一种双污泥污水处理系统和方法技术方案

本发明专利技术公开一种双污泥污水处理系统和污水处理方法。该系统包括厌氧池、缺氧池Ⅰ、缺氧池Ⅱ、好氧MBR池和强化除磷池。厌氧池与缺氧池Ⅰ共用一套移动生物填料系统代替传统的污泥回流，形成反硝化除磷系统。缺氧池Ⅱ和好氧MBR池，形成硝化反硝化系统。吸取部分厌氧池富磷水到强化除磷池进行化学除磷。本发明专利技术集反硝化除磷、双污泥系统、MBR、化学除磷等技术优势于一体，利用反硝化除磷技术解决碳源竞争问题，构建双污泥系统解决泥龄矛盾和菌群竞争问题，结合MBR提升有机物、氨氮、SS的去除能力，并将化学除磷与生物除磷有效结合。本发明专利技术在不增加占地、原系统不停运的基础上，提高原系统对污染物的去除能力，适合已建污水处理厂的提标和扩容改造。

A Double Sludge Sewage Treatment System and Its Application

The invention discloses a double sludge sewage treatment system and a sewage treatment method. The system includes anaerobic tank, anoxic tank I, anoxic tank II, aerobic MBR tank and enhanced phosphorus removal tank. Anaerobic tank and anoxic tank I share a mobile biological filler system instead of traditional sludge reflux to form a denitrifying phosphorus removal system. Anoxic tank II and aerobic MBR tank formed nitrification and denitrification system. Chemical phosphorus removal was carried out from phosphorus-rich water in some anaerobic ponds to intensified phosphorus removal ponds. The invention integrates the technical advantages of denitrifying phosphorus removal, double sludge system, MBR and chemical phosphorus removal, solves the problem of carbon source competition by using denitrifying phosphorus removal technology, constructs a double sludge system to solve the contradiction of sludge age and bacterial competition, improves the removal ability of organic organisms, ammonia nitrogen and SS by combining MBR, and effectively combines chemical phosphorus removal with biological phosphorus removal. The invention improves the pollutant removal ability of the original system on the basis of not increasing land occupation and non-operation of the original system, and is suitable for the upgrading and expansion of the existing sewage treatment plant.

