CN114477615A - 低能耗污水处理系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供的低能耗污水处理系统，通过在好氧池内设置循环装置，使好氧池中的污水可以在循环装置下循环，提高了系统的容积利用率，避免了好氧池中出现死角布水区，污水在好氧池实现低能、高效、无死角运转；通过在一级缺氧池底部设置布水头，并将布水头与布水器连接，通过布水头将布水器中的污水通入一级缺氧池，使一级缺氧池可以实现无死角布水；通过将好氧池环绕二级缺氧池设置，采用高倍比循环工艺，实现好氧池中的污水均匀混合，污水在好氧池实现低能、高效、无死角运转，使得污水处理能耗降低，节约了成本，提高了污水处理效率。

Description

低能耗污水处理系统

技术领域

本公开涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种低能耗污水处理系统。

背景技术

往往经济发展落后的地区，也是水资源匮乏的封闭地区。水资源匮乏是制约经济发展，产业振兴的瓶颈。通过，开采地下水，建设引水工程从其他流域圈引水，实现经济发展的地区不在少数。

随着生活水平的提高以及工业的不断发展，导致污水源的多元化。对于生活污水或工业污水需要集中进行处理。现有的污水处理系统往往系统运行不稳定，一级缺氧池和好氧池中往往存留有死角布水去，使系统的容积利用率降低。而且，现有的一体化污水处理系统耗电量大、能耗高、成本高，违背绿色低碳发展的基本原则，不利于大范围推广。特别是MBR污水处理系统，需要定期清洗或更换过滤膜，导致运行成本增高。一些小型一体化设备难以精准划分出厌氧区、缺氧区、好氧区，影响污水处理效果。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种低能耗污水处理系统。

本公开提供了一种低能耗污水处理系统，包括布水器、一级缺氧池、二级缺氧池、好氧池和沉淀池；

所述布水器、所述一级缺氧池、所述二级缺氧池、所述好氧池和所述沉淀池依次连通设置；

所述布水器设置在所述一级缺氧池上方，所述一级缺氧池底部设有布水头，所述布水头与所述布水器通过导流管连接，所述导流管或所述布水头处设有流量计和流量调节装置，所述流量调节装置可调节所述布水头的出水流量，所述布水器中的污水通过所述布水头通入所述一级缺氧池，所述好氧池环绕所述二级缺氧池设置，所述好氧池内设有循环装置，所述循环装置包括气提装置，所述循环装置用于将所述好氧池内的污水进行循环；

所述一级缺氧池和所述二级缺氧池中还投加有硫化物抑制剂，所述硫化物抑制剂为空气，用于抑制在厌氧条件下有机物分解生成硫化物有毒物质；

所述布水头设置数量为多个，多个布水头交错、均匀设置在所述一级缺氧池的底部。

可选的，所述布水器中部设有由溢流堰围绕形成的集水区，所述溢流堰与所述布水器的侧壁之间为布水区，所述集水区分别连接有进水管、加药管、污泥回流管和硝化液回流管；

所述低能耗污水处理系统还包括污泥培养槽，所述污泥培养槽与所述沉淀池连通，所述进水管用于向所述集水区中通入所述污水，所述加药管用于向所述集水区中添加所述污水处理时所需要的药剂，所述污泥回流管用于将污泥培养槽中的污泥通入所述集水区，所述硝化液回流管用于将所述好氧池中的硝化液通入所述集水区；

通过调整所述好氧池中所述硝化液以及所述污泥培养槽中所述污泥回流比例，使得所述二级缺氧池发生短程硝化反应。

可选的，所述低能耗污水处理系统还包括污泥回流泵，所述硝化液回流管设置在所述好氧池中，所述污泥回流泵设置在所述污泥培养槽中，并与所述污泥回流管连接。

可选的，所述布水器的所述布水区底部设有出水口，所述出水口设置数量为多个，多个所述出水口通过所述导流管与所述布水头连接；

所述二级缺氧池与所述好氧池通过所述二级缺氧池底部的连接口连接。

可选的，所述污泥培养槽包括两个槽室，以优化所述污泥培养槽中所述污泥中的微生物群结构，所述沉淀池中的20％-30％的污泥回流至所述污泥培养槽，所述污泥培养槽溶解氧浓度2mg/L-5mg/L，所述污泥培养槽内温度为20℃-35℃。

可选的，所述好氧池中还设有隔流挡板，所述气提装置设置在所述好氧池的底部，并位于所述隔流挡板的一侧，所述气提装置上设有出水管，所述出水管一端与所述气提装置连接，另一端绕过所述隔流挡板，设置在所述隔流挡板的另一侧，所述隔流挡板一侧与所述好氧池的内壁连接，另一侧连接在所述硝化液回流管的外壁上，所述隔流挡板底部与所述好氧池的底部连接，所述循环装置进水口设置在所述隔流挡板的一侧，并将所述隔流挡板一侧的所述污水抽向另一侧。

