一種基于精細化管理的城市污水強化脫氮除磷系統(tǒng)及其處理工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于精細化管理的城市污水強化脫氮除磷系統(tǒng)及其處理工藝，回流污泥內(nèi)源反硝化池通過出水口與厭氧池連接，厭氧池通過出水口與缺氧池連接；在好氧池內(nèi)具有過渡區(qū)、好氧區(qū)和內(nèi)回流點前置消氧區(qū)，好氧區(qū)的一端與過渡區(qū)相連，好氧區(qū)的另一端與內(nèi)回流點前置消氧區(qū)相連，缺氧池通過出水口與好氧池內(nèi)的過渡區(qū)連接，在過渡區(qū)設(shè)有第一微孔曝氣系統(tǒng)和第一潛水推進器，在好氧區(qū)設(shè)有第二微孔曝氣系統(tǒng)，在內(nèi)回流點前置消氧區(qū)設(shè)有第二潛水推進器。本發(fā)明將回流污泥內(nèi)源反硝化、內(nèi)回流點前置消氧區(qū)、過渡區(qū)設(shè)置、反硝化除磷等技術(shù)集成，用于低碳氮比城市污水強化脫氮除磷，可解決污水處理廠碳源利用率低、生物脫氮除磷效率低、運行能耗物耗高等問題。
【專利說明】一種基于精細化管理的城市污水強化脫氮除磷系統(tǒng)及其處理工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開了一種基于精細化管理的城市污水強化脫氮除磷系統(tǒng)，本發(fā)明還公開了一種使用城市污水強化脫氮除磷系統(tǒng)進行城市污水強化脫氮除磷的處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著一級A標準(GB18918-2002)的實施，我國已新建或通過提標改造建成了一大批高排放標準城鎮(zhèn)污水處理廠，取得了良好的環(huán)境效益，但由于工程設(shè)計或運行管理不當，導致高排放標準污水處理廠生物脫氮除磷效率低下和污水處理單位電耗和藥耗過高的問題。
[0003]再者，我國城市污水進水具有水質(zhì)水量波動大和碳氮比偏低的特點，也會對污水處理系統(tǒng)的脫氮除磷產(chǎn)生不利影響。據(jù)統(tǒng)計，2008年我國城鎮(zhèn)污水處理廠進水B0D5/TN均值僅為3.49，60%的城鎮(zhèn)污水處理廠進水B0D5/TN低于4。
[0004]因此，對于高排放標準城市污水處理廠，為實現(xiàn)穩(wěn)定達標和節(jié)能降耗的目標，必須采用精細化管理技術(shù)，以強化工藝脫氮除磷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的之一是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種可強化脫氮除磷、降低運行能耗物耗的基于精細化管理的城市污水強化脫氮除磷系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明的另一目的是提供一種基于精細化管理的城市污水強化脫氮除磷處理工藝。
[0007]按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述基于精細化管理的城市污水強化脫氮除磷系統(tǒng)，它包括回流污泥內(nèi)源反硝化池、厭氧池、缺氧池和好氧池；所述回流污泥內(nèi)源反硝化池的出水口與厭氧池連接，厭氧池的出水口與缺氧池連接；在好氧池內(nèi)具有過渡區(qū)、好氧區(qū)和內(nèi)回流點前置消氧區(qū)，好氧區(qū)的一端與過渡區(qū)相連，好氧區(qū)的另一端與內(nèi)回流點前置消氧區(qū)相連，缺氧池的出水口與設(shè)置在好氧池內(nèi)的過渡區(qū)相接，在好氧池內(nèi)的過渡區(qū)池底面上設(shè)有第一微孔曝氣系統(tǒng)，在好氧池內(nèi)的好氧區(qū)池底面上設(shè)有第二微孔曝氣系統(tǒng)。
