CN116768367A - 一种污水生物脱氮除磷系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种污水生物脱氮除磷系统，包括依次相连的厌氧池、缺氧池、好氧池、颗粒收集池、沉降池、厌氧氨氧化池，所述厌氧池、所述低氧池分别与进液管相连，所述颗粒收集池通过第一回流管与所述厌氧池相连；所述好氧池、缺氧池之间设置第二回流管，所述污水生物脱氮除磷系统还设置连通管，所述连通管与所述颗粒收集池成并联设置。本发明所述污水生物脱氮除磷系统利用颗粒污泥同时进行吸磷、硝化及反硝化以脱氮除磷，同时缺氧池、厌氧氨氧化池进行反硝化以补充脱氮，特别适用于氨氮浓度高的污水；不需要或者极少需要额外添加碳源，耗氧量仅为常规工艺的80％，运行成本低、处理能力强。
Description
技术领域
本发明涉及污水装置技术领域，具体而言，涉及一种污水生物脱氮除磷系统。
背景技术
随着社会经济的发展，我国的水环境污染问题日益突出，生活洗涤剂的大量使用导致生活污水中含有大量的氮、磷等元素，由于以土地为基础的污水处理系统运行成本低，在去除氮、磷方面效果显著，得到越来越广泛的应用。然而国家对水环境生态整治日益严格，各省市环保部门逐步提高污水厂入河排污的标准,如执行《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中的Ⅳ类水体标准，这给污水厂运营带来极大挑战。
目前污水厂主流的脱氮除磷工艺都基于反硝化脱氮和聚磷菌除磷理论，培养呈絮状的活性污泥进行新陈代谢来进行处理，缺氧池为创造反硝化条件需投加大量碳源，好氧池通过加大污水曝气量以满足硝化反应和好氧吸磷反应。目前常规的A2O等处理方法已无法满足出水水质要求；若增加深度处理总磷和总氮工艺，则会提高运行成本和工程投资，经济性大打折扣。
生物处理污水的系统中处理效能的高低主要由微生物的特性及微生物的浓度所决定，反应器内生物量越大，活性越高，沉降性能越好，单位体积反应器的处理效率会越高。研究发现：相比于絮凝污泥，颗粒污泥/絮凝污泥这一组合的MLSS浓度可达8000mg/L，比传统活性污泥去除营养物的能力高约3倍。为此，申请号201610708786.1的中国专利公开了一种AAO连续流好氧颗粒污泥脱氮除磷工艺，通过促进好氧污泥的颗粒化并为反硝化补充碳源促进脱氮，并强化生物除磷；然而上述工艺系统的运行成本较高且难以高氮源废水的处理。如何利用颗粒污泥进行极限生物脱氮除磷工艺的开发以降低工程投资和运行费用同时便于现有污水厂改造，已成为当今污水处理研究的热点。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明解决的问题是如何利用颗粒污泥来进行污水生物脱氮除磷以降低运行成本并实现对污水的高效处理。
为解决上述问题，本发明提供一种污水生物脱氮除磷系统，包括依次相连的厌氧池、缺氧池、好氧池、颗粒收集池、沉降池、厌氧氨氧化池，所述厌氧池、所述低氧池分别与进液管相连，所述颗粒收集池通过第一回流管与所述厌氧池相连；所述好氧池、缺氧池之间设置第二回流管，所述污水生物脱氮除磷系统还设置连通管，所述连通管与所述颗粒收集池成并联设置。
该设置可在在好氧池内利用颗粒污泥同时进行吸磷、硝化及反硝化以脱氮除磷，同时通过缺氧池进行反硝化，利用厌氧氨氧化池进行以脱氮，不需要或者极少需要额外添加碳源，仅好氧池进行曝气，运行成本低、处理能力强。优选的，所述污水的氨氮浓度为38-42mg/L。
