CN115959793A - 高氨氮低碳氮比污水处置工艺系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种高氨氮低碳氮比污水处置工艺系统，利用该系统进行高氨氮低碳氮比污水处置，采用固液分离+预处理+汽提+精馏将分段进水与多级A+O及膜系统进行多项耦合。同时利用合理的工艺流程设计和系统内资源整合，实现高效的脱氮除磷目的，最终为沼气脱硫提供产品。为低碳氮，高氨氮废水处置提供新的工艺方案。可以有效处置低碳氮比废水，脱氮要求有机负荷较高，污泥龄大大缩短，除磷效率提高。随着对出水水质标准要求的提高，在现有成熟且广泛应用的传统AO工艺基础上，对其结构形式、布水、分区设置调整、投加填料方式等。以上工艺设计方式结合运行措施的强化，可以更经济、安全、可控的方式实现更优的水质处理效果。

Description

高氨氮低碳氮比污水处置工艺系统

技术领域

本申请涉及污水治理技术领域，具体而言，涉及一种高氨氮低碳氮比污水处置工艺系统。

背景技术

近年来，随着水资源利用率的提高以及水体富营养化情况的加剧，国家对于污水排放氮、磷的水质指标要得更加严格，如何经济有效地去除污水中的氮、磷，让水质指标达到国家要求的排放标准是现在所面临的问题。

而传统沼液处置工艺存在的矛盾和问题：

一、根据主流工艺-沼气工程，在消纳有机废弃物、生产清洁能源的同时，伴随产生大量的厌氧消化残余物——沼液。特别是在一些大中型有机物产沼气工程中，每天所产生的沼液可达几百上千吨。这些沼液若得不到合理的处置，不仅浪费资源，还会对环境造成二次污染，排放到自然界水体中的氮素不仅会造成水体的富营养化、水资源恶化，同时也有可能会对人体健康造成影响，硝酸氮盐可被转化为亚硝胺等物质，成为潜在的致癌物。

现有沼气工程处置后剩余大量残余物—沼液存在C/N≤3，高氨氮浓度导致生化工艺过程碳源缺口大、氨氮污染空气的问题及主流工艺两级A+O+MBR存在生物脱氮除磷过程在水力停留时间(HRT)和污泥龄(SRT)上的相互矛盾，并且存在脱氮效率局限的问题。生化处置方式脱氮除磷都需要有机碳源，存在微生物的竞争关系，工艺条件较多，有不稳定风险，将导致出水氮磷不达标，并且传统的沼液处置工艺同时存在物流内回流和污泥回流。

二、目前，一方面是不断严苛的污水排放标准，另一方面是我国众多污水处理厂、沼液废水处理项目碳源缺乏这一现实，使用外加碳源便成了许多污水厂的第一选择。

运用最为广泛的碳源是甲醇，而污水厂在碳源上的费用占其日常运行及管理费用的50％以上，甚至可高达70％，外加碳源的需求量巨大。因此，开销成本巨大。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种高氨氮低碳氮比污水处置工艺系统，以解决目前的问题。

