CN201722253U - 污水同步反硝化脱氮除磷系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种污水同步反硝化脱氮除磷系统。所述污水同步反硝化脱氮除磷系统包括：用于去除原污水中悬浮污染物和无机颗粒的预处理单元；用于吸附所述预处理单元出水中有机物的曝气单元；用于对所述曝气单元排出的泥水进行分离的初沉单元；用于对所述初沉单元排出的上清液和所述二沉单元回流的污泥进行厌氧释磷的厌氧单元；用于对所述厌氧单元排出的泥水进行分离的中沉单元；用于对所述中沉单元排出的上清液进行硝化处理的接触氧化单元；用于对所述接触氧化单元排出的污水和所述中沉单元沉淀的污泥进行反硝化脱氮除磷处理的缺氧单元；用于对所述缺氧单元排出的泥水进行分离的二沉单元。本实用新型提高了脱氮除磷效果和出水达标的稳定性。
Description
【技术领域】
本实用新型技术方案属于碳氮比较高(C/N＞15)的污水处理领域，具体涉及一种污水同步反硝化脱氮除磷系统。
【背景技术】
由于生物脱氮除磷技术不但可以有效地针对城市污水中的有机物，而且还可以去除城市污水中的氮、磷，因此，这种生物脱氮除磷技术在污水处理领域得到了广泛的应用。
但是目前，污水处理厂脱氮除磷工艺中存在的一定的弊端，如：大量有机物质被好氧消耗，浪费了大量的曝气能耗，同时产生了大量的温室气体CO2。后续处理工艺却需要外加碳源及碱以提高系统处理效果，运行费用高。硝化细菌需要好氧时间较长与聚磷菌所需的最佳SRT相抵触，使反硝化聚磷菌与硝化细菌不能够在各自最适宜的环境下生长。
在双污泥同步脱氮除磷工艺中，利用反硝化聚磷菌DPB体内PHB的“一碳两用”从而实现脱氮除磷的目的。硝化细菌单独存在于一固定反应池或反应柱中，以独立于反硝化细菌。这样，就解决了单污泥系统中硝化细菌需要好氧时间较长与聚磷菌所需的最佳SRT相抵触的缺陷，使反硝化聚磷菌与硝化细菌都能够在各自最适宜的环境下生长。另外，在双污泥工艺中，硝化细菌与聚磷菌处于独立的系统中，把硝化反应阶段消耗的有机物，用来作为反硝化脱氮、除磷的碳源，降低污水处理的成本。且双污泥工艺能够节省50％COD消耗量，30％曝气量和50％剩余污泥产量，具有节能降耗的优点。
但是，在双污泥同步脱氮除磷工艺中如果污水的有机物浓度过高，就会导致反硝化聚磷菌在厌氧阶段不能完全吸收和转化污水中的易降解有机物。厌氧阶段未被利用的易降解有机物进入硝化阶段对生物膜上自养硝化细菌的生理代谢活动产生抑制，造成系统的硝化能力下降，最终降低了硝化阶段同步硝化反硝化的脱氮效率。同时，由于系统的硝化能力下降，缺氧阶段所必须的电子受体数量减少，降低了系统的脱氮除磷效率。另外，由于污水中的有机物浓度较高，厌氧阶段的碳源就会超过反硝化聚磷菌合成PHB所需要的碳量，过剩的碳源进入缺氧阶段被优先用于反硝化脱氮，而未被用于吸磷，造成系统中的反硝化细菌占主导，导致缺氧阶段的污水中还存在一定量磷，最终导致出水磷达标的稳定性较差。
【实用新型内容】
为了解决现有技术中因污水中有机物浓度过高导致的系统脱氮除磷效率较低，出水达标的稳定性较差等技术问题，本实用新型提供了一种污水同步反硝化脱氮除磷系统，结合活性污泥吸附法的高效吸附有机物和双污泥法的节能降耗，实现对高碳氮比生活污水的经济有效处理。所述污水同步反硝化脱氮除磷系统包括：用于去除原污水中悬浮污染物和无机颗粒的预处理单元；用于吸附所述预处理单元排出的污水中有机物的曝气单元；用于对所述曝气单元排出的泥水进行分离的初沉单元；用于对所述初沉单元排出的上清液和所述二沉单元回流的污泥进行厌氧释磷的厌氧单元；用于对所述厌氧单元排出的泥水进行分离的中沉单元；用于对所述中沉单元排出的上清液进行硝化处理的接触氧化单元；用于对所述接触氧化单元排出的污水和所述中沉单元沉淀的污泥进行反硝化脱氮除磷处理的缺氧单元；用于对所述缺氧单元排出的泥水进行分离的二沉单元。