优选的，所述污水生物脱氮除磷系统还包括低氧池，所述好氧池、颗粒收集池之间设置连接管，所述低氧池位于所述好氧池、颗粒收集池之间且与所述连接管并联设置。该设置可根据需要对好氧池处理后的污水利用铵盐进行反硝化以提高NO2 -的浓度，并改变NO2 -与NH4 +的比例而提高厌氧氨氧化池的脱氮效率；同时可作为好氧池的补充，提高污水生物脱氮除磷系统对水中氮、磷浓度的适用范围。
优选的，所述污水生物脱氮除磷系统还包括第三回流管，所述第三回流管的进口端与所述沉降池相连，所述第三回流管的出口端与所述颗粒收集池相连。该设置可增加污水生物脱氮除磷系统的调节缓冲能力。当进液管的流量较小不能满足颗粒收集池对固体颗粒的分离要求时，则通过开启连通管进行打回流；若因暴雨等原因导致进液管的流量大同样不能满足分离要求时，则通过开启连通管、第三回流管来满足要求。
优选的，所述颗粒收集池的中间设置分离组件，所述分离组件的周侧分别设置呈环状的第一挡板、第二挡板，所述第一挡板位于所述颗粒收集池的顶部，所述第二挡板位于所述颗粒收集池的底部，所述第一挡板、第二挡板距离所述颗粒收集池侧壁的最小距离分别为L1、L2，其中L1＜L2，所述第一挡板和/或第二挡板的两侧分别子形成分离室、澄清室，所述澄清室位于所述分离室的外侧。该设置使从分离组件的底部进入的流出液从颗粒收集池的顶部向下流出，在分离室内经池底阻挡后再向上流动，同时满足颗粒污泥、絮凝污泥的分离要求。
优选的，所述分离室呈圆形设置，所述分离室、颗粒收集池的直径分别为D1、D2，其中D2＝(4.0-4.7)*D1。该设置可使所述颗粒收集池同时满足分离颗粒污泥、絮凝污泥的需要。
优选的，所述颗粒收集池内设置第一收集管、第二收集管、排出管，且所述第一收集管位于所述分离室的最低点，用于输送颗粒污泥；所述第二收集管位于所述澄清室靠近所述第二挡板的一侧，用于输送絮凝污泥。该设置可依靠颗粒污泥和活性污泥的重力向池底靠中心位置集中，收集效率高。
优选的，所述第一挡板的下端设置第一折边，所述第一折边呈环形性且向所述分离组件一侧倾斜；所述第二挡板的上端设置第二折边，所述第二折边呈环形且向远离所述分离组件的一侧倾斜。该设置可对进入澄清室的处理液进行导流，水流阻力小，能耗低。
优选的，所述分离组件包括顶板、底板，所述顶板、底板之间设置多个内挡板，所述内挡板在所述顶板的投影位于同一圆周上且相互间隔设置，所述底板远离所述顶板一侧设置进水管，用于向分离组件输送处理液；所述分离组件还包括导流板，所述导流板位于所述顶板的外周侧且向所述进水管的一侧倾斜，用于使改变处理液的流向。该设置可通过内挡板耗散部分能量，使处理液缓慢并均匀的流动，通过导流板来改变处理液的流向，使其向下向外流动。
优选的，所述分离组件还包括外挡板，所述外挡板位于所示内挡板的外周侧且与相邻所述内挡板之间的间隙相对应。该设置可确保内挡板、外挡板相互偏移，以提供增加的能量消耗和最佳流动模式，以破坏颗粒/絮体基质，有利于实现颗粒污泥与絮体污泥的分离。实际上，处理液经过分离组件时，由于颗粒污泥本身具有良好的沉降特性而易受到内挡板、外挡板的阻挡而向下，而絮凝污泥则随水流向外、向下移动，二者在分离室内的流动路径存在差别，在处理液流速、颗粒污泥、絮凝污泥沉降速度的共同作用下使二者有效分离。
优选的，所述外挡板有多个且相邻所述的外挡板之间向同一侧偏转。该设置可使经分离组件流出的水流发生转动，有利于沉降至分离室底部的颗粒污泥向中心集中并通过第一收集管向外输送。
相对于现有技术，本发明所述污水生物脱氮除磷系统具有如下有益效果：