为了实现上述目的，本申请提供了如下技术：

一种高氨氮低碳氮比污水处置工艺系统，包括：

污水预处理系统，用于对沼液进行预处理，得到预处理废液，并将预处理废液输送至气液分离系统；

气液分离系统，用于对预处理废液进行预热汽化分离，并将汽化后的气相进入汽提蒸馏系统；

汽提精馏系统，用于对气相进行精馏，得到氨水及剩余气相，氨水回收，剩余气相进入冷凝系统；

生化系统，用于通过A/O生物膜反应器对冷凝系统排出的残液进行脱氮除磷，泥水进入MBR系统；

MBR系统，用于将微生物截留在生化系统中，以及对泥水进行超滤处理，超滤后的出水经检测达标后进入二次利用、出泥进入污泥处理系统。

作为本申请的一种可选实施方案，可选地，所述污水预处理系统，包括：

固液分离系统，用于对进入的沼液进行固液分离处理，固相污泥外运，液相进入预处理系统；

预处理系统，用于对液相进行絮凝和过滤，得到预处理废液。

作为本申请的一种可选实施方案，可选地，所述气液分离系统，包括：

预热系统，用于对预处理废液进行预热，预热后的预处理废液进入汽化系统；

气化系统，用于对预热后的汽化有机物进行收集，气相进入汽提蒸馏系统，剩下的母液返回固液分离系统。

作为本申请的一种可选实施方案，可选地，所述汽提精馏系统，包括：

汽提系统，用于将气液分离系统的气相通过汽提方式输送至精馏系统；

精馏系统，用于对汽提的气相进行精馏处理，精馏得到的氨水通过热回收系统输送至氨水收集及储存系统，析出的固相排出，剩余气相进入冷凝系统；

氨水收集及储存系统，用于回收并储存氨水。

作为本申请的一种可选实施方案，可选地，所述生化系统，包括：

A/O生化反应池，用于对冷凝系统排出的残液进行硝化反应，实现脱氮除磷；所述A/O生化反应池的体积比为0.5-0.6。

作为本申请的一种可选实施方案，可选地，所示MBR系统，包括：

多级硝化反硝化段，用于对污泥中的氨氮进行硝化处理和反硝化脱氮处理，提高污泥浓度；

缓冲区，用于收集A/O生化反应池中好氧区排出的硝态氮，并加强硝态氮的回流，将硝化液回流至缺氧区；

反硝化滤池，用于将经过缓冲区缓冲处理后的液相进行反硝化处理，带细菌的泥水经过过滤后进入MBR膜装置；

MBR膜装置，用于截留泥水中的微生物，以及对泥水进行超滤处理。

作为本申请的一种可选实施方案，可选地，所述MBR膜装置，包括：

原水泵，用于将MBR系统生化池中的泥水泵送至管道过滤器；

管道过滤器，用于对泥水进行粗过滤；

循环泵，用于将粗过滤后的泥水泵送至管式膜组件中进行循环过滤，过滤后泵送至管式膜组件；

管式膜组件，用于对对粗过滤后的泥水进行循环过滤，产出净水，并将净水输送至超滤水箱；

超滤水箱，用于再次超滤净水，超滤后的净水进入清水池，经过检测达标后进入市政管网。

作为本申请的一种可选实施方案，可选地，所述管道过滤器为转刷式自清洗过滤器。

作为本申请的一种可选实施方案，可选地，所述污泥处理系统，包括：

污泥进料泵，用于将各个系统的出泥提升至污泥离心脱水机；

污泥离心脱水机，用于将污泥进料泵提升至的淤泥进行脱水，脱水后清液自流进入污泥清液池，淤泥回流至生化系统的缺氧区二次反应。

作为本申请的一种可选实施方案，可选地，还包括：

控制系统，用于对各个系统进行控制；

显示系统，用于对各个系统实时监控、报警显示和统计处理。

与现有技术相比较，本申请能够带来如下技术效果：

基于本发明的系统进行高氨氮低碳氮比污水处置，采用固液分离+预处理+汽提+精馏将分段进水与多级A+O及膜系统进行多项耦合。同时利用合理的工艺流程设计和系统内资源整合，实现高效的脱氮除磷目的，最终为沼气脱硫提供产品。为低碳氮，高氨氮废水处置提供新的工艺方案。

可以有效处置低碳氮比废水，脱氮要求有机负荷较高，污泥龄大大缩短，除磷效率提高。随着对出水水质标准要求的提高，在现有成熟且广泛应用的传统AO工艺基础上，对其结构形式、布水、分区设置调整、投加填料方式等。以上工艺设计方式结合运行措施的强化，可以更经济、安全、可控的方式实现更优的水质处理效果。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本发明高氨氮低碳氮比污水处置工艺系统的工艺流程图(竖向)；