[0008]所述回流污泥內(nèi)源反硝化池的有效容積為厭氧池的1-2倍。
[0009]還包括內(nèi)回流系統(tǒng)，且內(nèi)回流系統(tǒng)設(shè)置在好氧池的內(nèi)回流點前置消氧區(qū)和缺氧池之間。
[0010]所述過渡區(qū)的有效容積占好氧池總有效池容的1/9。
[0011]所述好氧區(qū)的有效容積占好氧池總有效池容的7/9。
[0012]所述內(nèi)回流點前置消氧區(qū)的有效容積占好氧池總有效池容的1/9。
[0013]在好氧池內(nèi)的過渡區(qū)設(shè)有第一潛水推進器，在好氧池內(nèi)的內(nèi)回流點前置消氧區(qū)設(shè)有第二潛水推進器。
[0014]一種基于精細化管理的城市污水強化脫氮除磷處理工藝包括以下步驟:a、來自二沉池的回流污泥進入回流污泥內(nèi)源反硝化池，在設(shè)計水力停留時間為1.5^3小時和混合液懸浮固體濃度Selg/L的條件下，由反硝化菌以回流污泥自身的內(nèi)碳源為反硝化碳源進行反硝化反應(yīng)，以去除回流污泥中的硝酸鹽氮，得到回流污泥內(nèi)源反硝化池混合液，其中回流污泥的流量為進入?yún)捬醭氐牟⒔?jīng)預(yù)處理后的城市污水的流量的50%"100% ；
b、步驟a得到的回流污泥內(nèi)源反硝化池混合液與經(jīng)預(yù)處理后的城市污水一同進入?yún)捬醭?，在設(shè)計水力停留時間為1.5小時的條件下，由聚磷菌利用進水中的快速碳源進行厭氧釋磷，得到厭氧池混合液；
C、步驟b得到的厭氧池混合液和來自內(nèi)回流點前置消氧區(qū)末端的經(jīng)過內(nèi)回流系統(tǒng)回流的內(nèi)回流混合液一同進入缺氧池，在設(shè)計水力停留時間3~4小時的條件下，由反硝化菌進行反硝化反應(yīng)而脫氮，同時由反硝化聚磷菌進行反硝化除磷；其中經(jīng)過內(nèi)回流系統(tǒng)的內(nèi)回流混合液流量為進入?yún)捬醭氐牟⒔?jīng)預(yù)處理后的城市污水的流量的1009^200% ；
d、步驟c得到的缺氧池混合液進入好氧池完成生物硝化、有機物氧化和好氧吸磷反應(yīng)；其中過渡區(qū)設(shè)計水力停留時間為I小時，低溫季節(jié)開啟第一微孔曝氣系統(tǒng)按好氧運行，進行硝化反應(yīng)，非冬季關(guān)閉第一微孔曝氣系統(tǒng)按缺氧運行，進行反硝化反應(yīng)；好氧區(qū)設(shè)計水力停留時間為7小時，好氧區(qū)內(nèi)的溶解氧濃度控制在2mg/L ;內(nèi)回流點前置消氧區(qū)設(shè)計水力停留時間為I小時，在攪拌下去除好氧區(qū)末端混合液中的溶解氧，控制內(nèi)回流混合液的溶解氧濃度在0.5mg/L以下；
e、好氧區(qū)末端的好氧區(qū)出水混合液進入二沉池進行泥水分離，所得污泥一部分作為回流污泥進入回流污泥內(nèi) 源反硝化池，一部分作為剩余污泥而排放。
[0015]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
1.以回流污泥自身所含有機物作反硝化碳源，而原水不進入回流污泥內(nèi)源反硝化池，可強化工藝系統(tǒng)脫氮，降低外加碳源投加量。
[0016]2.原水完全進入?yún)捬醭?，可強化厭氧池厭氧釋磷效果，進而強化后續(xù)缺氧池的反硝化除磷和好氧池的好氧吸磷，有利于降低工藝系統(tǒng)的曝氣能耗和化學輔助除磷藥耗。