根据本实用新型的一优选技术方案：所述预处理单元包括：用于去除原污水粗大悬浮污染物的悬浮物去除单元；用于对所述悬浮物去除单元排出的污水进行水质、水量均匀化处理的调节单元；用于去除所述调节单元排出的污水中的无机颗粒的沉砂单元。
根据本实用新型的一优选技术方案：所述污水同步反硝化脱氮除磷系统还包括：用于对所述二沉单元的出水进行硝化的曝气生物滤池。
根据本实用新型的一优选技术方案：所述污水同步反硝化脱氮除磷系统还包括：用于对所述曝气生物滤池的出水进行消毒处理的消毒单元。
根据本实用新型的一优选技术方案：所述污水同步反硝化脱氮除磷系统还包括：用于将所述初沉单元排出的回流污泥输送到所述曝气单元的第一蠕动泵。
根据本实用新型的一优选技术方案：所述污水同步反硝化脱氮除磷系统还包括：用于将所述二沉单元排出的回流污泥输送到所述厌氧单元的第二蠕动泵。
根据本实用新型的一优选技术方案：所述污水同步反硝化脱氮除磷系统还包括：用于将所述中沉单元沉淀的污泥输送到所述缺氧单元的超越管线和第三增压泵。
根据本实用新型的一优选技术方案：所述污水同步反硝化脱氮除磷系统还包括：用于将所述中沉单元排出的上清液输送到所述接触氧化单元的第一增压泵。
根据本实用新型的一优选技术方案：所述污水同步反硝化脱氮除磷系统还包括：用于将所述二沉单元的出水输送到所述曝气生物滤池的第二增压泵。
本实用新型中，曝气单元及初沉单元组成了A段吸附，由于A段吸附属于高污泥负荷工段，同时由于污泥龄一般小于0.5d，所以，在A段吸附中，高等微生物的生长受到了较大限制，属于原核微生物的优势微生物种群，即以细菌和藻类为主。这些原核微生物具有较强的繁殖能力，代谢生长快，增值所需时间约为20min。而且，这些微生物的生理活性比常规活性污泥的活性高出40％-50％。尤其降解聚合物的活性高出达90％，所以有效降解了污水有机物中的聚合物。再者，在A段吸附中，高浓度活性污泥对污水中的颗粒性有机物进行吸附，并降解污水中的聚合物。剩余溶解性易降解有机物进入B段双污泥系统，利用反硝化聚磷菌同步脱氮除磷的生物特性，高效去除污水中的污染物质。
经过A段污泥吸附处理后的污水再进入厌氧单元、中沉单元、接触氧化单元、缺氧单元和二沉单元等进行B段双污泥法处理，本实用新型有效结合了吸附法的高效性和双污泥法的节能降耗性，提高了系统处理效果的稳定性，同时降低运行成本。
【附图说明】
图1是本实用新型污水同步反硝化脱氮除磷系统结构示意图。
【具体实施方式】
以下结合附图对本实用新型技术方案进行详细说明：
图1是本实用新型污水同步反硝化脱氮除磷系统结构示意图。如图1所示，污水同步反硝化脱氮除磷系统包括：预处理单元101、曝气单元141、初沉单元102、厌氧单元103、中沉单元104、接触氧化单元105、缺氧单元106和二沉单元107。
所述预处理单元101用于去除原污水中的各种悬浮物和颗粒性有机物及少量的颗粒性氮磷。在本实用新型的优选技术方案中：所述预处理单元101包括悬浮物去除单元111、调节单元121、沉砂单元131。所述悬浮物去除单元111利用格栅对原污水中的粗大悬浮污染物进行去除，即去除了原污水中的大部分悬浮物，处理后的污水输送到所述调节单元121中。所述调节单元121对所述输送的污水的水质、水量和水温进行均匀化调节，并将处理后的污水按照设计的流量由泵207提升到所述沉砂单元131中。所述沉砂单元131去除污水中的密度较大的大部分无机颗粒，并将处理后的污水输送到所述曝气单元141。所述曝气单元141用于吸附所述沉砂单元131排出的污水中的有机物。所述曝气单元141中的高浓度活性污泥吸附所述沉砂单元131排出的污水中的有机物，以及少量颗粒性的氮磷。在所述曝气单元141中水力停留时间为20-30min左右。这里的高浓度活性污泥即为所述初沉单元102排出的输送到所述曝气单元141的部分污泥，也称回流污泥。在本实用新型的优选技术方案中：通过第一蠕动泵201将所述初沉单元102排出的回流污泥输送到所述曝气单元141。