图2是本发明超滤工艺流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

为了解决传统沼液处置工艺存在的矛盾和问题，本发明固液分离+预处理+汽提+精馏将分段进水与多级A+O及膜系统进行多项耦合。

同时利用合理的工艺流程设计和系统内资源整合，实现高效的脱氮除磷目的，最终为沼气脱硫提供产品。为低碳氮，高氨氮废水处置提供新的工艺方案。

如图1所示，一种高氨氮低碳氮比污水处置工艺系统，包括：

污水预处理系统，用于对沼液进行预处理，得到预处理废液，并将预处理废液输送至气液分离系统；

气液分离系统，用于对预处理废液进行预热汽化分离，并将汽化后的气相进入汽提蒸馏系统；

汽提精馏系统，用于对气相进行精馏，得到氨水及剩余气相，氨水回收，剩余气相进入冷凝系统；

生化系统，用于通过A/O生物膜反应器对冷凝系统排出的残液进行脱氮除磷，泥水进入MBR系统；

MBR系统，用于将微生物截留在生化系统中，以及对泥水进行超滤处理，超滤后的出水经检测达标后进入二次利用、出泥进入污泥处理系统。

本发明提出利用合理工艺及反应器设计，充分利用厌氧工程除油后蒸汽及蒸汽冷凝水的余热作为本工艺的热源，利用汽提精馏脱氨技术，可有效利用余热同时由于最后可生成氨水，可作为沼气提纯的药剂资源化利用。存在沼液初期氨氮浓度低于2000mg/L的运营时间。本工艺拟采用汽提+精馏+A+O+A+O+MBR耦合的工艺进行低碳氮比废水处置的工艺。因沼液中SS及COD影响氨水的质量，故选择将原水预处理，去除部分SS及非溶解性COD。预处理后的高氨氮废水进行气化冷凝，气化冷凝水作为本工艺的原水。高氨氮废水气化过程也是浓缩的过程，水样汽化制备过程蒸发至90％时，反应釜中出现泥垢及COD，10％的母液进入离心机进行固液分离。精馏过程通过控制一定的回流比进行工艺控制。保证精馏塔底部残液氨氮浓度在≤300mg/L，塔顶液氨的浓度≥10％。

残液进入生化系统进行进一步处置，溶解性COD浓度提高，碳氮比也随之提高利用生化系统原去除残液中的有机物，剩余氨氮等其他污染物。前置反硝化系统是目前主要的脱氮除磷工艺，设置硝化液回流(内回流)一级好氧池回流至一级缺氧池，实现反硝化脱氮过程，此时的回流比为了脱氮，并非考虑减少有机物在好氧区的消耗，本发明更多的是考虑减少有机物在好氧区的消耗，并减少生化污泥量，有机物被充分的用于反硝化过程，同时更改进水方式，延长厌氧停留

时间，促使进水碳源大量储存与细胞内以强化内源反硝化，是强化低C/N污水脱氮的新工艺。通过调整工艺系统、反应器结构，优化系统设计参数，充分利用进水碳源，是处理低C/N污水的重要工艺措施。

作为本申请的一种可选实施方案，可选地，所述污水预处理系统，包括：

固液分离系统，用于对进入的沼液进行固液分离处理，固相污泥外运，液相进入预处理系统；所述固液分离系统包含各类固液分离器如沉淀、离心机、叠螺机、带式脱泥、板框压滤等；

预处理系统，用于对液相进行絮凝和过滤，得到预处理废液。预处理系统：污水中SS及非溶解性COD浓度较高并携带部分大的漂浮物，利用离心机加入絮凝剂进行SS去除，后期利用管道过滤及篮式过滤或者其他过滤系统进行絮凝矾花拦截。处理后的污水SS浓度在1000mg/以下。不至于污水气化过程物料粘壁。所述过滤系统如管道过滤器、耙式格栅、回转格栅、微滤机等过滤无机物的设备但不限于此几种设备。

作为本申请的一种可选实施方案，可选地，所述气液分离系统，包括：

预热系统，用于对预处理废液进行预热，预热后的预处理废液进入汽化系统；

气化系统，用于对预热后的汽化有机物进行收集，气相进入汽提蒸馏系统，剩下的母液返回固液分离系统。

因沼液废水、垃圾渗滤液等属于高浓废水且成分较复杂固故在脱氨前进行汽化处理，本系统包括预热系统，利用预热进行预热，汽化系统利用汽化罐体进行汽化罐体中加入填料及吸附剂进行对挥发性有机物处置，汽化后的气体进入冷凝系统进行收集。剩余的母液重新进入固液分离进行分离，固相外运，液相进入预热系统，汽相进入精馏系统。

所述预热系统包括板式换热器、列管式换热器、及其他形式的换热设备；

所述汽化系统包括汽化塔、汽化灌、气液分离器系统等其他结构汽化设备。

作为本申请的一种可选实施方案，可选地，所述汽提精馏系统，包括：

汽提系统，用于将气液分离系统的气相通过汽提方式输送至精馏系统；

精馏系统，用于对汽提的气相进行精馏处理，精馏得到的氨水通过热回收系统输送至氨水收集及储存系统，析出的固相排出，剩余气相进入冷凝系统；

氨水收集及储存系统，用于回收并储存氨水。

汽液分离器后的汽相进入精馏塔，精馏塔析出的固相沉降与底部，根据泥位计高低进行间歇排出，根据塔顶氨水的浓度调整精馏塔的回流比，其余汽相进入冷凝器，凝液一部分用作回流，另一部分作塔顶出料，凝液通过管道泵进行循环，以促进氨气吸收，吸收后的尾气进行检测并处置，达到相关排放便准排放大气中。冷凝液浓度达到10％以上进行收集并储存。在沼气工程中沼气脱硫系统作为脱硫药剂进行应用。

