％以上，节省氧气30％左右，减少污泥排放50％以上。而且除磷效果明显，是实现深度脱氮除磷的一种手段。耦合了侧流除磷工艺，调节原水中CP比例，为低CP比污水生化法除磷及磷资源化创造条件，将厌氧池2释磷混合液经过沉淀在高浓度含磷上清液投加去磷药剂，可获得最大磷去除效果，同时减少的含磷混合液进入原水中，提高了原水C/P比例，为反硝化除磷创造了条件。侧流除磷根据进水CP比值及出水标准可灵活调整投加除磷药剂，容易实现深度磷的去除。侧流除磷单元8一般是取部分厌氧池2释磷沉淀上清液，投加除磷药剂，实现部分磷去除，沉淀的污泥及上清液再次回到厌氧池2中，磷酸盐絮凝污泥则排除池外。耦合了PACT工艺，生化工艺将易降解有机物去除，难降解有机物由PACT工艺去除，将COD去除合理分解安排，实现COD深度去除的同时，抑制了异样菌对溶解氧DO的竞争，强化了硝化菌硝化能力，为反硝化除磷创造了条件。PACT工艺是生物活性炭污水处理技术，利用活性炭吸附的微生物组成PACT污泥，在吸附有机物的同时进行COD的降解，在有机物降解的同时进行微生物吸附，两者相互增强，相互促进，达到微生物-有机物-活性炭的动态平衡，实现药剂循环利用，PACT工艺一般应用于工业污水领域，对于难降解有机物具有较好的去除效果，同时污泥具有良好的沉降性能，可有效缩短沉淀时间，节省处理单元容积。同时，强化多级AO工艺市政污水深度处理的组合系统强调工艺的整体性：多级AO优化后的工艺既发挥了传统多级AO工艺的脱氮灵活性，又强化了生化除磷及PACT去除难降解物质的能力，可实现高标准污水处理。整个系统各工艺之间的耦合效果优于单纯工艺组合效果，首先，侧流除磷单元8将厌氧池2上清液高浓度释放的磷部分沉淀，节省了除磷药剂，同时，提升了主工艺原水CP比例，为反硝化除磷创造了条件，提升了除磷效果；其次、在原多级AO基础上增加缺氧-厌氧污泥回流，实现了厌氧、缺氧互相沟通，实现菌群停留延长，较原系统更易于培养反硝化除磷菌，构建反硝化除磷系统；再次、PACT工艺主攻生化单元后端难生化降解的有机物，属于深度处理工艺，较传统方法，更节省活性炭，对于COD高标准达标创造了条件，另一方面，PACT工艺对COD的去除，减少了异样菌同硝化菌对DO的竞争，有利于氨氮去除，形成的稳定硝酸盐供体，为反硝化除磷提供了条件，主工艺多级AO可根据情况适当增减碳源投量，保持原工艺反硝化优势。TP的去除主体工艺仅依靠生化方法，避免了后续繁杂的化学除磷工序。侧流除磷单元8的除磷药剂可选择普通除磷药剂，也可根据需要选择其他适合的除磷药剂，为以后单独TP去除及资源化留下准备。
本文中应用了具体个例对发明构思进行了详细阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离该发明构思的前提下，所做的任何显而易见的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于多级AO侧流除磷技术的低CN市政污水深度处理系统，其特征在于，包括自进水端至出水端依次连通的预缺氧池、厌氧池、一级缺氧池、一级好氧池、二级缺氧池、二级好氧池和沉淀池二，以及侧流除磷单元；所述侧流除磷单元包括自进水端至出水端依次连通的沉淀池一、混凝池和絮凝沉淀池；所述预缺氧池通过污泥回流管与沉淀池二相连通，所述厌氧池分别通过混合液回流管一和上清液回流管与一级缺氧池和絮凝沉淀池相连通，所述厌氧池通过混合液进液管和混合液出液管与沉淀池一形成循环回路，所述一级缺氧池通过混合液回流管二与一级好氧池相连通，所述一级缺氧池和二级缺氧池上均设有碳源投加装置，所述二级好氧池上设有PACT活性炭投加装置，所述混凝池上设有除磷药剂投加装置，所述沉淀池一和沉淀池二均设有排泥管。
2.根据权利要求1所述的一种基于多级AO侧流除磷技术的低CN市政污水深度处理系统的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将污水进入预缺氧池中与沉淀池二回流的污泥进行反硝化脱氮反应后，自流入厌氧池进行释磷；
S2：厌氧池的部分混合液通过混合液进液管自流入沉淀池一中进行泥水分离，污泥通过混合液出液管进入厌氧池，上清液自流入混凝池；
S3：混凝池的混合液在除磷药剂作用下进行絮凝反应后，自流入絮凝沉淀池；
S4：絮凝沉淀池中除磷后的上清液通过上清液回流管回流至厌氧池，磷污泥通过排泥管二排出；
S5：厌氧池的混合液自流入一级缺氧池，并补充碳源，通过厌氧池提供的反硝化聚磷菌和一级好氧池通过混合液回流管二提供硝化液进行反硝化除磷后，自流入一级好氧池；
S6：一级好氧池中混合液进行部分聚磷及氨氮硝化反应后，自流入二级缺氧池进行深度脱氮；
S7：二级缺氧池的混合液自流入二级好氧池进行深度去除氨氮后，自流入沉淀池二中；
S8：混合液在沉淀池二中进行泥水分离，污泥经污泥回流管回流至厌氧池中，上清液出水。
3.根据权利要求2所述的一种基于多级AO侧流除磷技术的低CN市政污水深度处理系统的处理方法，其特征在于，所述预缺氧池的氧化还原电位ORP为-50～-200mv，水力停留时间为1～2h。
4.根据权利要求2所述的一种基于多级AO侧流除磷技术的低CN市政污水深度处理系统的处理方法，其特征在于，所述厌氧池的氧化还原电位ORP为-200～-400mv，水力停留时间为1～3h。
5.根据权利要求2所述的一种基于多级AO侧流除磷技术的低CN市政污水深度处理系统的处理方法，其特征在于，所述侧流除磷单元的混合液进液流量/原水流量为1/5～1/2，除磷药剂的投量为6～20mg/L，污泥龄为10～20d。
6.根据权利要求2所述的一种基于多级AO侧流除磷技术的低CN市政污水深度处理系统的处理方法，其特征在于，所述一级缺氧池的氧化还原电位ORP为-100～-300mv，水力停留时间2～4h，污泥按污泥回流量50％～100％回流至厌氧池。
7.根据权利要求2所述的一种基于多级AO侧流除磷技术的低CN市政污水深度处理系统的处理方法，其特征在于，所述一级好氧池的汽水比为8：1～20：1，混合液的溶解氧DO调整为0.5～2mg/L，污泥按污泥回流量150％～200％回流至一级缺氧池。
8.根据权利要求2所述的一种基于多级AO侧流除磷技术的低CN市政污水深度处理系统的处理方法，其特征在于，所述二级缺氧池的氧化还原电位ORP为-100～-300mv，碳源投加量/去除总氮量为5/1～2/1。
9.根据权利要求2所述的一种基于多级AO侧流除磷技术的低CN市政污水深度处理系统的处理方法，其特征在于，所述二级好氧池的活性炭投加量与去除的COD比值为20～80mg/L活性炭：4mg/L COD，污泥停留时间为1～4h。
10.根据权利要求2所述的一种基于多级AO侧流除磷技术的低CN市政污水深度处理系统的处理方法，其特征在于，所述沉淀池二的污泥按污泥回流量100％～200％回流至厌氧池，污泥龄为10～20d。
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