CN209923013U

CN209923013U - 一种基于多点进水和多模式运行的可强化反硝化脱氮除磷系统

Info

Publication number: CN209923013U
Application number: CN201920286906.2U
Authority: CN
Inventors: 吴云生; 张宝林; 刘冰玉; 王艳; 张涛; 石兰兰
Original assignee: Beijing Enterprises Water China Investment Co Ltd
Current assignee: Beijing Enterprises Water China Investment Co Ltd
Priority date: 2019-03-07
Filing date: 2019-03-07
Publication date: 2020-01-10
Anticipated expiration: 2029-03-07

Abstract

本实用新型涉及一种基于多点进水和多模式运行的可强化反硝化脱氮除磷系统，属于污水处理技术领域，包括预缺氧池、厌氧池、第一缺氧池、第一好氧池、脱氧池、第二缺氧池、第二好氧池、外部碳源投加系统以及混合液内回流系统。其中，预缺氧池、厌氧池、第一缺氧池、第一好氧池、脱氧池、第二缺氧池、第二好氧池依次连接。本实用新型针对进水CODcr和进水TN浓度变化大、碳氮比偏低、高标准排放的污水处理的普遍现象，通过脱氧池和第二缺氧池在好氧和缺氧两种状态切换，应对进水水质变化；多点进水、优化外部碳源投加点实现碳源的合理分配和高效利用。本实用新型具有出水水质优、碳源利用率高、灵活性强、生产运行成本低等优点。

Description

一种基于多点进水和多模式运行的可强化反硝化脱氮除磷系统

技术领域

本实用新型涉及一种基于多点进水和多模式运行的可强化反硝化脱氮除磷系统，属于污水处理技术领域。

背景技术

氮磷污染是引起水体富营养化的主要原因，也是许多污染水体治理面临的主要问题。城市生活污水的碳氮比(C/N)普遍偏低，污水处理厂普遍存在污水中内部碳源不足的问题，而反硝化过程需要有机碳源作为反硝化菌的能量来源和电子供体，如果缺少足够的内部碳源进行反硝化，需要投加外部碳源实现反硝化。采用多点进水系统并在第二缺氧池投加外部碳源，能够使内部碳源得到高效利用，并节约外部碳源投加量，提高碳源利用效率，降低运行成本。

根据相关公开资料显示，我国现有城镇污水处理厂出水排放执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中“一级B”及以下出水标准的水厂处理规模占比达三分之二。大多数城镇污水处理厂均面临提标的问题，提标路径上主要是从“一级B”标准提高至《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中“一级A”标准，或从“一级A”标准提高至《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中地表水Ⅳ类(总氮指标除外)或更高水体标准。采用两级缺氧好氧(AO)工艺能够更高效去除有机物、氨氮和总氮。在相同进水水质条件下，池容更小，土建投资更低。

目前城镇污水处理厂进水水质、水温变化幅度大，受季节和居民生活方式等因素的影响，进水总氮(TN)和化学需氧量(CODcr)浓度变化问题尤为显著。当进水总氮(TN)较高、碳氮比值(C/N)低时，传统的厌氧/缺氧/好氧(AAO)工艺中的缺氧池，很难满足反硝化需求，且对碳源的消耗较高；而当进水总氮(TN)较低、化学需氧量(CODcr)浓度较高且水温较低时，则好氧池的停留时间应相对较长。面对进水水质浓度变化、水温变化，固定模式的生化池组合已经很难满足，若生化池中缺氧池部分池体可在缺氧和好氧两种状态之间转换，并配合混合液内回流系统，则可解决进水总氮(TN)浓度高、进水水质及水温波动大的问题。

在传统厌氧/缺氧/好氧(AAO)污水处理工艺中，反硝化菌和聚磷菌在有机负荷、泥龄以及碳源需求上存在着矛盾和竞争，使氮、磷难以在同一系统中同时高效去除。因此，在厌氧池之前增设预缺氧池，来自二沉池的回流污泥与经过预处理的污水共同进入预缺氧池，微生物利用进水中有机物去除回流污泥中携带的硝态氮，消除硝态氮对后续厌氧释磷的不利影响，从而保证厌氧池处理效果。

为保证脱氮效率，需要从好氧池末端设置混合液内回流系统至缺氧池，传统厌氧/缺氧/好氧(AAO)生化工艺条件下，混合液回流点设置在好氧池末端，其溶解氧浓度比较高，回流到缺氧池会消耗一部分碳源并造成缺氧条件不佳，影响脱氮效果。通过设置脱氧池，能够有效解决内回流混合液溶解氧过高的问题。