【技术实现步骤摘要】
一种双污泥污水处理系统和方法
本专利技术应用于污水处理
，具体涉及到一种采用反硝化除磷技术、MBR和化学除磷进行污水处理的双污泥系统及采用该系统的污水处理方法。
技术介绍
目前污水处理厂根据环保要求，其排水由二级或一级B向一级A标准提升过程中，主要面临的问题氮、磷不达标。目前常用的脱氮除磷工艺中，A2/O及其变形工艺占到了我国60%以上的市场。若要提标至准四类标准，不仅氮磷要求更严格，COD和SS也都需要进一步的降低。为达到上述更高标准，目前多采用脱氮除磷工艺+深度处理的改造路线，这就带来了工艺流程长、占地面积增加、改造量大、费用高、耗时长等问题。在城镇化快速扩张和环保要求日益严格的背景下，厂区内无地可用和改造过程中系统停运致使进水无处可排，是现有污水处理厂提标改造所面临的首要难题。现有污水处理厂提标重点需要解决氮磷问题，造成氮磷去除能力偏低的原因有：1）污泥龄存在矛盾：污泥龄是描述活性污泥系统中微生物生长周期的参数。常规A2/O等脱氮除磷工艺将聚磷菌、反硝化菌、普通异养菌和硝化菌等不同生长周期的菌群混合在同一系统中生长，系统内只能有单一泥龄，由此不可避免存在污泥龄的矛盾。即：反硝化菌群、聚磷菌群需要短泥龄，硝化菌群需要长泥龄，若泥龄太高，不利于磷的去除，泥龄太低，硝化菌又无法存活影响氮的去除。2）溶解氧需求上存在差异：聚磷菌除磷机制是厌氧释磷好氧吸磷，厌氧释磷越充分好氧段才能过量吸磷，溶解氧的存在会抑制厌氧释磷过程，进而导致生物除磷效果降低；反硝化菌在缺氧环境下，以硝态氮为电子受体、有机物为电子供体进行反硝化脱氮，若溶解氧过高，大量溶解氧会被优先作为电子受体，从而影响反硝化脱氮效率；硝化菌为自养好氧型，厌、缺氧环境受抑制，好氧环境中有大量有机物时与异养菌争夺溶解氧也处于劣势。常规A2/O等脱氮除磷工艺，在混合液回流、污泥回流过程中不可避免的会带进溶解氧进入缺氧池和厌氧池内，造成影响和抑制，限制了脱氮除磷能力。3）碳源上存在竞争：聚磷菌释磷过程和反硝化菌脱氮过程中均需消耗可降解的有机物，两者存在碳源争夺。污水先进厌氧段，聚磷菌在厌氧释磷过程消耗了进水中大部分易降解的有机物碳源，致使缺氧段反硝化碳源不足影响脱氮效果。先进缺氧段，反硝化菌脱氮会消耗大部分易降解有机物碳源，使得厌氧段聚磷菌释磷碳源不足影响除磷效果。在我国城镇污水C/N比较低的情况下，该矛盾更是突出。一般常外投碳源，但碳源超量时又会对硝化菌群产生抑制，影响硝化。4）污水处理厂常用的化学除磷宏量效果好而微量效果有限。按照美国的经验，TP出水从0.5mg/L提升到0.1mg/L，药剂投加数量要提高数倍，且多点投加工艺复杂，即便这样也不能保证出水的稳定性。5）还需解决COD、SS去除能力不足的问题，其原因有：常规活性污泥法处理系统中，有机物COD的去除主要是通过活性污泥的吸附、生物降解、沉淀途径去除的，与污泥浓度、污泥龄等参数有密切关系。考虑到池容等因素，常规处理系统污泥浓度偏低，污泥龄不会太长，并且还有部分难生物降解的有机物无法去除，致使COD处理能力有限。SS的去除主要是污泥菌胶团絮凝截留和沉淀作用，并且出水中SS有很大一部分是活性污泥絮体，这与活性污泥性状、二沉池构造有较大关系，通常在低温时SS效果较差，处理能力不稳定是限制因素。反硝化除磷理论及技术的诞生，为污水生物脱氮除磷提供了一种新的思路。反硝化除磷是利用反硝化聚磷菌在厌氧环境利用污水中的挥发性脂肪酸VFA合成内碳源PHA，而在缺氧环境下，反硝化聚磷菌可以利用硝态氮作为电子受体，以厌氧段贮存的内碳源PHA作为电子供体实现过量吸磷。该技术可实现除磷脱氮“一碳两用”，降低对进水C/N需求，可使COD耗量节省50%，氧气耗量降低30%，污泥产量减少50%。影响反硝化除磷效果的有C/N、C/P、硝化液回流量等因素，此外，“在A2/O工艺中，反硝化除磷菌同反硝化异养菌同时存在，两者在缺氧区会竞争有限的NO3--N资源，由于普通的异养反硝化菌具有竞争优势，因而，在多种群的系统中，若缺氧反应器中的硝酸盐负荷低于传统异养菌的脱氮能力，则传统异养菌将会战胜聚磷菌从而争夺到有限的硝酸盐”，因此两者同处一个系统时，异养反硝化菌也是影响因素之一。现在用于提标改造的相关专利有：专利201620750241“一种污水处理厂提标扩容改造污水处理池”、专利201710851950“适合污水厂提标改造的污水处理方法”、专利201810880928“用于污水处理厂尾水提标改造的处理系统及其处理方法”、专利201810338466.0“一种污水处理厂提标改造系统及污水处理方法”、专利201810211979“一种基于功能性悬浮载体的污水生物处理工艺升级扩容活性污泥工艺的方法”、专利201520163054“一种用于寒冷地区城镇污水厂提标改造的系统”、专利201720200210“一种用于污水厂提标改造的组合滤池”和专利201320230109“强化化学除磷、过滤一体化污水厂提标改造水处理装置”等等。上述专利仍存在以下缺陷：增设处理构筑物导致占地面积增加；原系统改造量大带来的成本高、系统停运等问题；污泥龄矛盾问题没有解决，长泥龄的硝化菌与短泥龄的聚磷菌难以兼顾，无法做到氮磷的同时高效去除；碳源竞争未解决，未能“一碳两用”做到碳源充分利用，只依靠外加碳源和除磷剂解决除磷脱氮问题，成本高、效果不稳定。还有一些适合污水厂提标改造的反硝化除磷工艺专利，如专利201210054356“双污泥反硝化除磷脱氮的A/A-O装置及方法”、专利201610563185“双颗粒污泥改良A2/O反硝化除磷的装置及方法”，为了实现双污泥系统需要增加中间沉淀池进行泥水分离，存在着增加成本和占地的弊病。又如专利201510696581.1“A2/O—MBR—生物接触氧化池双污泥高效反硝化除磷装置与方法”，虽然用MBR膜组解决了新增沉淀池问题，但仍存在好氧池污泥回流厌氧池带入溶解氧不利于厌氧释磷、反硝化菌和反硝化除磷菌仍处同一系统存在竞争关系，的问题，不利于反硝化除磷作用的真正发挥。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：提供一种双污泥污水处理系统和污水处理方法，解决低碳氮比碳源竞争、泥龄矛盾、不同微生物菌群间兼顾、溶解氧需求差异等问题，在节能低耗的条件下实现提高污水处理的脱氮除磷效果。本专利技术所采用的技术方案是：双污泥污水处理系统包括按照水流方向依次连接的厌氧池、缺氧池Ⅰ、缺氧池Ⅱ和好氧MBR池，以及通过吸水泵和回水泵与厌氧池连接的强化除磷池。所述厌氧池与缺氧池Ⅰ共用一套移动式生物填料系统；所述缺氧池Ⅱ池内充填预制快装式生物填料组Ⅱ；所述好氧MBR池的底部铺设有连接风机的曝气装置，池内设有膜生物反应器MBR、混合液回流泵和好氧泥泵，所述膜生物反应器MBR通过抽吸泵连接三通管，一支管连接缺氧池Ⅰ，一支管排放，所述混合液回流泵通过管道连接缺氧池Ⅱ，所述好氧泥泵连接排泥管；与强化除磷池连接吸水泵的进水管上装有管式混合器，该管式混合器与除磷加药设备相连，在强化除磷池的底部设有与排泥泵连接的泥斗。进一步，所述移动式生物填料系统包括运动传输装置、生物填料组Ⅰ和生物膜脱落-收集-排放装置；运动传输装置使生物填料组Ⅰ在厌氧池与缺氧池Ⅰ之间循环移动；生物填料组Ⅰ用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双污泥污水处理系统，其特征在于：包括按照水流方向依次连接的厌氧池（101）、缺氧池Ⅰ（102）、缺氧池Ⅱ（103）和好氧MBR池（104），以及通过吸水泵（12）和回水泵（15）与厌氧池（101）连接的强化除磷池（105）；所述厌氧池（101）与缺氧池Ⅰ（102）共用一套移动式生物填料系统（17）；所述缺氧池Ⅱ（103）池内充填预制快装式生物填料组Ⅱ（4）；所述好氧MBR池（104）的底部铺设有连接风机（7）的曝气装置（6），池内设有膜生物反应器MBR（8）、混合液回流泵（10）和好氧泥泵（11），所述膜生物反应器MBR（8）通过抽吸泵（9）连接三通管，一支管连接缺氧池Ⅰ（102），一支管排放，所述混合液回流泵（10）通过管道连接缺氧池Ⅱ（103），所述好氧泥泵（11）连接排泥管；所述强化除磷池（105）连接吸水泵（12）的进水管上装有管式混合器（13），所述管式混合器（13）与除磷加药设备（14）相连；在强化除磷池（105）的底部设有与排泥泵（16）连接的泥斗。