所述初沉单元102对所述曝气单元141排出的泥水进行分离。经过所述初沉单元102泥水分离后排出的上清液输送到所述厌氧单元103中。所述初沉单元102排出的未输送到所述曝气单元141的部分污泥以剩余污泥进入污泥浓缩池206。
所述厌氧单元103对所述初沉单元102排出的上清液与所述二沉单元107输送的回流污泥混合进行厌氧释磷。在所述厌氧单元103中水力停留时间为2.0-2.5h，此时聚磷菌释放磷，并吸收低级脂肪酸等易降解有机物以合成体内PHB。在本实用新型的优选技术方案中：通过第二蠕动泵202将所述二沉单元107排出的回流污泥输送到所述厌氧单元103中。
所述中沉单元104对所述厌氧单元103排出的泥水进行分离，所述中沉单元104的上清液出水被输送到所述接触氧化单元105中。所述中沉单元104沉淀下来的污泥被输送到所述缺氧单元106中。在本实用新型的优选技术方案中：通过第一增压泵204将所述中沉单元104排出的上清液输送到所述接触氧化单元105中。在本实用新型的优选技术方案中：通过超越管线203和第三增压泵208将所述中沉单元104沉淀的污泥输送到所述缺氧单元106中。
所述接触氧化单元105中的硝化细菌将来自所述中沉单元104的出水氨氮和有机氮经过氨化作用生成的氨氮再经过生物硝化处理转化成硝酸氮。
所述缺氧单元106对所述接触氧化单元105的出水和所述中沉池104回流的污泥进行反硝化脱氮除磷处理。即，所述缺氧单元106中的反硝化聚磷细菌将来自所述接触氧化单元105的污水中的硝态氮和来自所述中沉池104沉淀的污泥进行生物反硝化聚磷处理：以硝态氮为电子受体，有机物为电子供体，进行反硝化脱氮除磷，从而达到脱氮除磷的目的。另外，所述缺氧单元106中的聚磷菌超量吸收磷，并通过所述剩余污泥的排放除磷。在所述缺氧单元106中，水力停留时间为2.5-3.0h。
所述二沉单元107对所述缺氧单元106排出的泥水进行分离。经所述二沉单元107处理后排出的污泥一部分以回流污泥的方式输送到所述厌氧单元103中，重新进入厌氧释磷阶段，另外一部分以剩余污泥排入污泥浓缩池206。经所述二沉单元107的出水进行检测，如果达标则可直接输送到消毒单元109中进行消毒处理。若所述二沉单元107的出水由于超越污泥携带的氨氮导致所述二沉单元107的出水达不到《城镇污水处理厂污染物综合排放标准(GB18918-2002)》一级A标准，则可以通过在所述二沉单元107和所述消毒单元109之间设置曝气生物滤池108，控制所述曝气生物滤池108中的水力停留时间为0.5-1.0h，以对所述二沉单元107的氨氮出水进行硝化，使系统出水的氨氮符合标准要求。曝气生物滤池108的出水输送到所述消毒单元109中进行消毒处理后再排放。在本实用新型的优选技术方案中：通过第二增压泵205将所述二沉单元107的出水输送到所述曝气生物滤池108中。
在本实用新型中，曝气单元及初沉单元组成了A段吸附，由于A段吸附属于高污泥符合工段，同时由于污泥龄一般小于0.5d，所以，在A段吸附中，高等微生物的生长受到了较大限制，属于原核微生物的优势微生物种群，即以细菌和藻类为主。这些原核微生物具有较强的繁殖能力，代谢生长快，增值所需时间约为20min。而且，这些微生物的生理活性比常规活性污泥的活性高出40％-50％。尤其降解聚合物的活性高出达90％，所以有效降解了污水中的聚合物。再者，在A段吸附中，高浓度活性污泥对污水中的颗粒性有机物进行了吸附，剩余溶解性易降解有机物进入双污泥段有利于反硝化聚磷菌对碳源的利用，提高反硝化除磷效果和效率。
经过A段污泥吸附去除大部分颗粒性有机物后的污水再进入厌氧单元、中沉单元、接触氧化单元、缺氧单元和二沉单元等进行B段双污泥法处理，有效利用了活性污泥吸附法高效吸附有机物和双污泥法节约能耗各自的优势，提高了出水水质达标的稳定性和经济性。