汽提系统：汽提塔包括大孔径无溢流筛板塔、塔形为带溢流堰的筛板塔、等所有板式塔、填料塔、釜式塔；

精馏系统：本系统建议采用减压精馏塔，可降低沸点并能减低能耗，精馏塔包含板式塔、填料塔。所述精馏塔填料包含拉西环填料、鲍尔环填料、鞍形填料、波纹填料、丝网填料、丝网波纹填料等形式。

所述氨水收集及储存系统：氨水浓度可根据沼气工程运行时间逐渐增加，氨水可作为沼气脱硫的药剂进行投加减少全厂处理运行成本，也可外售至电厂进行脱硫脱硝，根据产品的品质进行外售。

作为本申请的一种可选实施方案，可选地，所述生化系统，包括：

A/O生化反应池，用于对冷凝系统排出的残液进行硝化反应，实现脱氮除磷；所述A/O生化反应池的体积比为0.5-0.6。

作为本申请的一种可选实施方案，可选地，所示MBR系统，包括：

多级硝化反硝化段，用于对污泥中的氨氮进行硝化处理和反硝化脱氮处理，提高污泥浓度；

缓冲区，用于收集A/O生化反应池中好氧区排出的硝态氮，并加强硝态氮的回流，将硝化液回流至缺氧区；

反硝化滤池，用于将经过缓冲区缓冲处理后的液相进行反硝化处理，带细菌的泥水经过过滤后进入MBR膜装置；

MBR膜装置，用于截留泥水中的微生物，以及对泥水进行超滤处理。

A/O(缺氧/好氧)生化反应池的工艺原理，本实施例不做赘述。生化反应主要包含下述措施：

1、对进水营养物进行多点不同比例分配措施

本工艺将A+O系统分割出大于5份的缺氧区+好氧区，串联的数量越多，整个系统就越接近推流式反应器，推流式反应器在处理效率上要高于完全混合反应器。这样实现多点布水分配营养，有利于脱氮除磷效果的强化，因传统的A+O+A+O的完全混合反应器的形式，存在与反应区中端的“缺氧区”在反硝化过程中获取营养物质处于不利地位，将A+O+A+O分割成多个小的缺氧区+好氧区，并利用多点进水的方式可缓释脱氮除磷在反应机理上的矛盾。

2、内回流位置的选择措施(设置缓冲区)

本发明系统还将内回流位置的选择进行优化，传统的A+O+MBR工艺，内回流一般从一级好氧池末端，即高氧区开始内回流，其混合液高氧环境带入的溶解氧不利于反硝化对硝态氮中氧原子的利用，为加强硝态氮的回流，及时、高效参与低溶解氧环境的反硝化反应，在反应池好氧末端以后，设置一段区域，即缓冲区，亦可作灵活调整区域(好氧或缺氧)，少量充氧或搅拌混合，使好氧段末端富含溶解氧的混合液在推流式前进过程中，逐渐得以消耗，以使混合液进入“末端反硝化缺氧区”时，其溶解氧条件已降至0.5mg/l以下，为反硝化反应创造必要的条件，并使回流的低氧混合液能够快速参与反硝化反应，提高反应速率，前置缺氧区亦可得到更充分地利用，反硝化脱氮效果更佳。

3、末端反硝化强化措施

将生物脱氮反应控制在核心生物处理工艺段，有利于硝态氮的快速转化、有机物的充分利用，并可避免因不稳定投加或未充分反应导致的碳源过剩而影响出水COD，可在常规的A+O工艺末端设置一段后置缺氧区以使好氧硝化过程产生的硝态氮，在适当补充碳源的条件下快速实现反硝化，且该处停留时间不必过长，在不考虑内、外回流比，5h以内即可满足反硝化需要。