可选的，所述低能耗污水处理系统采用连续进水CLR-MBBR工艺对污水进行处理，所述好氧池内投加MBBR悬浮填料，所述MBBR悬浮填料的填充比为30％，所述MBBR悬浮填料材质为聚氨酯，单个所述MBBR悬浮填料的规格为30mm×30mm×20mm，装填密度为 50％-70％，孔隙率＞99％，比重为0.93，比表面积为550m²/m³；

所述一级缺氧池和所述二级缺氧池内均设有ORP仪和DO仪，所述ORP仪用来检测所述一级缺氧池和所述二级缺氧池中的氧化还原电位，以确定是否有硫化物生成，所述DO仪用来测量所述一级缺氧池和所述二级缺氧池中的溶解氧的含量，控制所述一级缺氧池一级缺氧池溶解氧浓度小于0.2mg/L～0.4mg/L，所述二级缺氧池溶解氧浓度范围为0-0.2mg/L，使得所述一级缺氧池和所述二级缺氧池可进行反硝化。

可选的，所述好氧池中还设有短格网和吹扫装置；

所述短格网垂直设置在所述好氧池中，所述短格网的两侧分别与所述好氧池的内壁以及所述二级缺氧池的外壁连接；

所述短格网设置数量为多个，多个所述短格网将所述好氧池分隔成多个区域，所述吹扫装置设置在所述短格网的一侧。

可选的，所述好氧池、所述一级缺氧池和所述二级缺氧池底部均设有曝气装置，所述曝气装置上设有曝气口，所述曝气口设置数量为多个，多个曝气口均匀铺设在所述好氧池、所述一级缺氧池和所述二级缺氧池的底部，所述曝气装置中通入空气，所述空气由所述曝气口进入所述好氧池、所述一级缺氧池和所述二级缺氧池。

可选的，所述低能耗污水处理系统在处理所述污水时同时使用短程硝化反硝化、同步硝化反硝化和全程硝化反硝化工艺，以提高对所述污水的处理效率。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本公开提供的低能耗污水处理系统，通过在好氧池内设置循环装置，使好氧池中的污水可以在循环装置下循环，提高了系统的容积利用率，避免了好氧池中出现死角布水区，污水在好氧池实现低能、高效、无死角运转；通过在一级缺氧池底部设置布水头，并将布水头与布水器连接，通过布水头将布水器中的污水通入一级缺氧池，使一级缺氧池可以实现无死角布水；通过将好氧池环绕二级缺氧池设置，采用高倍比循环工艺，实现好氧池中的污水均匀混合，使得污水处理能耗降低，节约了成本，提高了污水处理效率。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术

描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例所述低能耗污水处理系统整体结构示意图；

图2为本公开实施例所述低能耗污水处理系统俯视示意图；

图3为本公开实施例所述好氧池中循环装置示意图；

图4为本公开实施例所述布水器和一级缺氧池的结构示意图；

图5为本公开实施例所述布水器和一级缺氧池另一角度结构示意图；

图6为本公开实施例所述布水头分布结构示意图。

其中，10、布水器；11、溢流堰；12、导流管；13、集水区；14、出水口；15、布水区；20、一级缺氧池；21、布水头；30、二级缺氧池；31、连接口；40、好氧池；41、回流管；42、隔流挡板；43、出水管；44、短格网；45、吹扫装置；50、沉淀池；60、进水管；70、加药管；80、污泥回流管；81、污泥培养槽；90、硝化液回流管。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

本实施例中描述的术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本实施例中的污水可以是黑水、产业废水等含有高浓度BOD、TN 等有机废水。BOD的有效处理浓度范围200mg/L～3000mg/L，即在短时间内污水进水BOD值上升到1000mg/L以上，本实施例中的低能耗污水处理系统依然可以有效运行。NH4⁺-N的有效处理浓度范围30mg/L～500mg/L，即在短时间内污水进水NH4⁺-N值上升到500mg/L 以上，本实施例中的低能耗污水处理系统依然可以有效运行。同时也可以有效应对污水当中的硫酸盐，硫酸盐浓度在100mg/L～5000mg/L 依然不影响低能耗污水处理系统的正常运行。

本公开提供的一种低能耗污水处理系统，如图1-图6所示，包括布水器10、一级缺氧池20、二级缺氧池30、好氧池40和沉淀池50。

其中，布水器10、一级缺氧池20、二级缺氧池30、好氧池40和沉淀池50依次连通设置。

布水器10设置在一级缺氧池20的正上方，具体布水器10与一级缺氧池20的设置距离可以根据实际需要来设置。一级缺氧池20底部设有布水头21，布水头21与布水器10连接，布水器10中混合好的污水通过布水头21通入一级缺氧池20。