本实用新型污水同步反硝化脱氮除磷系统污染物去除效率指标中，BOD5和SS 90％～95％，总氮70％以上，磷90％以上。所以，本实用新型污水同步反硝化脱氮除磷系统既解决了现有技术中原污水高碳氮比时脱氮除磷效率较低、出水达标的稳定性较差等技术问题，又具有运行费用低、系统曝气量低、总电费低、抗冲击负荷强，出水水质达标稳定性高、系统占地面积小等优势，尤其适用于脱氮除磷排放标准较高的中小型城市污水厂。
以上内容是结合具体的优选技术方案对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种污水同步反硝化脱氮除磷系统，其特征在于包括：
用于去除原污水中悬浮污染物和无机颗粒的预处理单元(101)；
用于吸附所述预处理单元(101)排出的污水中有机物的曝气单元(141)；
用于对所述曝气单元(141)排出的泥水进行分离的初沉单元(102)；
用于对所述初沉单元(102)排出的上清液和所述二沉单元(107)回流的污泥进行厌氧释磷的厌氧单元(103)；
用于对所述厌氧单元(103)排出的泥水进行分离的中沉单元(104)；
用于对所述中沉单元(104)排出的上清液进行硝化处理的接触氧化单元(105)；
用于对所述接触氧化单元(105)排出的污水和所述中沉单元(104)沉淀的污泥进行反硝化脱氮除磷处理的缺氧单元(106)；
用于对所述缺氧单元(106)排出的泥水进行分离的二沉单元(107)。
2.根据权利要求1所述污水同步反硝化脱氮除磷系统，其特征在于，所述预处理单元(101)包括：
用于去除原污水中粗大悬浮污染物的悬浮物去除单元(111)；
用于对所述悬浮物去除单元(111)排出的污水进行水质、水量、水温均匀化处理的调节单元(121)；
用于去除所述调节单元(121)排出的污水中的无机颗粒的沉砂单元(131)。
3.根据权利要求2所述污水同步反硝化脱氮除磷系统，其特征在于，所述污水同步反硝化脱氮除磷系统还包括：用于对所述二沉单元(107)的出水进行硝化的曝气生物滤池(108)。
4.根据权利要求3所述污水同步反硝化脱氮除磷系统，其特征在于，所述污水同步反硝化脱氮除磷系统还包括：用于对所述曝气生物滤池(108)的出水进行消毒处理的消毒单元(109)。
5.根据权利要求1所述污水同步反硝化脱氮除磷系统，其特征在于，所述污水同步反硝化脱氮除磷系统还包括：用于将所述初沉单元(102)排出的回流污泥输送到所述曝气单元(141)的第一蠕动泵(201)。
6.根据权利要求1或5所述污水同步反硝化脱氮除磷系统，其特征在于，所述污水同步反硝化脱氮除磷系统还包括：用于将所述二沉单元(107)排出的回流污泥输送到所述厌氧单元(103)的第二蠕动泵(202)。
7.根据权利要求6所述污水同步反硝化脱氮除磷系统，其特征在于，所述污水同步反硝化脱氮除磷系统还包括：用于将所述中沉单元(104)沉淀的污泥输送到所述缺氧单元(106)的超越管线(203)和第三增压泵(208)。
8.根据权利要求1或6所述污水同步反硝化脱氮除磷系统，其特征在于，所述污水同步反硝化脱氮除磷系统还包括：用于将所述中沉单元(104)排出的上清液输送到所述接触氧化单元(105)的第一增压泵(204)。
9.根据权利要求3所述污水同步反硝化脱氮除磷系统，其特征在于，所述污水同步反硝化脱氮除磷系统还包括：用于将所述二沉单元(107)的出水输送到所述曝气生物滤池(108)的第二增压泵(205)。
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| CN113415899A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-09-21 | 北京工业大学 | 基于慢速降解有机物的吸附水解耦合短程反硝化串联厌氧氨氧化深度脱氮的装置与方法 |
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