[0017]3.在好氧池前端設(shè)置過渡區(qū)，根據(jù)季節(jié)進行運行調(diào)整，冬季按好氧運行強化硝化，夏季按缺氧運行強化反硝化，有利于強化工藝系統(tǒng)脫氮。
[0018]4.設(shè)置內(nèi)回流點前置消氧區(qū)可明顯減緩內(nèi)回流混合液溶解氧對缺氧池反硝化的不利影響，提高進水碳源利用率，達到強化工藝系統(tǒng)脫氮的目的。
[0019]5.工藝系統(tǒng)將回流污泥內(nèi)源反硝化技術(shù)、內(nèi)回流點前置消氧區(qū)技術(shù)、過渡區(qū)設(shè)置技術(shù)、反硝化除磷技術(shù)、環(huán)溝型設(shè)計技術(shù)等精細化管理技術(shù)集成，用于低碳氮比城市污水強化脫氮除磷，可解決現(xiàn)有城市污水處理廠進水碳源利用率低、生物脫氮除磷效率低、運行能耗物耗高、水質(zhì)水量波動性大等問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。[0022]一種基于精細化管理的城市污水強化脫氮除磷系統(tǒng)，包括回流污泥內(nèi)源反硝化池
1、厭氧池2、缺氧池3和好氧池4，其中好氧池4包括過渡區(qū)4.1、好氧區(qū)4.2和內(nèi)回流點前置消氧區(qū)4.3 ;回流污泥內(nèi)源反硝化池I與厭氧池2連接，厭氧池2與缺氧池3連接，缺氧池3與好氧池4連接；好氧池4中過渡區(qū)4.1與好氧區(qū)4.2相連，好氧區(qū)4.2與內(nèi)回流點前置消氧區(qū)4.3相連。
[0023]所述的基于精細化管理的城市污水強化脫氮除磷系統(tǒng)還包括內(nèi)回流系統(tǒng)5，設(shè)置在好氧池的內(nèi)回流點前置消氧區(qū)4.3和缺氧池3之間。
[0024]所述的回流污泥內(nèi)源反硝化池I設(shè)置在厭氧池2之前，其有效容積為厭氧池2的
1-2倍，并且回流污泥內(nèi)源反硝化池I只有來自二沉池的回流污泥6進入，經(jīng)預(yù)處理后的城市污水7完全進入?yún)捬醭?。
[0025]所述的過渡區(qū)4.1、好氧區(qū)4.2和內(nèi)回流點前置消氧區(qū)4.3分別設(shè)置在好氧池4的前端、中端和末端，其有效容積占好氧池總有效池容的比例分別為1/9、7/9和1/9，并且好氧池出水混合液8由好氧區(qū)4.2末端自流進入二沉池。
[0026]所述的過渡區(qū)4.1和好氧區(qū)4.2底部設(shè)置單獨的微孔曝氣系統(tǒng)，實行分區(qū)控制，并且過渡區(qū)4.1和內(nèi)回流點前置消氧區(qū)4.3均設(shè)置潛水推進器。
[0027]所述的回流污泥內(nèi)源反硝化池1、厭氧池2、缺氧池3和好氧池4的池形均為環(huán)溝型，在回流污泥內(nèi)源反硝化池1、厭氧池2、缺氧池3和好氧池4內(nèi)均設(shè)有導流墻與分隔墻。 [0028]上述回流污泥內(nèi)源反硝化池、厭氧池、缺氧池和好氧池的泥水混合循環(huán)可采用潛水推進器，推進器的數(shù)量和設(shè)置根據(jù)攪拌功率密度(2W/m3左右)和池體的具體尺寸進行確定。
[0029]下面結(jié)合對比例和具體實施例對本發(fā)明的一種基于精細化管理的城市污水強化脫氮除磷處理工藝作進一步地說明。
[0030]對比例