发明内容

本实用新型目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于多点进水和多模式运行的可强化反硝化脱氮除磷系统。通过在传统厌氧/缺氧/好氧(AAO)之前设置预缺氧池，将好氧池调整为第一好氧池/第一缺氧池/第二好氧池，并在第一好氧池之后设置脱氧池。在实际应用中，若进水总氮(TN)浓度较高，停止对脱氧池和第二缺氧池的曝气，加大缺氧的总停留时间；若进水总氮(TN)浓度较低，碳氮比值(C/N)较高，则开启对脱氧池和第二缺氧池的曝气，并调整混合液内回流位置。应对碳氮比值(C/N)低的水质，外部碳源优先投加至第二缺氧池。

通过增加预缺氧池，消除回流污泥中硝态氮对后续厌氧释磷的不利影响，从而保证厌氧池的厌氧程度；通过加大缺氧池的停留时间，强化反硝化作用，提高总氮(TN)去除效果；通过在脱氧池、第二缺氧池设置搅拌及曝气双系统，能够在缺氧和好氧之间转换，并配合混合液内回流点的调整，使生化系统适应进水水质波动较大的污水；通过优化碳源投加位置，最大程度地利用碳源，解决进水碳氮比值(C/N)低的问题；通过在第一好氧池末端设置脱氧池，解决内回流混合液溶解氧过高的问题。

按照本实用新型提供的技术方案，所述的可强化反硝化的高效脱氮除磷系统，其特征是：包括预缺氧池(2)、厌氧池(3)、第一缺氧池(4)、第一好氧池(5)、脱氧池(6)、第二缺氧池(7)、第二好氧池(8)、内回流井(9)、外部碳源投加系统(11)、混合液内回流系统(9.1)等。预缺氧池(2)与厌氧池(3)连接，厌氧池(3)与第一缺氧池(4)连接，第一缺氧池(4)与第一好氧池(5)连接，第一好氧池(5)与脱氧池(6)连接，脱氧池(6)与第二缺氧池(7)连接，第二缺氧池(7)与第二好氧池(8)连接。外部碳源投加系统(11.1)优先投加至第二缺氧池(7)，外部碳源投加系统(11.2)其次投加至第一缺氧池(4)，外部碳源投加量应保持使污水碳氮比值(C/N)为3～3.5。

所述混合液内回流系统为内回流井(9)、内回流管道或内回流渠和内回流泵(9.1)，内回流位置根据进水水质变化进行调节，可从脱氧池末端(6.1)进入内回流井(9)并通过内回流管道或渠道(9.1)回流至第一缺氧池(4)；或从第二好氧池末端(8.1)进入内回流井(9)并通过内回流管道或渠道(9.1)回流至第一缺氧池(4)。

所述系统可从预缺氧池(2)、厌氧池(3)、第一缺氧池(4)、第二缺氧池(7)同时进水。

所述预缺氧池、厌氧池、第一缺氧池内设置单独的潜水搅拌器或推流器，在第一好氧池、第二好氧池内设置单独的曝气系统，在脱气池和第二缺氧池设置搅拌和曝气双系统，通过以上配置实现多模式运行。

所述预缺氧池的停留时间为0.5h，厌氧池停留时间为1.0～1.5h，所述脱氧池设置在第一好氧池之后，脱氧池的停留时间为0.5h；第二缺氧池设置在脱氧池之后。

所述第一缺氧池为环沟式，第一好氧池为推流式，预缺氧池、厌氧池、脱氧池、第二缺氧池完全混合式，第二好氧池为推流式。

所述预缺氧池、厌氧池、第一缺氧池、第一好氧池、脱氧池、第二缺氧池、第二好氧池可单独设置，也可合建。

本实用新型具有以下优点和积极效果：

(1)本实用新型通过在传统厌氧/缺氧/好氧(AAO)工艺之前设置预缺氧池，消除回流污泥中硝态氮对后续厌氧释磷的不利影响，从而保证厌氧池的厌氧程度。

(2)本实用新型将传统厌氧/缺氧/好氧(AAO)工艺中好氧池调整为第一好氧池/第二缺氧池/第二好氧池，两级缺氧好氧(AO)工艺能够更高效去除有机物，使脱氮效率更高。在相同进水水质条件下，池容更小，土建投资更低。

(3)本实用新型在第一好氧池之后设置脱氧池，能够解决内回流混合液溶解氧浓度过高造成缺氧池缺氧条件不佳的问题，从而提高总氮(TN)去除效果。

(4)本实用新型在脱氧池和第二缺氧池设置搅拌和曝气双系统，并通过调节内回流堰门或阀门，调整内回流位置，来处理不同进水浓度、不同碳氮比(C/N)的污水，实现多模式运行。