4、前置缺氧区补充碳源的控制及混合动力条件

一般在要求较高脱氮除磷水质环境下，本发明工艺设计中前置缺氧区设计停留时间及反应动力条件等相对充裕，(相较于传统的停留时间及搅拌程度)充分利用该区域的功能将大幅降低达标控制的难度，有利于降低成本，以及便于更快速地对生产作为调整，后续达标更有保障。在通过前端进水多点分配得以倾重的情况下，根据需要可辅以投加碳源，其关键还要通过前置缺氧区的溶解氧、出水BOD、硝态氮的数据测试予以调整，在充分利用该区域生物反应功能的同时，避免补充碳源的浪费，即以该区域出水“硝态氮”尽量低的情况下，适时增、减碳源的投加量，以该区域出水硝态氮、BOD均较低为较佳控制条件。

反硝化时须保障细菌与水中“营养物”的充分接触、充分混合，搅拌功率务必予以保障，特别是对于可快速反硝化反应的补充碳源，如甲醇、乙酸钠等。

5、好氧区的强化控制

通过前级的控制，进水有效碳源及补充碳源在得到充分利用的情况下，好氧区有机负荷较低，在进一步降低有机物、总磷等污染物同时，有利于迅速地实现硝化反应，在降氨氮的同时，可为后置反硝化区域发挥作用奠定良好的基础，本发明在部分好氧区增加填料以加速该区域的反应，有效缩短反应时间，提升处理效果。

作为本申请的一种可选实施方案，可选地，所述A/O生化反应池的体积比为0.5-0.6。对生化系统的一些工艺及运行的创新，可对低碳氮比废水(沼液)可在碳氮比3-4的时候，总氮能达到≤70mg/L.达到纳管标准。并对生化反应器的容积进行一个合理设计达到更好的脱氮除磷效果，本发明通过控制A/O的体积比在0.5-0.6间的一个反应器设计达到最佳的处理效果。

本发明通过建立多级A/O生物膜反应器，并将球形多孔微生物载体投入，在多级A/O生物膜反应器中，相较于不投加填料的多级A/O工艺，TN的去除率提高了很多。

作为本申请的一种可选实施方案，可选地，所述MBR膜装置，包括：

原水泵，用于将MBR系统生化池中的泥水泵送至管道过滤器；

管道过滤器，用于对泥水进行粗过滤；

循环泵，用于将粗过滤后的泥水泵送至管式膜组件中进行循环过滤，过滤后泵送至管式膜组件；

管式膜组件，用于对对粗过滤后的泥水进行循环过滤，产出净水，并将净水输送至超滤水箱；

超滤水箱，用于再次超滤净水，超滤后的净水进入清水池，经过检测达标后进入市政管网。

经过生化系统后进入超滤MBR系统，MBR系统用于生化末端的泥水分离过程，利用膜的截留作用使微生物完全被截留在生物反应器中，污泥龄的延长，有利于世代期较长的亚硝化菌和硝化菌被保留在反应器中，使氨氮得到较充分的硝化，再通过反硝化过程实现生物脱氮，同时实现水力停留时间和污泥龄的完全分离，使生化反应器内的污泥浓度从3-5g/L提高到10-20g/L，从而提高了反应器的容积负荷，使反应器容积减小。

本实施例，采用全自动超滤装置，对生化处理后的出水进行超滤处理。

如图2所示，为超滤工艺流程图。

首先，采用UF过滤方式的转刷式自清洗过滤器进行粗过滤。UF是一种筛分过程，靠的是物理筛分作用。可除去约大于0.002～0.1μm大小的颗粒杂质。主要用于去处胶体.蛋白质。悬浮固体.微生物等。可除去分子量大于l000～l00000的物质，能透过溶解固体和小分子。转刷式自清洗过滤器属于粗过滤器，安装在管道上能有效除去流体中的大颗粒杂质和悬浮物，净化水质，改善后续设备(膜等)、仪表的工作条件，达到稳定工艺过程，保障安全生产的作用。主要过滤材料有不锈钢多孔板、不锈钢编织网和不锈钢烧结网等。转刷式自清洗过滤器有纳污量大、耐压高、安装清理方便等优点。

其次，再通过管式超滤膜再次循环过滤，得到无菌纯净水。管式膜组件为使用方便的管式膜，内压方式，材质选择使用亲水性、不易附着污染物、抗酸碱、耐腐蚀、有高过滤通量的PVDF。膜过滤方式为错流过滤，可比以前所用的方式得到更纯净的产水。管式超滤膜出水无细菌等微生物，无悬浮物，对后续纳滤或反渗透深度处理具有很好的保护作用。采用针对污染体系开发的自动超滤工艺，采用变频器对循环泵进行控制，以达到连续稳定的产水，保证了超滤装置的长期稳定的正常运行。