太湖流域某城市污水處理廠為新建工程，設(shè)計規(guī)模為10萬噸/日，設(shè)計出水執(zhí)行一級A標準(GB18918-2002 )，設(shè)計工藝為帶回流污泥反硝化的改良A2/0工藝，其中回流污泥反硝化池、厭氧池、缺氧池和好氧池的設(shè)計水力停留時間(即HRT)分別為1.5h、l.5h、4h和8.7h，但由于缺乏對工藝的精細化管理，工藝脫氮除磷效果較差，甚至無生物除磷效果。為解決該污水處理廠的運行問題，結(jié)合工程實際和中試試驗研究，提出了本發(fā)明的基于精細化管理的城市污水強化脫氮除磷處理工藝。中試試驗具體情況如下:
中試試驗裝置由不銹鋼材料制作，中試裝置設(shè)計規(guī)模為10m3/d，進水、混合液內(nèi)回流和污泥回流均由蠕動泵完成，中試裝置進水為污水處理廠曝氣沉砂池出水。中試裝置構(gòu)筑物包括回流污泥反硝化池、厭氧池、缺氧池、好氧池和二沉池，其設(shè)計水力停留時間HRT分別為1.5-3h (可調(diào))、1.5h、4h、8.7h和3h。中試試驗運行步驟如下:
實施例1
a、來自二沉池的回流污泥6進入回流污泥內(nèi)源反硝化池1，在實際水力停留時間為3小時和混合液懸浮固體濃度為9g/L的條件下，由反硝化菌以回流污泥6自身的內(nèi)碳源為反硝化碳源進行反硝化反應(yīng)，以去除回流污泥中的硝酸鹽氮，得到回流污泥內(nèi)源反硝化池混合液，其中回流污泥6的流量為進入?yún)捬醭?的經(jīng)預(yù)處理后的城市污水7的流量的50% ；
b、步驟a得到的回流污泥內(nèi)源反硝化池混合液與經(jīng)預(yù)處理后的城市污水7—同進入?yún)捬醭?，在設(shè)計水力停留時間為1.5小時的條件下，由聚磷菌利用進水中的快速碳源進行厭氧釋磷，得到厭氧池混合液；
C、步驟b得到的厭氧池混合液和來自內(nèi)回流點前置消氧區(qū)4.3末端的經(jīng)過內(nèi)回流系統(tǒng)5回流的內(nèi)回流混合液一同進入缺氧池3，在設(shè)計水力停留時間4小時的條件下，由反硝化菌進行反硝化反應(yīng)而脫氮，同時由反硝化聚磷菌進行反硝化除磷；其中經(jīng)過內(nèi)回流系統(tǒng)5回流的內(nèi)回流混合液流量為進入?yún)捬醭?的經(jīng)預(yù)處理后的城市污水7的流量的200% ；
d、步驟c得到的缺氧池混合液進入好氧池4完成生物硝化、有機物氧化和好氧吸磷反應(yīng)；其中過渡區(qū)4.1設(shè)計水力停留時間為I小時，低溫季節(jié)開啟第一微孔曝氣系統(tǒng)4.4按好氧運行，進行硝化反應(yīng)，非冬季關(guān)閉第一微孔曝氣系統(tǒng)4.4按缺氧運行，進行反硝化反應(yīng)；好氧區(qū)4.2設(shè)計水力停留時間為7小時，好氧區(qū)4.2內(nèi)的溶解氧濃度控制在2mg/L ;內(nèi)回流點前置消氧區(qū)4.3設(shè)計水力停留時間為I小時，在攪拌下去除好氧區(qū)4.2末端混合液中的溶解氧，控制內(nèi)回流混合液的溶解氧濃度在0.5mg/L以下；
e、好氧區(qū)4.2末端的出水混合液8進入二沉池進行泥水分離，所得污泥一部分作為回流污泥進入回流污泥內(nèi)源反硝化池，一部分作為剩余污泥而排放。
[0031]經(jīng)本實施例的處理工藝強化脫氮除磷效果明顯，出水氮磷可穩(wěn)定達到一級A標準，出水TN和TP濃度均值分別為10mg/L和0.3mg/L，而同期污水處理廠二級出水TN和TP濃度均值分別為14mg/L和1.5mg/L。
[0032]實施例2
a、來自二沉池的回流污泥6進入回流污泥內(nèi)源反硝化池1，在實際水力停留時間為3小時和混合液懸浮固體濃度為6g/L的條件下，由反硝化菌以回流污泥6自身的內(nèi)碳源為反硝化碳源進行反硝化反應(yīng)，以去除回流污泥中的硝酸鹽氮，得到回流污泥內(nèi)源反硝化池混合液，其中回流污泥6的流量為進入?yún)捬醭?的經(jīng)預(yù)處理后的城市污水7的流量的100% ；