(5)本实用新型通过优化外部碳源投加系统，将外部碳源优先投加第二缺氧池，提高外部碳源利用率。

(6)本实用新型可从预缺氧池、厌氧池、第一缺氧池、第二缺氧池多点同时进水，能够有效应对进水水质变化，实现内部碳源的高效利用。

(7)与一般的脱氮除磷系统相比，本实用新型具有出水水质优、碳源利用率高、适用范围广、灵活性强、生产运行成本低等优点，为我国城镇污水处理厂，尤其是进水化学需氧量(CODcr)和总氮(TN)浓度高、进水碳氮比值(C/N)低、进水水质浓度及水温波动大的污水处理厂工程设计和运行管理提供借鉴。

附图说明

图1为本实用新型所述的一种基于多点进水和多模式运行的可强化反硝化脱氮除磷系统的示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示：所述基于多点进水和多模式运行的可强化反硝化脱氮除磷系统包括预缺氧池(2)、厌氧池(3)、第一缺氧池(4)、第一好氧池(5)、脱氧池(6)、第二缺氧池(7)、第二好氧池(8)、内回流井(9)、外部碳源投加系统(11)、多点进水系统(1)及混合液内回流系统(9.1)等。

如图1所示，本实用新型包括预缺氧池(2)、厌氧池(3)、第一缺氧池(4)、第一好氧池(5)、脱氧池(6)、第二缺氧池(7)、第二好氧池(8)、内回流井(9)、外部碳源投加系统(11)、混合液内回流系统(9.1)等。预缺氧池(2)与厌氧池(3)连接，厌氧池(3)与第一缺氧池(4)连接，第一缺氧池(4)与第一好氧池(5)连接，第一好氧池(5)与脱氧池(6)连接，脱氧池(6)与第二缺氧池(7)连接，第二缺氧池(7)与第二好氧池(8)连接。外部碳源投加系统(11.1)优先投加至第二缺氧池(7)，其次外部碳源投加系统(11.2)投加至第一缺氧池(4)，外部碳源投加量应保持使污水碳氮比(C/N)为3～3.5。

所述混合液内回流系统为内回流井(9)、内回流管道或内回流渠和内回流泵(9.1)，内回流位置根据进水水质不同进行调节，可从脱氧池末端(6.1)进入内回流井(9)并通过内回流管道或渠道(9.1)回流至第一缺氧池(4)；或从第二好氧池末端(8.1)进入内回流井(9)并通过内回流管道或渠道(9.1)回流至第一缺氧池(4)。此系统可从预缺氧池前端(1.1)、厌氧池前端(1.2)、第一缺氧池前端(1.3)、第二缺氧池前端(1.4)同时进水。

在所述预缺氧池、厌氧池、第一缺氧池内设置单独的潜水搅拌器或推流器，在第一好氧池、第二好氧池内设置单独的曝气系统，在脱气池和第二缺氧池设置搅拌和曝气双系统，通过以上配置实现多模式运行。所述预缺氧池的停留时间为0.5h，厌氧池停留时间为1.0～1.5h，所述脱氧池设置在第一好氧池之后，脱氧池的停留时间为0.5h；第二缺氧池设置在脱氧池之后。

所述第一缺氧池为环沟式，第一好氧池为推流式，预缺氧池、厌氧池、消氧池、第二缺氧池完全混合式，第二好氧池为推流式。

实施例一：基于多点进水和多模式运行的可强化反硝化脱氮除磷方法，包括以下步骤：

a、经过预处理的污水，在某一时段进入生化池前，进水水质如下：CODcr:350mg/L、BOD₅:150mg/L、TN:65mg/L、NH₃-N:50mg/L、TP:6mg/L。污水进入预缺氧池，在搅拌条件下停留0.5h，然后进入厌氧池，在搅拌条件下停留1.5h，厌氧池出水与脱氧池200％的内回流混合液一起进入第一缺氧池，在缺氧搅拌条件下停留6h，在微生物(MLSS为3.5g/L)作用下在第一缺氧池进行反硝化反应而脱氮；其中200％指内回流混合液流量与进水流量的比值。

b、各点进水水量比例如下：预缺氧池10％、厌氧池20％、第一缺氧池50％、第二缺氧池20％。

c、步骤a所得的第一缺氧池混合液进入第一好氧池，在好氧条件下停留8h，在微生物(MLSS为3.5g/L)作用下进行有机物氧化、生物硝化和好氧吸磷反应；第一好氧池的出水TN浓度为25mg/L。

d、步骤c所得的第一好氧池混合液进入脱氧池，在缺氧搅拌条件下停留0.5h，在微生物(MLSS为3.5g/L)作用下进行耗氧作用而脱氧，脱氧完成后，200％的混合液回流至第一缺氧池前端，同时脱氧池的溶解氧(DO)浓度控制在0.5mg/L。

e、步骤d所得的脱氧池混合液的剩余部分进入第二缺氧池，在缺氧搅拌运行的条件下停留1.5h，在微生物(MLSS为3.5g/L)作用下进一步进行反硝化反应而脱氮，在第二缺氧池投加相当于15mg/LCOD当量的外部碳源。

f、步骤e所得的第二缺氧池出水进入第二好氧池，在第二好氧池的好氧条件下停留1h，在微生物(MLSS为3.5g/L)作用下进一步进行有机物和外部残余碳源氧化、生物硝化反应，同时第二好氧池的溶解氧(DO)浓度控制在2mg/L。

g、第二好氧池出水进入二沉池进行泥水分离，分离后的下层污泥回流至预缺氧池，上层清水排放至水体或深度处理设施。出水水质指标如下：CODcr:40mg/L、BOD₅:6mg/L、TN:15mg/L、NH₃-N:2mg/L、TP:2mg/L。