管式超滤膜的超滤的操作有：产水、正洗、药洗三种方式。其中，利用化学加药系统清洗管式超滤膜。

化学加药系统包括化学药液配制箱、药洗泵、清洗泵、加药管路及相关阀门等。

利用某种化学药品与膜面污染物发生化学反应来达到清洗膜的目的，一般可选用化学药品有：

(1)0.1％NaOH+0.2％NaClO，适用于有机物及微生物污染；

(2)1-2％柠檬酸水溶液或0.1N草酸溶液或0.1N盐酸溶液，适用于铁污染及碳酸盐结晶污堵。

超滤系统出水进入清水池，清水池污水进入安装有出水检测装置的巴氏槽，检测达标后的水进入市政管网。

作为本申请的一种可选实施方案，可选地，所述管道过滤器为转刷式自清洗过滤器。

作为本申请的一种可选实施方案，可选地，所述污泥处理系统，包括：

污泥进料泵，用于将各个系统的出泥提升至污泥离心脱水机；

污泥离心脱水机，用于将污泥进料泵提升至的淤泥进行脱水，脱水后清液自流进入污泥清液池，淤泥回流至生化系统的缺氧区二次反应。

MBR系统生化池产生的剩余污泥、中温厌氧反应器间歇排除的少量污泥、NF浓缩液混凝沉淀污泥集中收集自流进入污泥池，经污泥进料泵提升至污泥离心脱水机，脱水后清液自流进入污泥清液池，回流至双级硝化反硝化反应器。

本工艺还设置有对各个系统的控制系统，因为各个系统可以自带控制器或者执行器等，因此可以通过污水处理厂等的控制中心实现对各个系统的综合控制。

MBR工艺由多段硝化反硝化、缓冲区+后置反硝化滤池、MBR膜装置三部分组成。

MBR处理工艺特点：

高效固液分离，抗冲击负荷能力强，出水水质好而稳定，可以完全去除SS，对细菌和病毒也有很好的截留效果。

反应器内维持高浓度的微生物密度，活性污泥浓度可达10-20g/L，装置容积负荷高，占地面积可减少到传统活性污泥法的1/3到1/5。

操控简便可以方便地实现自动化运行。

作为本申请的一种可选实施方案，可选地，还包括：

控制系统，用于对各个系统进行控制；

显示系统，用于对各个系统实时监控、报警显示和统计处理。

本实施例，系统控制针对污染体系开发的自动超滤工艺进行部署即可，可以由中央控制和现场控制系统组成。

具有计算机监控和计算机网络系统，通过人机界面可实现对系统的实时监控、报警显示和统计处理。工艺控制由一个PLC(可选)和各系统内的执行器(可选)完成。

同时采用变频器(可选)对原水泵、循环泵进行控制，以达到优化超滤过滤工艺性能，确保生产安全稳定，连续稳定的产水，保证超滤膜组件的使用寿命，节能降耗，降低运行费用，方便于现场监测与操作。

本实施例还设置有液位控制系统。

液位联锁控制：为了保证生产过程的自动、稳定，设备的安全运行，共设置了以下液位联锁控制。

①原水水箱的高液位与低液位与超滤加压泵的开关联锁。当达到低液时，自动开阀，以防泵抽空，泵的磨损；当达到高液时，自动报警，防止溢流等事故(可根据实际情况考虑是否需要)。

②清洗泵与超滤水箱液位的联锁。在加药清洗的时候，当达到低液位时，药洗泵、供水泵自动停机，以防泵空转。

上述控制方法对本领域技术人员来说，可以结合工艺系统的流程设计实现，本实施例不做限制。

实施例

将餐厨垃圾100t/d，含固率18％毛料倒入接收装置中，将其用输送机送至大物质分选机进行粗选，同时将物料中的游离液体沥出，用于有机浆液的调配。经接料装置沥水后输出的固态物料通过分拣机处理，以机械分选方式将物料中粒径大小在50mm以上的大块杂物分离出系统，占固相的30％左右。物料输送装置均采用密封设计，工作过程中无臭气向外扩散。经接料粗分系统处理后进行精分制浆机处理，将物料中粒径大小在10mm以上的杂物分离出系统，占固相的40％左右，去除率≥90％。杂物外运处理。同时对大块有机质进行破碎研磨得到以有机质8mm以下粒度的浆状物料为主的均质物料，该物料泵送至后续除砂系统，去除比重大于2000kg/m³的杂质砂粒，在进一步进行除杂后的浆液经管道加热器预热进入高位缓冲罐同时加热至60℃，送入三相离心机进行三相分离，分离出三种状态的物料——水相、渣相、轻相(油水混合物料)油相含水率≤3％。液相及固相进行匀浆后进入中温厌氧发酵系统，发酵后的沼气进入提纯系统，浆液进行离心脱水后的沼液进行废水处置，沼渣外运。