【技术特征摘要】
1.一种双污泥污水处理系统，其特征在于：包括按照水流方向依次连接的厌氧池（101）、缺氧池Ⅰ（102）、缺氧池Ⅱ（103）和好氧MBR池（104），以及通过吸水泵（12）和回水泵（15）与厌氧池（101）连接的强化除磷池（105）；所述厌氧池（101）与缺氧池Ⅰ（102）共用一套移动式生物填料系统（17）；所述缺氧池Ⅱ（103）池内充填预制快装式生物填料组Ⅱ（4）；所述好氧MBR池（104）的底部铺设有连接风机（7）的曝气装置（6），池内设有膜生物反应器MBR（8）、混合液回流泵（10）和好氧泥泵（11），所述膜生物反应器MBR（8）通过抽吸泵（9）连接三通管，一支管连接缺氧池Ⅰ（102），一支管排放，所述混合液回流泵（10）通过管道连接缺氧池Ⅱ（103），所述好氧泥泵（11）连接排泥管；所述强化除磷池（105）连接吸水泵（12）的进水管上装有管式混合器（13），所述管式混合器（13）与除磷加药设备（14）相连；在强化除磷池（105）的底部设有与排泥泵（16）连接的泥斗。2.根据权利要求1所述的一种双污泥污水处理系统，其特征在于：所述移动式生物填料系统（17）为预制快装式，包括运动传输装置（1）、生物填料组Ⅰ（2）和生物膜脱落-收集-排放装置（3）；所述运动传输装置（1）使生物填料组Ⅰ（2）在厌氧池（101）与缺氧池Ⅰ（102）之间循环移动；所述生物膜脱落-收集-排放装置（3）位于池外，能催动老化的生物膜脱落分离，然后收集并排出；所述生物填料组Ⅰ（2）循环移动时经过生物膜脱落-收集-排放装置（3）。3.根据权利要求1所述的一种双污泥污水处理系统，其特征在于：所述缺氧池Ⅱ（103）池外连接碳源计量投加装置（5）。4.采用权利要求1或3的双污泥污水处理系统的污水处理方法，包括以下步骤：1）污水首先进入厌氧池（101），与自缺氧池Ⅰ（102）传输回来的生物填料组Ⅰ（2）充分接触，生物填料组Ⅰ（2）上的反硝化除磷菌利用原水中挥发性脂肪酸VFAs，合成内碳源PHAs，并同步释磷，之后污水进入缺氧池Ⅰ（102）；2）厌氧池（101）的污水经过反硝化除磷菌厌氧释磷后为富磷水，10%-30%的富磷水被吸水泵（12）吸至强化除磷池（105）...

【专利技术属性】
技术研发人员：王超，李会平，窦连峰，段晓星，申天尧，王鹏，王凡，
申请(专利权)人：王超，
类型：发明
国别省市：河北,13