1)利用颗粒污泥同时进行吸磷、硝化及反硝化以脱氮除磷，同时缺氧池、厌氧氨氧化池进行反硝化以补充脱氮，特别适用于氨氮浓度高的污水；
2)通过厌氧池、缺氧池的工艺控制使颗粒污泥的粒径与好氧池内的溶解氧浓度形成平衡，脱氮除磷效率高；
3)不需要或者极少需要额外添加碳源，耗氧量仅为常规工艺的80％，运行成本低、处理能力强；
4)通过颗粒收集池的结构设计可同时实现对颗粒污泥、絮凝污泥的分离，满足颗粒污泥的回用及出水水质的要求。
附图说明
图1为本发明实施例所述污水生物脱氮除磷系统的结构示意图；
图2为本发明实施例所述颗粒收集池的结构示意图；
图3为本发明实施例所述分离组件的结构示意图；
图4为本发明实施例所述污水生物脱氮除磷系统中N、P的浓度变化图。
附图标记说明：
1-厌氧池；2-缺氧池；3-好氧池；4-低氧池；5-颗粒收集池；51-分离组件；511-顶板；512-底板；513-导流板；514-外挡板；515-内挡板；516-进水管；52-第一挡板；53-第二挡板；54-分离室；55-澄清室；56-第一收集管；57-第二收集管；58-排出管；6-沉降池；7-厌氧氨氧化池；11-进液管；12-第一回流管；13-第二回流管；14-连通管；15-第三回流管；16-连接管。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。需要说明的是，在不冲突的前提下，本发明实施例中各个技术特征可以相互组合。
近年来我国污水处理行业已颇具规模，截止至2020年，我国城市污水处理厂2618座，日处理污水19267万立方米，水污染防治效果显著；而为了实现现脱氮除磷功能，大多采用氧化沟、CASS、A2/O及其变形工艺，若为低碳水质，则需要投加碳源以实现达标排放，会增加运行费用并产生大量的生物质而造成二次污染。
相关研究表明：活性污泥可以生长在一个更紧凑的近似球形的自形成生物膜层状结构中，而不是更分散的絮状活性污泥结构；这些悬浮的生物膜是自聚集的且不需要载体介质，被称为颗粒污泥。相比于活性污泥，颗粒污泥具有提高反应器污泥活性和生物量浓度、减少剩余污泥的排放量、不易发生污泥膨胀、良好的沉降性能、抗冲击能力强、能承受高有机负荷、集不同性质的微生物(好氧、兼氧和厌氧微生物)于一体等优点，成为国内外学者的研究热点。为此，申请人提出如下技术方案：
如图1所示，一种污水生物脱氮除磷系统，包括依次相连的厌氧池1、缺氧池2、好氧池3、颗粒收集池5、沉降池6厌氧氨氧化池7，所述厌氧池1、所述低氧池4分别与进液管11相连，所述颗粒收集池5通过第一回流管12与所述厌氧池1相连；所述好氧池3、缺氧池2之间设置第二回流管13，所述污水生物脱氮除磷系统还设置连通管17，所述连通管14与所述颗粒收集池5成并联设置。
该设置可在在好氧池3内利用颗粒污泥同时进行吸磷、硝化及反硝化以脱氮除磷，同时通过缺氧池2进行反硝化，利用厌氧氨氧化池7进行以脱氮，不需要或者极少需要额外添加碳源，仅好氧池3进行曝气，运行成本低、处理能力强。通过第一回流管12可选择大小和功能满足要求的聚磷菌在厌氧环境下利用可溶的有机物来释磷，同时部分有机物在聚磷菌胞内积累以进行生长。
需要说明的是，经第一回流管12进入厌氧池1内的为大量颗粒污泥及少量活性污泥，而非单独的颗粒污泥。当进入厌氧池1后，颗粒污泥大而致密，可溶性生物可降解物(bCOD)向其内部扩散受到限制，因此颗粒污泥的生长受到抑制；而絮凝污泥则能够与可溶性生物可降解物进行无氧接触，由于吸收速率与局部底物浓度成正比，显然其对可溶性bCOD的总体吸收速率比颗粒污泥要快，从而最大限度减少对絮状污泥的底物竞争有利于颗粒污泥的形成和生长；实际上位于颗粒污泥表层的氨氧化菌在厌氧条件下凋亡成为有机物或可溶有机物以供聚磷菌利用。而通过第一回流管12同时输送颗粒污泥和絮凝污泥的组合有利于污水澄清，以弥补颗粒污泥在捕获废水中所含的胶体和悬浮颗粒方面的不足，满足出水水质对总悬浮固体TSS要求。