实施例二：基于多点进水和多模式运行的可强化反硝化脱氮除磷方法，包括以下步骤：

a、经过预处理的污水，在某一时段进入生化池前，进水水质如下：COD:500mg/L、BOD₅:250mg/L、TN:45mg/L、NH₃-N:35mg/L、TP:6mg/L。污水进入预缺氧池，在搅拌条件下停留0.5h，然后进入厌氧池，在搅拌条件下停留1.5h。

b、各点进水水量比例如下：预缺氧池10％、厌氧池20％、第一缺氧池70％。

c、第二好氧池回流的200％内回流混合液与厌氧池出水一起进入第一缺氧池，在缺氧搅拌条件下停留6h，在微生物(MLSS为3.5g/L)作用下在第一缺氧池进行反硝化反应而脱氮；其中200％指内回流混合液流量与进水流量的比值。

d、第一好氧池、脱氧池、第二缺氧池、第二好氧池均开启曝气系统。在好氧条件下，步骤c所得的第一缺氧池混合液进入第一好氧池、脱氧池、第二缺氧池、第二好氧池，总停留时间11h，在微生物(MLSS为3.5g/L)作用下进行有机物氧化、生物硝化和好氧吸磷反应；200％的混合液在第二好氧池末端回流至第一缺氧池前端；同时，第一好氧池、脱氧池、第二缺氧池、第二好氧池的溶解氧(DO)浓度控制在2mg/L。

e、第二好氧池出水进入二沉池进行泥水分离，分离后的下层污泥回流至预缺氧池，上层清水排放至水体或深度处理设施。出水水质指标如下：COD cr:40mg/L、BOD₅:6mg/L、TN:15mg/L、NH₃-N:2mg/L、TP:2mg/L。

Claims

1.一种基于多点进水和多模式运行的可强化反硝化脱氮除磷系统，其特征是：包括预缺氧池(2)、厌氧池(3)、第一缺氧池(4)、第一好氧池(5)、脱氧池(6)、第二缺氧池(7)、第二好氧池(8)、外部碳源投加系统(11)、多点进水系统(1)和混合液内回流系统(9.1)；预缺氧池(2)与厌氧池(3)连接，厌氧池(3)与第一缺氧池(4)连接，第一缺氧池(4)与第一好氧池(5)连接，第一好氧池(5)与脱氧池(6)连接，脱氧池(6)与第二缺氧池(7)连接，第二缺氧池(7)与第二好氧池(8)连接；外部碳源投加系统(11.1)投加至第二缺氧池(7)及第一缺氧池(4)；

所述混合液内回流系统为内回流井(9)、内回流管道和内回流泵，回流路径如下：从脱氧池末端(6.1)进入内回流井(9)并通过内回流管道或渠道(9.1)回流至第一缺氧池(4)；或从第二好氧池末端(8.1)进入内回流井(9)并通过内回流管道或渠道(9.1)回流至第一缺氧池(4)。

2.如权利要求1所述的一种基于多点进水和多模式运行的可强化反硝化脱氮除磷系统，其特征是：此系统能从预缺氧池(2)、厌氧池(3)、第一缺氧池(4)、第二缺氧池(7)同时进水。

3.如权利要求1所述的一种基于多点进水和多模式运行的可强化反硝化脱氮除磷系统，其特征是：在所述预缺氧池、厌氧池、第一缺氧池内设置单独的潜水搅拌器或推流器；在第一好氧池、第二好氧池内设置单独的曝气系统；在脱气池和第二缺氧池设置搅拌和曝气双系统。

4.如权利要求1所述的一种基于多点进水和多模式运行的可强化反硝化脱氮除磷系统，其特征是：所述第一缺氧池为环沟式，第一好氧池为推流式，预缺氧池、厌氧池、脱氧池、第二缺氧池为完全混合式，第二好氧池为推流式。

5.如权利要求1所述的一种基于多点进水和多模式运行的可强化反硝化脱氮除磷系统，其特征是：所述预缺氧池、厌氧池、第一缺氧池、第一好氧池、脱氧池、第二缺氧池、第二好氧池单独设置或者合建。