b、步驟a得到的回流污泥內(nèi)源反硝化池混合液與經(jīng)預(yù)處理后的城市污水7—同進入?yún)捬醭?，在設(shè)計水力停留時間為1.5小時的條件下，由聚磷菌利用進水中的快速碳源進行厭氧釋磷，得到厭氧池混合液；
C、步驟b得到的厭氧池混合液和來自內(nèi)回流點前置消氧區(qū)4.3末端的經(jīng)過內(nèi)回流系統(tǒng)5回流的內(nèi)回流混合液一同進入缺氧池3，在設(shè)計水力停留時間4小時的條件下，由反硝化菌進行反硝化反應(yīng)而脫氮，同時由反硝化聚磷菌進行反硝化除磷；其中經(jīng)過內(nèi)回流系統(tǒng)5回流的內(nèi)回流混合液流量為進入?yún)捬醭?的經(jīng)預(yù)處理后的城市污水7的流量的200% ；
d、步驟c得到的缺氧池混合液進入好氧池4完成生物硝化、有機物氧化和好氧吸磷反應(yīng)；其中過渡區(qū)4.1設(shè)計水力停留時間為I小時，低溫季節(jié)開啟第一微孔曝氣系統(tǒng)4.4按好氧運行，進行硝化反應(yīng)，非冬季關(guān)閉第一微孔曝氣系統(tǒng)4.4按缺氧運行，進行反硝化反應(yīng)；好氧區(qū)4.2設(shè)計水力停留時間為7小時，好氧區(qū)4.2內(nèi)的溶解氧濃度控制在2mg/L ;內(nèi)回流點前置消氧區(qū)4.3設(shè)計水力停留時間為I小時，在攪拌下去除好氧區(qū)4.2末端混合液中的溶解氧，控制內(nèi)回流混合液的溶解氧濃度在0.5mg/L以下；
e、好氧區(qū)4.2末端的出水混合液8進入二沉池進行泥水分離，所得污泥一部分作為回流污泥進入回流污泥內(nèi)源反硝化池，一部分作為剩余污泥而排放。
[0033] 經(jīng)本實施例的處理工藝強化脫氮除磷效果明顯，出水氮磷可穩(wěn)定達到一級A標準，出水TN和TP濃度均值分別為8mg/L和0.3mg/L，而同期污水處理廠二級出水TN和TP濃度均值分別為 13.5mg/L和1.5mg/L。
【權(quán)利要求】
1.一種基于精細化管理的城市污水強化脫氮除磷系統(tǒng)，其特征是:它包括回流污泥內(nèi)源反硝化池(I)、厭氧池(2)、缺氧池(3)和好氧池(4);所述回流污泥內(nèi)源反硝化池(I)的出水口與厭氧池(2)連接，厭氧池(2)的出水口與缺氧池(3)連接；在好氧池(4)內(nèi)具有過渡區(qū)(4.1)、好氧區(qū)(4.2)和內(nèi)回流點前置消氧區(qū)(4.3)，好氧區(qū)(4.2)的一端與過渡區(qū)(4.1)相連，好氧區(qū)(4.2)的另一端與內(nèi)回流點前置消氧區(qū)(4.3)相連，缺氧池(3)的出水口與設(shè)置在好氧池(4)內(nèi)的過渡區(qū)(4.1)相接，在好氧池(4)內(nèi)的過渡區(qū)(4.1)池底面上設(shè)有第一微孔曝氣系統(tǒng)(4.4)，在好氧池(4)內(nèi)的好氧區(qū)(4.2)池底面上設(shè)有第二微孔曝氣系統(tǒng)(4.6)。
2.如權(quán)利要求1所述的基于精細化管理的城市污水強化脫氮除磷系統(tǒng)，其特征是:所述回流污泥內(nèi)源反硝化池(I)的有效容積為厭氧池(2)的f 2倍。
3.如權(quán)利要求1所述的基于精細化管理的城市污水強化脫氮除磷系統(tǒng)，其特征是:還包括內(nèi)回流系統(tǒng)(5)，且內(nèi)回流系統(tǒng)(5)設(shè)置在好氧池(4)的內(nèi)回流點前置消氧區(qū)(4.3)和缺氧池(3)之間。