优选的，所述厌氧池1包括相互串联的第一池、第二池、第三池，所述第一池中可溶bCOD的浓度为4.8-30g.L-1.d-1，所述第一池、第二池、第三池的体积比为1:1-2：3-5。该设置可确保在厌氧池1内可溶bCOD具有足够的扩散梯度，有利于底物伸入含聚磷菌的颗粒内，从而使聚磷菌颗粒的尺寸更大以满足工艺要求。
所述缺氧池2中由来自厌氧池1的胶体和悬浮固体为聚磷菌提供额外的碳，并利用好氧池3产生的NO2 -进行反硝化；同时缺氧池2能够对聚磷菌的生长及代谢状态进行调整，确保其均一性，有利于好氧池3内形成满足要求的颗粒污泥。
所述好氧池3内通过曝气使氨氧化菌进行代谢，并附着在颗粒污泥的外层，而聚磷菌颗粒则分布于颗粒污泥的内芯；位于外层的氨氧化菌即-亚硝酸细菌可直接与高曝气的处理液接触，有利于将处理液中的氨氮进行短程硝化形成亚硝酸盐并向颗粒内扩散，而位于芯层的聚磷菌则处于缺氧状态可利用NO2 -进行反硝化并氧化存储的底物，并将其还原为N2，而处理液中可溶性磷通过扩散并被聚磷菌吸收，其在细胞内合成含能高的多聚磷酸盐进行积累。也就是说：在好氧池3内含聚磷菌进行生物除磷及反硝化作用，而氨氧化菌则通过曝气进行硝化作用以形成N02-。
优选的，所述污水生物脱氮除磷系统还设有低氧池4，所述好氧池3、颗粒收集池5之间设置连接管16，所述低氧池4位于所述好氧池3、颗粒收集池5之间且与所述连接管16并联设置。该设置可根据需要对好氧池3处理后的污水利用铵盐进行反硝化以提高NO2-的浓度，并改变NO2-与NH4+的比例而提高厌氧氨氧化池7的脱氮效率；同时可通过调节曝气系统来作为好氧池3的补充，使用范围广。
优选的，所述好氧池3、低氧池4的底部分别设置曝气组件，所述厌氧池1的底部设置出水口与缺氧池2联通的第一出水口；所述缺氧池2的顶部设置与好氧池3相连的第二出水口，所述好氧池3的底部设置与低氧池4相连通的第三出水口。
所述好氧池3内的溶解氧控制以及颗粒污泥的尺寸大小对于颗粒污泥同时实现硝化和反硝化以及磷的吸收极为重要。优选的，所述好氧池3溶解氧浓度为1.2mg/L-2.5mg/L，所述颗粒污泥的尺寸为0.3mm-3.0mm，优选为0.7mm-2.0mm。
该设置可使允许位于颗粒污泥外层的氨氧化菌具有一定厚度，其能够充分利用氧气进行短程硝化以产生亚硝酸盐，同时消耗氧气以对在颗粒内部形成缺氧环境，使聚磷菌能够存活并在缺氧条件下进行吸磷和反硝化；同时有利于亚硝酸细菌而非非亚硝酸盐氧化细菌成为优势菌。对于颗粒污泥的尺寸，若尺寸较小则不利于为硝化和反硝化和聚磷菌PAO的生长提供足够的缺氧体积；若尺寸较大则无法为生物除磷提供有效的生物质也不具有足够的表面积以进行有效的硝化；同时颗粒污泥的大小也进一步影响后续污泥的沉降特性。为了使亚硝酸细菌在好氧池3中占主导地位，而非亚硝酸盐氧化细菌，所述好氧池3内的pH控制在8.2-8.5。
所述低氧池4可进一步进行硝化作用，将NH4+氧化呈亚硝酸盐,有利于后续厌氧氨氧化池7内氮的脱除；同时进液管11可将污水直接通入低氧池4内用以调整NO2 -、NH4 +的比例。优选的，所述低氧池4与好氧池3的体积比为2-3：1，所述低氧池4的溶解氧浓度为0.4-0.9mg/L。