好氧池40内设有循环装置，循环装置包括气提装置，气提装置将好氧池中的污水进行无动力循环，降低了能耗，使得好氧池40中的污水能够充分进行混合。通过循环装置使得好氧池40中的污水可以流动起来，从而使污水可以混合均匀，避免了好氧池40中出现死角，污水混合不均匀的情况出现，有效提高系统容积利用率。污水在好氧池40 可实现低能、高效、无死角运转。

如图1或图2所示，好氧池40环绕二级缺氧池30设置，好氧池 40呈环形结构，二级缺氧池30的外壁作为好氧池40的内壁，好氧池 40外围设有外壁。通过将好氧池40设置成环形结构，更有利于好氧池 40中污水的循环。

如图5和图6所示，布水头21设置数量为多个，多个布水头21 均匀设置在一级缺氧池20的底部，多个布水头21呈多排排列，并且多排之间相互交错设置，从而使一级缺氧池20中可以无死角布水，有效提高了一级缺氧池20的容积利用率。

优选的，布水器10中部设有由溢流堰11环绕形成的集水区13，布水器10呈圆柱形结构，溢流堰11呈环形设置，集水区13位于布水器10的中部，溢流堰11与布水器10的侧壁之间为布水区15。在污水处理过程中，污水首先通入集水区13，当集水区13的污水液面高度高出溢流堰11后，污水从溢流堰11流出流入到布水区15。

如图2或图4所示，集水区13分别连接有进水管60、加药管70、污泥回流管80和硝化液回流管90。

进水管60用于向集水区13中通入污水，加药管70用于向集水区 13中添加污水处理时所需要的药剂，污泥回流管80用于将污泥培养槽 81中的污泥通入集水区13，硝化液回流管90用于将好氧池40中的硝化液通入集水区13。

硝化液回流管90一端连接集水区13，另一端连接好氧池40。通过气提装置实现硝化液回流通过硝化液回流管90把消化液传输至集水区13中，这样可有效提高低能耗污水处理系统整体的工作效率，降低低能耗污水处理系统整体的能源消耗。

污泥回流管80一端连接污泥培养槽81，另一端连接至集水区13。污泥培养槽81中设有污泥回流泵，污泥回流泵与污泥回流管80连接。通过污泥回流泵可以将污泥培养槽81中的污泥快速传输至集水区13 中。同时，也可以利用气提装置进行污泥回流，这样可有效提高低能耗污水处理系统整体的工作效率，降低低能耗污水处理系统整体的能源消耗。通过调整好氧池40中硝化液以及污泥培养槽81中污泥的回流比例，使得二级缺氧池30发生短程硝化反应。

在污水处理时，污水、药剂、污泥和硝化液分别首先通入到集水区13，在集水区13充分混合后再溢流到布水区15。

如图5所示，布水器10的布水区底部设有出水口14，出水口14 设置数量为多个，多个出水口14呈环形布置在布水区15的底部，布水头21的设置数量为多个，多个布水头21间隔、均匀设置在一级缺氧池20的底部。导流管12的设置数量也为多个，多个出水口14通过导流管12与布水头21连接，使得布水器10的污水可以快速传输至一级缺氧池20中，并且可以保证在一级缺氧池20中污水可以均匀布水，而不会出现死角。

进一步的，导流管12或者布水头21处还设有流量计以及流量调节装置，通过流量调节装置调整各个布水头21的出水流量，保证多个布水头21均匀分流布水。

本实施例中一级缺氧池20的各个布水头21污水的流速设置为 20m/s，以保证一级缺氧池20可以快速、均匀的进行布水。在其他一些实施例中，出水口的流速也可以根据实际需要来进行调节。

二级缺氧池30与好氧池40通过二级缺氧池30底部的连接口31 连接。二级缺氧池30中的污水通过连接口31流入到好氧池40中。

本实施例中通过将好氧池40环绕二级缺氧池30设置，并且将布水器10设置在一级缺氧池20的上方，同时在好氧池40内设置循环装置，通过循环装置使好氧池40中的污水进行循环，使得布水器10、一级缺氧池20、二级缺氧池30和好氧池40中的污水的流动更加流畅，使得污水可以充分混合，因此降低了能源消耗，节约了成本，提高了污水处理效率。

优选的，低能耗污水处理系统还包括污泥培养槽81，污泥培养槽 81分别与沉淀池50和一级缺氧池20连接，污泥培养槽81包括两个槽室，以优化污泥培养槽81中污泥中的微生物群结构，沉淀池50中的 20％-30％的污泥回流至污泥培养槽81，污泥培养槽81溶解氧浓度 2mg/L-5mg/L，污泥培养槽81内温度为20℃-35℃。

在污泥培养槽81中有效控制其水温、DO和HRT，可大量繁殖能够蚕食活性污泥的瓢体虫类微小动物。有效调整污泥培养槽81中HRT/ 好氧池中HRT的比值为3-6倍，以在系统内稳定增加瓢体虫类微小动物。