本实施例，进水水质的指标设计如下：

出水的排放标准设计如下：

序号	控制项目	排入城镇下水道水质项目限值
			1	pH	6.5-9.5
2	悬浮物(SS)(mg/L)	400
			3	水温(℃)	40
4	色度(倍)	64
			5	五日生化需氧量(BOD)(mg/L)	350
6	化学需氧量(COD)(mg/L)	500
			7	铁(mg/L)	10
8	锰(mg/L)	5
			9	氯化物(mg/L)	800
10	氟化物(mg/L))	20
			11	总氰化物(mg/L))	0.5
12	<![CDATA[总余氯(Cl<sub>2</sub>计mg/L)]]>	8
			13	硫酸盐(mg/L)	600
14	氨氮(以N计mg/L))	45
			15	总磷(以P计mg/L)	8
16	溶解性总固体(mg/L)	2000
			17	石油类(mg/L)	15
18	阴离子表面活性剂(mg/L)	20
			19	总氮(mg/L)	70
20	动植物油(mg/L)	100

出水标准执行《污水排入城镇下水道水质标准》GB/T31962-2015B级出水标准，出水直接进入市政管网。

如图1所示本方案设计采用多段前置式反硝化、硝化后置方式、增加缓冲区+反硝化滤池的形式。进水方式采用近似推流式反应器，串联5级A+O区，串联的数量为5，串联数量越多，整个系统就越接近推流式反应器，推流反应器在效率上要高于主流的完全混合反应器。设计为整个系统当进水流量分配比为3:2:1时，COD和NH4+-N的去除效率均超过了90％。本方案设计的A/O容积比为0.55，N、P的去除效果均达到85％左右。内回流比分别为5、4、1，污泥回流比为2.5左右。

本方案在部分好氧区增加填料以加速该区域的反应，有效缩短反应时间，生长系统具有很多悬浮式生长系统所不具备的优势，投加填料可以将附着式的生长系统与悬浮式的生长系统结合起来，丰富了反应器内微生物的数量与微生物种群的组成，使其具有很强的适应性以及稳定性提升处理效果，填料为球形多孔微生物载体投入，在多级AO生物膜反应器中，相较于不投加填料的多级AO工艺，TN的去除率提高了10-20％。

如图1所示，本实施例进水方式采用近似推流式反应器，串联5级A+O区，串联的数量为5，串联数量越多，整个系统就越接近推流式反应器，推流反应器在效率上要高于主流的完全混合反应器。设计为整个系统当进水流量分配比为3:2:1时，COD和NH₄+-N的去除效率均超过了90％。本方案设计的A/O容积比为0.55，N、P的去除效果均达到85％左右。内回流比分别为5、4、1，污泥回流比为2.5左右。

本方案在部分好氧区增加填料以加速该区域的反应，有效缩短反应时间，生长系统具有很多悬浮式生长系统所不具备的优势，投加填料可以将附着式的生长系统与悬浮式的生长系统结合起来，丰富了反应器内微生物的数量与微生物种群的组成，使其具有很强的适应性以及稳定性提升处理效果，填料为球形多孔微生物载体投入，在多级AO生物膜反应器中，相较于不投加填料的多级AO工艺，TN的去除率提高了10-20％。

因此，本发明专利提供的是相较于传统的处置低碳氮比废水的工艺前置反硝化工艺解决脱氮和除磷2个过程的矛盾解决工艺，如泥龄矛盾，脱氮要求有机负荷较低，污泥龄较长，而除磷要求有机负荷较高，污泥龄较短，传统的两级A+O+MBR，以脱氮为主，除磷效率较低。