由于好氧池3内进行短程硝化形成NO2 -，同时污水中本身含有一定的NH4 +，通过低氧池4可调整二者的比例，将低氧池4内的处理液经颗粒收集池5、沉降池6后进入厌氧氨氧化池7，池内的ANAMMOX菌利用好氧池3产生且未被反硝化的亚硝酸盐与进液管11输送的NH4 +进行厌氧氨氧化以进一步除氮。
优选的，所述污水生物脱氮除磷系统还包括回管，所述回管位于所述低氧池4与缺氧池2之间，所述回管设置泵体。该设置可在污水中bCOD浓度较低时，通过回管向缺氧池2内输送氧化颗粒和胶体固体，从而有利于缺氧池2内聚磷菌进行反硝化。
优选的，所述污水生物脱氮除磷系统还包括第三回流管15，所述第三回流管15的进口端与所述沉降池6相连，所述第三回流管15的出口端与所述颗粒收集池5相连。该设置可增加污水生物脱氮除磷系统的调节缓冲能力。当进液管11的流量较小不能满足颗粒收集池5对固体颗粒的分离要求时，则通过开启连通管14进行打回流；若因暴雨等原因导致进液管11的流量大同样不能满足分离要求时，则通过开启连通管14、第三回流管15来满足要求。
如图2所示，所述颗粒收集池5的中间设置分离组件51，所述分离组件51的周侧分别设置呈环状的第一挡板52、第二挡板53，所述第一挡板52位于所述颗粒收集池5的顶部，所述第二挡板53位于所述颗粒收集池5的底部，所述第一挡板52、第二挡板53距离所述颗粒收集池5侧壁的最小距离分别为L1、L2，其中L1＜L2，所述第一挡板52和/或第二挡板53的两侧分别形成分离室54、澄清室55，所述澄清室55位于所述分离室54的外侧。
该设置使从分离组件51的底部进入的流出液从颗粒收集池5的顶部向下流出，在分离室54内经池底阻挡后再向上流动。流体向上向外流动时，颗粒污泥的沉降速度比絮凝污泥快，并倾向于沉降在第二挡板53远离池壁的一侧，也就是分离室54内，此时大部分颗粒污泥和少量的絮凝污泥通过第一回流管12返回至厌氧池1内；而絮凝污泥则经过第一挡板52、第二挡板53之间的间隙向外向上流动并进入澄清室55，此时液体的流速小于絮凝污泥的沉降速度，絮凝颗粒大多沉降至第二挡板53靠近所述侧壁的一侧，也就是澄清室55内，澄清室55的出水TSS浓度低，使系统能够满足出水处理需求。
实验发现：颗粒污泥的直径＞0.80mm时，其沉降速度可达11.2m/h，远高于絮凝污泥(0.5-1.0m/h)；所述颗粒收集池5的分离室54内处理液向上动的流动速度＞2m/s，可实现絮凝污泥与颗粒污泥的分离。优选的，所述分离室54呈圆形设置，所述分离室54、颗粒收集池5的直径分别为D1、D2，其中D2＝(4.0-4.7)*D1。优选的D2＝4.5*D1。该设置可使颗粒收集池5同时满足分离颗粒污泥、絮凝污泥的需要。
优选的，所述颗粒收集池5呈圆形，所述分离室54、澄清室55的底部从颗粒收集池5的侧壁向逐渐向所述分离组件51倾斜设置。该设置有利于絮凝污泥和颗粒污泥的收集。所述颗粒收集池5内设置第一收集管56、第二收集管57、排出管58，且所述第一收集管56位于所述分离室54的最低点，用于输送颗粒污泥；所述第二收集管57位于所述澄清室55靠近所述第二挡板53处，用于输送絮凝污泥。该设置可依靠颗粒污泥和活性污泥的重力向池底靠中心位置集中，收集效率高。
优选的，所述第二收集管57与所述进水管516连通，该设置可对澄清室55收集的大量絮凝污泥和少量颗粒污泥进行再次分离，这对污水生物脱氮除磷系统的试运行至关重要。所述第一收集管56与第一回流管12连通。