回流至污泥培养槽81的浮游物质浓度越高，减少污泥培养槽81 的容积削减回流量，并确保污泥的水力停留时间。回流污泥的浮游物质浓度范围是8000mg/L至15000mg/L。污泥培养槽81的DO浓度是 2mg/L-5mg/L，水温调整至20℃-35℃，以优化回流污泥的微生物群结构。

优选的，一级缺氧池20和二级缺氧池30内均设有ORP仪和DO 仪，ORP仪用来检测一级缺氧池20和二级缺氧池30中的氧化还原电位，以确定是否有硫化物生成，DO仪用来测量一级缺氧池20和二级缺氧池30中的溶解氧的含量，控制一级缺氧池20溶解氧浓度小于0.5mg/L-0.8mg/L，二级缺氧池30溶解氧浓度范围为0.2mg/L-0.5mg/L，使得一级缺氧池20和二级缺氧池30可进行反硝化。

优选的，如图2或图3所示，好氧池40中设有隔流挡板42，循环装置具体为气体装置，回流管41的进水口设置在好氧池40的底部，并位于隔流挡板42的一侧，回流管41的另一端绕过隔流挡板42，回流管41的出水口设置在隔流挡板42的另一侧，回流管41的末端连接出水管43。隔流挡板42一侧与好氧池40的内壁连接，另一侧连接在二级缺氧池40的外壁上，隔流挡板42底部与好氧池40的底部连接，顶部高出污水液面高度。回流管41进水口设置在隔流挡板42的回流末端一侧，向隔流挡板42另一侧回流污水，以实现对好氧池40中污水循环的目的。

通过将好氧池40环绕二级缺氧池30设置，并在好氧池40中设置循环装置，成功把应用于大型污水处理厂的氧化沟技术优势引入至本申请中，在好氧池40内，污水连续循环而且曝气量稳定可控，实现污水处理能耗的降低。

好氧池40底部、一级缺氧池20和二级缺氧池30底部均设有曝气装置，曝气装置上设有曝气口，曝气口设置数量为多个，多个曝气口均匀铺设在好氧池40、一级缺氧池20和二级缺氧池30的底部，曝气装置中通入空气，空气由曝气口进入好氧池40、一级缺氧池20和二级缺氧池30。使空气可以充分与污水混合。曝气装置可以根据实际需要，持续、稳定的提供不同的曝气量，从而有效降低低能耗污水处理系统的能耗，使污水可以根据需要充分与空气混合，节约了成本，提高了污水处理效率。

本实施例中通过有效利用空气作为硫化物抑制剂，提高污泥活性，利于设备的调试运行和水质的突然变动。防止二级缺氧池30中硝化活性降低，实现低能耗污水处理系统的快速调试运行。防止微生物利用糖或乙醇作为碳源,把硫酸盐转化成硫化物,使污水中富集硫化物阻碍硝化反应。通入空气利用硫酸盐还原菌和硫化物氧化菌去除氧化去除系统内的硫化物。

本实施例中通过在好氧池40中设置循环装置、隔流挡板42以及曝气装置，使得好氧池40中的污水可以和空气进行充分混合，大大提高了污水的含氧量，避免好氧池40中出现死角，导致污水中的含氧量不均的情况发生。

优选的，低能耗污水处理系统在处理污水时使用短程硝化反硝化、同步硝化反硝化、全程硝化反硝化，三种氨氮处理方式并列运行，以提高对污水的处理效率，增加污水系统对污水的处理能力。

好氧池40中亚硝酸细菌的比增值速率较低，在25℃的水温情况下也只为0.3/d，所以亚硝酸细菌的浓度是硝化过程的技术瓶颈。为了提高亚硝酸细菌的细菌浓度，在好氧池40投加亚硝酸细菌易于附着的悬浮填料，悬浮填料具体为MBBR悬浮填料。MBBR悬浮填料是一种生物活性载体，根据污水性质不同，在高分子材料中融合多种有利于微生物快速附着生长的微量元素，具有比表面积大、亲水性好、生物活性高、挂膜快、处理效果好、使用寿命长等优点。通过在好氧池40中填充MBBR悬浮填料，有利于好氧池40中微生物的生长、繁殖，可以更快速、有效的对污水进行净化处理。

悬浮填料尺寸为3mm-10mm，悬浮填料填充量为10V/V％～ 20V/V％。

悬浮填料的具体尺寸规格以及填充数量也可以根据实际情况来确定，此处不做具体限定。

在污水处理系统中，污水停留时间大于2小时，特别是大于8至48 小时非曝气水处理工艺时，容易发生在厌氧条件下有机物分解生成硫化物等有毒物质。而这些硫化物有毒物质流入到缺氧池，将阻碍硝化污泥的活性。导致无法有效进行硝化反应进行。根据ORP值确定硫化物抑制剂空气的投加量，可以确保进入缺氧池污水水质的稳定性，加速调试运行。