4.如權(quán)利要求1所述的基于精細化管理的城市污水強化脫氮除磷系統(tǒng)，其特征是:所述過渡區(qū)(4.1)的有效容積占好氧池(4)總有效池容的1/9。
5.如權(quán)利要求1所述的基于精細化管理的城市污水強化脫氮除磷系統(tǒng)，其特征是:所述好氧區(qū)(4.2)的有效容積占好氧池(4)總有效池容的7/9。
6.如權(quán)利要求1所述的基于精細化管理的城市污水強化脫氮除磷系統(tǒng)，其特征是:所述內(nèi)回流點前置消氧區(qū)(4.3)的有效容積占好氧池(4)總有效池容的1/9。
7.如權(quán)利要求1所述的基于精細化管理的城市污水強化脫氮除磷系統(tǒng)，其特征是:在好氧池(4)內(nèi)的過渡區(qū) (4.1)內(nèi)設(shè)有第一潛水推進器(4.5)，在好氧池(4)內(nèi)的內(nèi)回流點前置消氧區(qū)(4.3)內(nèi)設(shè)有第二潛水推進器(4.7)。
8.一種基于精細化管理的城市污水強化脫氮除磷處理工藝，其特征是該處理工藝包括以下步驟: a、來自二沉池的回流污泥(6)進入回流污泥內(nèi)源反硝化池(1)，在設(shè)計水力停留時間為1.5^3小時和混合液懸浮固體濃度為6~9g/L的條件下，由反硝化菌以回流污泥(6)自身的內(nèi)碳源為反硝化碳源進行反硝化反應(yīng)，以去除回流污泥中的硝酸鹽氮，得到回流污泥內(nèi)源反硝化池混合液，其中回流污泥(6)的流量為進入?yún)捬醭?2)的經(jīng)預(yù)處理后的城市污水(7)的流量的50%~100% ； b、步驟a得到的回流污泥內(nèi)源反硝化池混合液與經(jīng)預(yù)處理后的城市污水(7)—同進入?yún)捬醭?2)，在設(shè)計水力停留時間為1.5小時的條件下，由聚磷菌利用進水中的快速碳源進行厭氧釋磷，得到厭氧池混合液； C、步驟b得到的厭氧池混合液和來自內(nèi)回流點前置消氧區(qū)(4.3)末端的經(jīng)過內(nèi)回流系統(tǒng)(5)回流的內(nèi)回流混合液一同進入缺氧池(3)，在設(shè)計水力停留時間3~4小時的條件下，由反硝化菌進行反硝化反應(yīng)而脫氮，同時由反硝化聚磷菌進行反硝化除磷；其中經(jīng)過內(nèi)回流系統(tǒng)(5)回流的內(nèi)回流混合液流量為進入?yún)捬醭?2)的經(jīng)預(yù)處理后的城市污水(7)的流量的100%~200% ； d、步驟c得到的缺氧池混合液進入好氧池(4)完成生物硝化、有機物氧化和好氧吸磷反應(yīng)；其中過渡區(qū)(4.1)設(shè)計水力停留時間為I小時，低溫季節(jié)開啟第一微孔曝氣系統(tǒng)(4.4)按好氧運行，進行硝化反應(yīng)，非冬季關(guān)閉第一微孔曝氣系統(tǒng)(4.4)按缺氧運行，進行反硝化反應(yīng)；好氧區(qū)(4.2)設(shè)計水力停留時間為7小時，好氧區(qū)(4.2)內(nèi)的溶解氧濃度控制在2mg/L ;內(nèi)回流點前置消氧區(qū)(4.3)設(shè)計水力停留時間為I小時，在攪拌下去除好氧區(qū)(4.2)末端混合液中的溶解氧，控制內(nèi)回流混合液的溶解氧濃度在0.5mg/L以下； e、好氧區(qū)(4.2)末端的出水混合液(8)進入二沉池進行泥水分離，所得污泥一部分作為回流污泥進入回 流污泥內(nèi)源反硝化池，一部分作為剩余污泥而排放。
【文檔編號】C02F3/30GK104030443SQ201410301063
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】楊敏, 孫永利, 鄭興燦, 范波 申請人:中國市政工程華北設(shè)計研究總院有限公司