作为本发明的一个示例，所述第一挡板52的下端设置第一折边，所述第一折边呈环形性且向所述分离组件51一侧倾斜；所述第二挡板53的上端设置第二折边，所述第二折边呈环形且向远离所述分离组件51的一侧倾斜。该设置可对进入澄清室55的处理液进行导流，水流阻力小，能耗低。
如图3所示，所述分离组件51包括顶板511、底板512，所述顶板511、底板512之间设置多个内挡板515，所述内挡板515在所述顶板511的投影位于同一圆周上且相互间隔设置，所述底板512远离所述顶板511一侧设置进水管516，用于向分离组件51输送处理液；所述分离组件51还包括导流板513，所述导流板513位于所述顶板511的外周侧且向所述进水管516的一侧倾斜，用于使改变处理液的流向。该设置可通过内挡板515耗散部分能量，使处理液缓慢并均匀的流动，通过导流板513来改变处理液的流向，使其向下向外流动。
优选的，所述分离组件51还包括外挡板514，所述外挡板514位于所示内挡板515的外周侧且与相邻所述内挡板515之间的间隙相对应。该设置可确保内挡板515、外挡板514相互偏移，以提供增加的能量消耗和最佳流动模式，以破坏颗粒/絮体基质，有利于实现颗粒污泥与絮体污泥的分离。实际上，处理液经过分离组件51时，由于颗粒污泥本身具有良好的沉降特性而易受到内挡板515、外挡板514的阻挡而向下，而絮凝污泥则随水流向外、向下移动，二者在分离室54内的流动路径存在差别，在处理液流速、颗粒污泥、絮凝污泥沉降速度的共同作用下使二者有效分离。
优选的，所述外挡板514有多个且相邻所述的外挡板514之间向同一侧偏转。该设置可使经分离组件51流出的水流发生转动，有利于沉降至分离室54底部的颗粒污泥向中心集中并通过第一收集管56向外输送。所述沉降池6的结构与所述颗粒收集池5的结构相同或不同，二者进行串联和/或并联设置。该设置可满足对颗粒污泥分离的需求，同时使满足处理液流量的快速变化。
所述厌氧氨氧化池7内的ANAMMOX菌利用低氧池4内产生的亚硝酸盐与进液管11输送的NH4 +进行厌氧氨氧化以进一步除氮。优选的，所述厌氧氨氧化池7内设置可拆卸的吸附组件，所述吸附组件包括固定在框架上的多层呈竖向放置的过滤网，所述过滤网所述平面与水体流动方向垂直，用于吸附可溶性磷。该设置确保过滤网与经过厌氧氨氧化池7的水体充分接触以吸附磷；作为好氧池3内吸磷的补充，所述过滤网能够对由于工艺波动未吸附的溶解磷进行物理吸附，进一步确保出水水质稳定。优选的，所述过滤网由纤维编制而成，其具体编织方法为现有技术，所述过滤网的具体形状不做限定，可根据厌氧氨氧化池7的具体进行排布。
所述过滤网与框架可以是一体式也可以是分体式的。优选的，所述过滤网与框架为分体式设置，可单独进行更换；若进入厌氧氨氧化池7内的溶解林浓度偏高，则自进水侧至出水侧按序对过滤网依次进行更换；若进入厌氧氨氧化池7内的溶解磷达标，则过滤网可不更换或间隔较长时间定期对其更换，能够使污水生物脱氮除磷系统存在一定的波动性，适应能力强。所述纤维可粉碎成一定粒径的微珠，通过填充到吸附柱内来吸附可溶性磷。
作为本发明的一个示例，所述纤维采用如下方法制备：
S1、第一收集管56内的颗粒污泥在氮气保护下，以15℃/min的加热速度升温至610℃进行热解，之后超微粉碎得到活性炭(D90＝75μm)；
当加热速度和温度过低时则热解程度轻微，制备生物炭的效果不显著；而当加热速度和温度过高时，生物炭容易被改性或烧坏。
S2、用5％(v/v)的醋酸溶液配置4％(w/w)的壳聚糖溶液,向115g壳聚糖溶液中加入S1制备的活性炭3.56g并混匀，再加入10gFeC l 3.6H2O剧烈搅拌，然后挤压形成0.2mm的丝状物至2M的NaOH溶液(pH为-14)中进行壳聚糖凝胶化；