如果考虑在一级缺氧池20、30进行短程硝化反应。为了进行短程硝化需要提高一级缺氧池20、30内的氨氮浓度，这样以来需要降低硝化液的回流比例，从进水量的5倍流量降低到2倍流量。硫化物抑制剂的供给量应使流入一级缺氧池20、30的污水当中的硫化物浓度在5mg/L 以下。硫化物浓度可以通过测量水相当中硫化物浓度，气相当中硫化氢浓度予以推算。根据ORP值确定空气供给量的下限，根据DO值确定空气供给量的上限。

优选的，好氧池40中还设有短格网44和吹扫装置45。短格网44 相对于好氧池40中的水流方向垂直设置，短格网44的两侧分别与好氧池40的内壁以及二级缺氧池30的外壁连接。短格网44设置数量为多个，多个短格网44将好氧池40分隔成多个区域，吹扫装置45设置在短格网44的一侧。通过设置短格网44以及吹扫装置45，可以有效防止悬浮填料在好氧池40中堆积、分布不均或堵塞好氧池40底部的曝气装置。

在实际使用中，短格网44和吹扫装置45的设置是和悬浮填料的设置是同步的。当好氧池40中需要填充悬浮填料时，则在好氧池40 中设置短网格以及吹扫装置。当好氧池40中不需要填充悬浮调料时，则好氧池40中也不再设置短网格和和吹扫装置。

本实施例中通过在好氧池40中设置吹扫装置，增强了好氧池40 中的污水循环能力，使得好氧池40中的污水可以充分与曝气装置喷出的空气混合，增加了好氧池40中污水的含氧量，提高了污水处理能力，增加了污水处理效果，降低了成本，减少了能源消耗，提高了污水处理效率。

在其他一些实施例中，即使好氧池40中没有设置悬浮填料，也可以根据实际需要在好氧池40中设置短网格和吹扫装置。

实施例1：

本实施例采用连续进水CLR生物处理工艺对污水进行处理。

污水首先进入布水器10的集水区13，在布水器10的集水区13 中分别与硝酸盐回流液、回流污泥和药剂充分混合，并将混合后的污水溢流到布水器10的布水区15，并通过布水区15中的出水口14，经导流管12传输至一级缺氧池20。一级缺氧池20的溶解氧浓度为0.5～ 0.8mg/L，对应氧化还原电位(oxidation-reduction potential，简称：ORP) 值为-200～-100mV，污水停留时间为1.8h，污泥浓度3.5g/L～4.5g/L。一级缺氧池20内含有聚磷菌，聚磷菌为能过量吸磷并能储存磷的微生物。在聚磷菌的作用下，将污水中的磷去除。同时在一级缺氧池20中还可以将易降解的有机污染物进行转化，并将部分含氮有机物进行氨化。

污水在一级缺氧池20中处理完成后，进入二级缺氧池30中。污水在二级缺氧池30内进行反硝化过程以脱去污水中的氮，部分有机物在反硝化菌的作用下降解去除，缺氧区的溶解氧浓度为0.2mg/L -0.5mg/L，污水停留时间为5.3h，总氮负荷率约为0.03kgTN/(kgMLSS·d)，污泥浓度3.5g/L～4.5g/L。

污水在二级缺氧池30中处理完成后，进入好氧区中。进行有机物的进一步降解以及氨的硝化和磷的吸收，好氧区的溶解氧浓度为 1.5mg/L-2.5mg/L，污水停留时间为11.4h，NH₄ ⁺-N污泥负荷为 0.013kgNH₄ ⁺-N/(kgMLSS·d)，BOD₅污泥负荷为0.08kgBOD₅/(kgMLSS ·d)，污泥浓度为3.5g/L～5.5g/L，曝气装置通过鼓风微孔曝气，曝气装置供气量为没立方米的污水供3.16m³的空气。

污水通过气提装置在好氧区内实现自循环，水流在整个好氧池40 内既是推流流态，又呈完全混合状态。通过充分混合，好氧池40内的污水浓度、污泥浓度基本均衡。污水在好氧池40中处理完成后，从好氧池40的出水口溢流流出。

其中，可以根据需要改变气提装置功率的大小，以改变好氧池40 内污水水流的速度，使污水可以根据实际需要进行充分混合。

下表为实施例1中污水处理前后的指标对比：

水质指标(mg/L)

COD<sub>Cr</sub>

BOD<sub>5</sub>

SS

NH<sub>3</sub>-N

TN

TP

进水水质

≤500

≤300

≤320

≤60

≤110

≤8

出水水质

≤32

≤7

≤9

≤4.8

≤14.5

≤0.7

通过上表可知，实施例1中的污水处理工艺使污水水质指标中的各项指标均得到有效降低。

实施例2：

本实施例采用连续进水CLR-MBBR工艺对污水进行处理。

首先，在好氧池40内投加MBBR悬浮填料，MBBR悬浮填料的填充比为30％，MBBR悬浮填料的具体材质选择为聚氨酯，单个MBBR 悬浮填料的规格选择为30mm×30mm×20mm，装填密度选择为 50％-70％，孔隙率＞99％，比重为0.93，比表面积为550m²/m³。