随着对出水水质标准要求的提高，在现有成熟且广泛应用的传统AO工艺基础上，对其结构形式、布水、分区设置调整、投加填料方式等。

以上工艺设计方式结合运行措施的强化，可以更经济、安全、可控的方式实现更优的水质处理效果。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高氨氮低碳氮比污水处置工艺系统，其特征在于，包括：

污水预处理系统，用于对沼液进行预处理，得到预处理废液，并将预处理废液输送至气液分离系统；

气液分离系统，用于对预处理废液进行预热汽化分离，并将汽化后的气相进入汽提蒸馏系统；

汽提精馏系统，用于对气相进行精馏，得到氨水及剩余气相，氨水回收，剩余气相进入冷凝系统；

生化系统，用于通过A/O生物膜反应器对冷凝系统排出的残液进行脱氮除磷，泥水进入MBR系统；

MBR系统，用于将微生物截留在生化系统中，以及对泥水进行超滤处理，超滤后的出水经检测达标后进入二次利用、出泥进入污泥处理系统。

2.如权利要求1所述的高氨氮低碳氮比污水处置工艺系统，其特征在于，所述污水预处理系统，包括：

固液分离系统，用于对进入的沼液进行固液分离处理，固相污泥外运，液相进入预处理系统；

预处理系统，用于对液相进行絮凝和过滤，得到预处理废液。

3.如权利要求1所述的高氨氮低碳氮比污水处置工艺系统，其特征在于，所述气液分离系统，包括：

预热系统，用于对预处理废液进行预热，预热后的预处理废液进入汽化系统；

气化系统，用于对预热后的汽化有机物进行收集，气相进入汽提蒸馏系统，剩下的母液返回固液分离系统。

4.如权利要求1所述的高氨氮低碳氮比污水处置工艺系统，其特征在于，所述汽提精馏系统，包括：

汽提系统，用于将气液分离系统的气相通过汽提方式输送至精馏系统；

精馏系统，用于对汽提的气相进行精馏处理，精馏得到的氨水通过热回收系统输送至氨水收集及储存系统，析出的固相排出，剩余气相进入冷凝系统；

氨水收集及储存系统，用于回收并储存氨水。

5.如权利要求1所述的高氨氮低碳氮比污水处置工艺系统，其特征在于，所述生化系统，包括：

A/O生化反应池，用于对冷凝系统排出的残液进行硝化反应，实现脱氮除磷；所述A/O生化反应池的体积比为0.5-0.6。

6.如权利要求1所述的高氨氮低碳氮比污水处置工艺系统，其特征在于，所示MBR系统，包括：

多级硝化反硝化段，用于对污泥中的氨氮进行硝化处理和反硝化脱氮处理，提高污泥浓度；

缓冲区，用于收集A/O生化反应池中好氧区排出的硝态氮，并加强硝态氮的回流，将硝化液回流至缺氧区；

反硝化滤池，用于将经过缓冲区缓冲处理后的液相进行反硝化处理，带细菌的泥水经过过滤后进入MBR膜装置；

MBR膜装置，用于截留泥水中的微生物，以及对泥水进行超滤处理。

7.如权利要求1所述的高氨氮低碳氮比污水处置工艺系统，其特征在于，所述MBR膜装置，包括：

原水泵，用于将MBR系统生化池中的泥水泵送至管道过滤器；

管道过滤器，用于对泥水进行粗过滤；

循环泵，用于将粗过滤后的泥水泵送至管式膜组件中进行循环过滤，过滤后泵送至管式膜组件；

管式膜组件，用于对对粗过滤后的泥水进行循环过滤，产出净水，并将净水输送至超滤水箱；

超滤水箱，用于再次超滤净水，超滤后的净水进入清水池，经过检测达标后进入市政管网。

8.如权利要求7所述的高氨氮低碳氮比污水处置工艺系统，其特征在于，所述管道过滤器为转刷式自清洗过滤器。

9.如权利要求1所述的高氨氮低碳氮比污水处置工艺系统，其特征在于，所述污泥处理系统，包括：

污泥进料泵，用于将各个系统的出泥提升至污泥离心脱水机；

污泥离心脱水机，用于将污泥进料泵提升至的淤泥进行脱水，脱水后清液自流进入污泥清液池，淤泥回流至生化系统的缺氧区二次反应。

10.如权利要求1-9任意所述的高氨氮低碳氮比污水处置工艺系统，其特征在于，还包括：

控制系统，用于对各个系统进行控制；

显示系统，用于对各个系统实时监控、报警显示和统计处理。

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