壳聚糖溶液和FeC l 3.6H20对生物炭的表面改性，其中壳聚糖含有丰富的氨基而容易质子化，导致活性炭表面在弱酸性条件下带正电有利于吸附带负电的可溶性磷，不仅显著增强了对磷的吸附能力，而且有利于生物炭的造粒；而FeC l 3.6H20的加入不仅有利于生物炭的造粒，而且显著提高了生物炭对磷的吸附能力。
S3、将上述固体转移至0.6mL/L的戊二醛溶液中25℃交联2小时，用去离子水反复冲洗至pH＝7.2-7.6，冻干。
如图4所示，所述污水生物脱氮除磷系统进行批序式反应，运行稳定后，由于进液管11将待处理污水及颗粒污泥及部分絮凝污泥输送至厌氧池1内，污泥中的聚磷菌在厌氧条件下释放磷，导致可溶性磷浓度持续升高，而待处理污水本身具备一定的NH4 +且基本维持不变；厌氧池1的流出液及部分好氧池3产生的流出液进入缺氧池2后，聚磷菌在缺氧条件下进行反硝化使NO2-转化成N2释放而存在硝化作用，因此缺氧池2内NH4 +较厌氧池1低且基本不变，而NO2 -则因为反硝化作用而浓度持续降低。
而在好氧池3内由于颗粒污泥内部的聚磷菌、外层的氨氧化菌同时发挥作用，此时聚磷菌在缺氧环境下的吸磷使可溶性磷浓度持续降低，同时氨氧化菌利用NH4 +和氧气进行硝化作用以产生NO2 -，同时NO2 -部分进入颗粒污泥内被聚磷菌利用进行反硝化释放N2；因此好氧池3内NO2 -有所提高，而NH4 +显著降低；低氧池4内通过进液管11补充污水导致起始的NH4 +较高，通过氨氧化菌的短程反硝化来利用NH4 +进一步提高NO2 -浓度，有利于厌氧氨氧化池7内的生物脱氮，此时可溶磷的浓度基本不变；进入厌氧氨氧化池7后ANAMMOX菌同时利用NO2 -、NH4 +进行反应来进一步脱氮；同时利用吸附组件的物理吸附作用可进一步除去可溶性磷。
本发明还提供了一种污水生物脱氮除磷系统的处理工艺的处理工艺，包括：
S1、待处理污水通过进液管11、污泥通过第一回流管12通入厌氧池1的顶部，处理液自上而下流动并从底部进入缺氧池2，通过聚磷菌进行磷的释放；
S2、通过第二回流管13将好氧池3的部分流出液通入缺氧池2，通过聚磷菌进行反硝化，缺氧池2内处理液自下而上流动并从顶部进入好氧池3；
S3、控制好氧池3内溶解氧浓度为1.2-1.5mg/L，处理液自上而下流动并从顶部进入低氧池4或者直接进入颗粒收集池5；
S4、控制颗粒收集池5中分离室54、澄清室55的垂向移动速度分别为11-13m/h、0.7-0.9m/h，从颗粒收集池5的顶部顺次进入沉降池6、厌氧氨氧化池7。
本发明所述污水生物脱氮除磷系统处理COD为1100mg/L、NH4 +-N浓度为54mg/L、TP浓度为11.5mg/L的污水的污水，经过36天连续运行后COD的去除率约为97.2％，TN的去除率约为98.2％,TP的去除率约为98.3％，满足《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中的Ⅳ类水体标准且整体耗电量下降约27％。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (10)
1.一种污水生物脱氮除磷系统，其特征在于，包括依次相连的厌氧池(1)、缺氧池(2)、好氧池(3)、颗粒收集池(5)、沉降池(6)、厌氧氨氧化池(7)，所述厌氧池(1)、所述低氧池(4)分别与进液管(11)相连，所述颗粒收集池(5)通过第一回流管(12)与所述厌氧池(1)相连；所述好氧池(3)、缺氧池(2)之间设置第二回流管(13)，所述污水生物脱氮除磷系统还设置连通管(17)，所述连通管(14)与所述颗粒收集池(5)成并联设置。