同时，在好氧池40内分段设置短格网44和吹扫装置45，防止悬浮填料堆积、分布不均或堵塞好氧池40底部曝气装置。

为了加强附着在悬浮填料表面硝化细菌的活性，悬浮填料与污水表面的接触角设置为30°～80°，悬浮填料的干密度设置为1.1 g/cm³～1.3g/cm³。通过这样的设置，使得悬浮填料可适度随污水流动，并在悬浮填料的相互作用下发生碰撞，使悬浮填料上已经形成的生物膜发生脱落，保证附着在悬浮填料表面的活性污泥为好氧活性污泥。

在对污水进行处理时，污水首先进入布水器10的集水区13，在布水器10的集水区13中分别与硝酸盐回流液、回流污泥和药剂充分混合，并将混合后的污水溢流到布水器10的布水区15，并通过布水区 15中的出水口14，经导流管12传输至一级缺氧池20。一级缺氧池20 的溶解氧浓度为0.5～0.8mg/L，对应氧化还原电位值为-200～-100V，污水停留时间为1.5h，污泥浓度3.5g/L～4.5g/L。一级缺氧池20内含有聚磷菌，聚磷菌为能过量吸磷并能储存磷的微生物。在聚磷菌的作用下，将污水中的磷去除。同时在一级缺氧池20中还可以将易降解的有机污染物进行转化，并将部分含氮有机物进行氨化。

污水在一级缺氧池20中处理完成后，进入二级缺氧池30中。污水在二级缺氧池30内进行反硝化过程以脱去污水中的氮，部分有机物在反硝化菌的作用下降解去除，二级级缺氧区的溶解氧浓度为0.5～ 0.8mg/L，污水停留时间为3h，污泥浓度3.5g/L～4.5g/L。

污水在二级缺氧池30中处理完成后，进入好氧区中。进行有机物的进一步降解以及氨的硝化和磷的吸收，好氧区的溶解氧浓度为2mg/L， NH₄ ⁺-N污泥负荷为0.013kgNH₄ ⁺-N/(kgMLSS·d)，BOD₅污泥负荷为 0.08kgBOD₅/(kgMLSS·d)，污泥浓度为3.5g/L～5.5g/L，曝气装置通过鼓风微孔曝气，曝气装置供气量为没立方米的污水供4.2m³的空气。

污水通过好氧池40中的气提装置在好氧区内实现自循环，水流在整个好氧池40内既是推流流态，又呈完全混合状态。通过充分混合，好氧池40内的污水浓度、污泥浓度基本均衡。污水在好氧池40中处理完成后，从好氧池40的出水口溢流流出。

其中，可以根据需要改变气提装置功率的大小，以改变好氧池40 内污水水流的速度，使污水可以根据实际需要进行充分混合。

在沉淀池50进行固液分离，处理水可由泵抽出。

下表为实施例2中污水处理前后的指标对比：

水质指标(mg/L)

COD<sub>Cr</sub>

BOD<sub>5</sub>

SS

NH4<sup>+</sup>-N

TN

TP

进水水质

≤500

≤300

≤320

≤60

≤110

≤8

出水水质

≤25

≤5

≤8

≤1.5

≤8

≤0.5

通过上表可知，实施例2中的污水处理工艺使污水水质指标中的各项指标均得到有效降低。

实施例3：

本实施例采用高负荷连续进水CLR-MBBR工艺对污水进行处理。

首先，在好氧池40内投加MBBR悬浮填料，MBBR悬浮填料的填充比为30％，MBBR悬浮填料的具体材质选择为聚氨酯，单个MBBR 悬浮填料的规格选择为30mm×30mm×20mm，装填密度选择为50％-70％，孔隙率＞99％，比重为0.93，比表面积为550m²/m³。

同时，在好氧池40内分段设置短格网44和吹扫装置45，防止悬浮填料堆积、分布不均或堵塞好氧池40底部曝气装置。

为了加强附着在悬浮填料表面硝化细菌的活性，悬浮填料与污水表面的接触角设置为30°～80°，悬浮填料的干密度设置为1.1 g/cm³～1.3g/cm³。通过这样的设置，使得悬浮填料可适度随污水流动，并在悬浮填料的相互作用下发生碰撞，使悬浮填料上已经形成的生物膜发生脱落，保证附着在悬浮填料表面的活性污泥为好氧活性污泥。