2.根据权利要求1所述的污水生物脱氮除磷系统，其特征在于，所述污水生物脱氮除磷系统还包括低氧池(4)，所述好氧池(3)、颗粒收集池(5)之间设置连接管(16)，所述低氧池(4)位于所述好氧池(3)、颗粒收集池(5)之间且与所述连接管(16)并联设置。
3.根据权利要求1或2所述的污水生物脱氮除磷系统，其特征在于，所述污水生物脱氮除磷系统还包括第三回流管(15)，所述第三回流管(15)的进口端与所述沉降池(6)相连，所述第三回流管(15)的出口端与所述颗粒收集池(5)相连。
4.根据权利要求1所述的污水生物脱氮除磷系统，其特征在于，所述颗粒收集池(5)的中间设置分离组件(51)，所述分离组件(51)的周侧分别设置呈环状的第一挡板(52)、第二挡板(53)，所述第一挡板(52)位于所述颗粒收集池(5)的顶部，所述第二挡板(53)位于所述颗粒收集池(5)的底部，所述第一挡板(52)、第二挡板(53)距离所述颗粒收集池(5)侧壁的最小距离分别为L1、L2，其中L1＜L2，所述第一挡板(52)和/或第二挡板(53)的两侧分别子形成分离室(54)、澄清室(55)，所述澄清室(55)位于所述分离室(54)的外侧。
5.根据权利要求4所述的污水生物脱氮除磷系统，其特征在于，所述分离室(54)呈圆形设置，所述分离室(54)、颗粒收集池(5)的直径分别为D1、D2，其中D2＝(4.0-4.7)*D1。
6.根据权利要求5所述的污水生物脱氮除磷系统，其特征在于，所述颗粒收集池(5)内设置第一收集管(56)、第二收集管(57)、排出管(58)，且所述第一收集管(56)位于所述分离室(54)的最低点，用于输送颗粒污泥；所述第二收集管(57)位于所述澄清室(55)靠近所述第二挡板(53)的一侧，用于输送絮凝污泥。
7.根据权利要求4所述的污水生物脱氮除磷系统，其特征在于，所述第一挡板(52)的下端设置第一折边，所述第一折边呈环形性且向所述分离组件(51)一侧倾斜；所述第二挡板(53)的上端设置第二折边，所述第二折边呈环形且向远离所述分离组件(51)的一侧倾斜。
8.根据权利要求4所述的污水生物脱氮除磷系统，其特征在于，所述分离组件(51)包括顶板(511)、底板(512)，所述顶板(511)、底板(512)之间设置多个内挡板(515)，所述内挡板(515)在所述顶板(511)的投影位于同一圆周上且相互间隔设置，所述底板(512)远离所述顶板(511)一侧设置进水管(516)，用于向分离组件(51)输送处理液；所述分离组件(51)还包括导流板(513)，所述导流板(513)位于所述顶板(511)的外周侧且向所述进水管(516)的一侧倾斜，用于使改变处理液的流向。
9.根据权利要求8所述的污水生物脱氮除磷系统，其特征在于，所述分离组件(51)还包括外挡板(514)，所述外挡板(514)位于所示内挡板(515)的外周侧且与相邻所述内挡板(515)之间的间隙相对应。
10.根据权利要求9所述的污水生物脱氮除磷系统，其特征在于，所述外挡板(514)有多个且相邻所述的外挡板(514)之间向同一侧偏转。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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