在对污水进行处理时，污水首先进入布水器10的集水区13，在布水器10的集水区13中分别与硝酸盐回流液、回流污泥和药剂充分混合，并将混合后的污水溢流到布水器10的布水区15，并通过布水区 15中的出水口14，经导流管12传输至一级缺氧池20。一级缺氧池20 的溶解氧浓度为＜0.2mg/L，对应氧化还原电位值为-300～-400mV，污水停留时间为1.5h，污泥浓度5.5g/L～6.5g/L。一级缺氧池20内含有聚磷菌，聚磷菌为能过量吸磷并能储存磷的微生物。在聚磷菌的作用下，将污水中的磷去除。同时在一级缺氧池20中还可以将易降解的有机污染物进行转化，并将部分含氮有机物进行氨化。

污水在一级缺氧池20中处理完成后，进入二级缺氧池30中。污水在二级缺氧池30内进行反硝化过程以脱去污水中的氮，部分有机物在反硝化菌的作用下降解去除，二级级缺氧区的溶解氧浓度为0.5～ 0.8mg/L，污水停留时间为3h，污泥浓度5.5g/L～6.5g/L。

污水在二级缺氧池30中处理完成后，进入好氧区中。进行有机物的进一步降解以及氨的硝化和磷的吸收，好氧区的溶解氧浓度为2mg/L， NH₄ ⁺-N污泥负荷为0.024kgNH₄ ⁺-N/(kgMLSS·d)，BOD₅污泥负荷为 0.13kgBOD₅/(kgMLSS·d)，污泥浓度为6.5g/L～8g/L，曝气装置通过鼓风微孔曝气，曝气装置供气量为没立方米的污水供6.16m³的空气。

污水通过好氧池40中的气提装置在好氧区内自循环，水流在整个好氧池40内既是推流流态，又呈完全混合状态。通过充分混合，好氧池40内的污水浓度、污泥浓度基本均衡。污水在好氧池40中处理完成后，从好氧池40的出水口溢流流出。

其中，可以根据需要改变气提装置功率的大小，以改变好氧池40 内污水水流的速度，使污水可以根据实际需要进行充分混合。

下表为实施例3中污水处理前后的指标对比：

水质指标(mg/L)

COD<sub>Cr</sub>

BOD<sub>5</sub>

SS

NH<sub>4</sub><sup>+</sup>-N

TN

TP

进水水质

≤900

≤540

≤600

≤90

≤170

≤14

出水水质

≤45

≤9

≤15

≤5

≤14.5

≤0.9

通过上表可知，实施例3中的污水处理工艺使污水水质指标中的各项指标均得到有效降低。

本公开提供的低能耗污水处理系统相比于MBR技术，处理单位污水量为MBR技术能耗的1/2，运行电费是MBR技术的1/4。低能耗污水处理系统在有限容积范围内，实现氧化沟技术的技术优势，具备出水水质好、抗冲击负荷能力强、除磷脱氮效率高、污泥易稳定的优点。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种低能耗污水处理系统，其特征在于，包括布水器(10)、一级缺氧池(20)、二级缺氧池(30)、好氧池(40)和沉淀池(50)；

所述布水器(10)、所述一级缺氧池(20)、所述二级缺氧池(30)、所述好氧池(40)和所述沉淀池(50)依次连通设置；

所述布水器(10)设置在所述一级缺氧池(20)上方，所述一级缺氧池(20)底部设有布水头(21)，所述布水头(21)与所述布水器(10)通过导流管(12)连接，所述导流管(12)或所述布水头(21)处设有流量计和流量调节装置，所述流量调节装置可调节所述布水头(21)的出水流量，所述布水器(10)中的污水通过所述布水头(21)通入所述一级缺氧池(20)，所述好氧池(40)环绕所述二级缺氧池(30)设置，所述好氧池(40)内设有循环装置，所述循环装置包括气提装置，所述循环装置用于将所述好氧池(40)内的污水进行循环；

所述一级缺氧池(20)和所述二级缺氧池(30)中还投加有硫化物抑制剂，所述硫化物抑制剂为空气，用于抑制在厌氧条件下有机物分解生成硫化物有毒物质，防止微生物利用糖或乙醇作为碳源,把硫酸盐转化成硫化物，使污水中富集硫化物阻碍硝化反应，通入所述硫化物抑制剂利用硫酸盐还原菌和硫化物氧化菌去除氧化去除系统内的硫化物；

所述布水头(21)设置数量为多个，多个布水头(21)交错、均匀设置在所述一级缺氧池(20)的底部。

2.根据权利要求1所述的低能耗污水处理系统，其特征在于，所述布水器(10)中部设有由溢流堰(11)围绕形成的集水区(13)，所述溢流堰与所述布水器的侧壁之间为布水区(15)，所述集水区(13)分别连接有进水管(60)、加药管(70)、污泥回流管(80)和硝化液回流管(90)；

所述低能耗污水处理系统还包括污泥培养槽(81)，所述污泥培养槽(81)与所述沉淀池(50)连通，所述进水管(60)用于向所述集水区(13)中通入所述污水，所述加药管(70)用于向所述集水区(13)中添加所述污水处理时所需要的药剂，所述污泥回流管(80)用于将污泥培养槽(81)中的污泥通入所述集水区(13)，所述硝化液回流管(90)用于将所述好氧池(40)中的硝化液通入所述集水区(13)；

通过调整所述好氧池(40)中所述硝化液以及所述污泥培养槽(81)中所述污泥回流比例，使得所述二级缺氧池(30)发生短程硝化反应。

3.根据权利要求2所述的低能耗污水处理系统，其特征在于，所述低能耗污水处理系统还包括污泥回流泵，所述硝化液回流管(90)设置在所述好氧池(40)中，所述污泥回流泵设置在所述污泥培养槽(81)中，并与所述污泥回流管(80)连接。

4.根据权利要求2所述的低能耗污水处理系统，其特征在于，所述布水器(10)的所述布水区(15)底部设有出水口(14)，所述出水口(14)设置数量为多个，多个所述出水口(14)通过所述导流管(12)与所述布水头(21)连接；

所述二级缺氧池(30)与所述好氧池(40)通过所述二级缺氧池(30)底部的连接口(31)连接。

5.根据权利要求3所述的低能耗污水处理系统，其特征在于，所述污泥培养槽(81)包括两个槽室，以优化所述污泥培养槽(81)中所述污泥中的微生物群结构，所述沉淀池(50)中的20％-30％的污泥回流至所述污泥培养槽(81)，所述污泥培养槽(81)溶解氧浓度2mg/L-5mg/L，所述污泥培养槽(81)内温度为20℃-35℃。

6.根据权利要求1所述的低能耗污水处理系统，其特征在于，所述好氧池(40)中还设有隔流挡板(42)，所述气提装置设置在所述好氧池(40)的底部，并位于所述隔流挡板(42)的一侧，所述气提装置上设有出水管(43)，所述出水管(43)一端与所述气提装置连接，另一端绕过所述隔流挡板(42)，设置在所述隔流挡板(42)的另一侧，所述隔流挡板(42)一侧与所述好氧池(40)的内壁连接，另一侧连接在所述二级缺氧池(30)的外壁上，所述隔流挡板(42)底部与所述好氧池(40)的底部连接，所述循环装置进水口设置在所述隔流挡板(42)的一侧，并将所述隔流挡板(42)一侧的所述污水抽向另一侧。

7.根据权利要求1所述的低能耗污水处理系统，其特征在于，所述低能耗污水处理系统采用连续进水CLR-MBBR工艺对污水进行处理，所述好氧池(40)内投加MBBR悬浮填料，所述MBBR悬浮填料的填充比为30％，所述MBBR悬浮填料材质为聚氨酯，单个所述MBBR悬浮填料的规格为30mm×30mm×20mm，装填密度为50％-70％，孔隙率＞99％，比重为0.93，比表面积为550m2/m3；

所述一级缺氧池(20)和所述二级缺氧池(30)内均设有ORP仪和DO仪，所述ORP仪用来检测所述一级缺氧池(20)和所述二级缺氧池(30)中的氧化还原电位，以确定是否有硫化物生成，所述DO仪用来测量所述一级缺氧池(20)和所述二级缺氧池(30)中的溶解氧的含量，控制所述一级缺氧池(20)溶解氧浓度小于0.5mg/L～0.8mg/L，所述二级缺氧池(30)溶解氧浓度范围为0.2mg/L-0.5mg/L，使得所述一级缺氧池(20)和所述二级缺氧池(30)可进行反硝化。

8.根据权利要求5所述的低能耗污水处理系统，其特征在于，所述好氧池(40)中还设有短格网(44)和吹扫装置(45)；

所述短格网(44)垂直设置在所述好氧池(40)中，所述短格网(44)的两侧分别与所述好氧池(40)的内壁以及所述二级缺氧池(30)的外壁连接；

所述短格网(44)设置数量为多个，多个所述短格网(44)将所述好氧池(40)分隔成多个区域，所述吹扫装置(45)设置在所述短格网(44)的一侧。

9.根据权利要求1所述的低能耗污水处理系统，其特征在于，所述好氧池(40)、所述一级缺氧池(20)和所述二级缺氧池(30)底部均设有曝气装置，所述曝气装置上设有曝气口，所述曝气口设置数量为多个，多个曝气口均匀铺设在所述好氧池(40)、所述一级缺氧池(20)和所述二级缺氧池(30)的底部，所述曝气装置中通入空气，所述空气由所述曝气口进入所述好氧池(40)、所述一级缺氧池(20)和所述二级缺氧池(30)。

10.根据权利要求1-9任一项所述的低能耗污水处理系统，其特征在于，所述低能耗污水处理系统在处理所述污水时同时使用短程硝化反硝化、同步硝化反硝化和全程硝化反硝化工艺，以提高对所述污水的处理效率。

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