一种快速短流程污水深度脱氮除磷系统及工艺技术方案

本发明专利技术涉及一种快速短流程污水深度脱氮除磷系统及系统，包括依次连接的物理处理单元、生物处理单元和氨氮吸附单元，所述的物理处理单元包括依次连接的格栅(1)、沉砂池(2)、初沉池(4)；所述的生物处理单元包括好氧池(5)、鼓风曝气系统(17)、加药除磷系统(6)、二沉池(7)、污泥回流系统和污泥排放系统，所述的鼓风曝气系统(17)和加药除磷系统(6)分别连接好氧池(5)，好氧池(5)出口连接二沉池(7)，二沉池(7)通过污泥回流系统返回好氧池(5)；所述的氨氮吸附单元包括吸附柱(9)和与其连接的再生系统和时间控制系统。与现有技术相比，本发明专利技术具有占地面积小、投资成本低、出水效果好等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种快速短流程污水深度脱氮除磷系统及工艺
本专利技术属于环境保护
，涉及一种通过物化、生化方法耦合的快速、短流程污水深度脱氮除磷系统及工艺。
技术介绍
目前，除部分流域控制外，国内现有城镇污水处理厂普遍执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的二级和一级B排放标准。为进一步改善地表水体水质，污水处理厂纷纷升级为一级A排放标准，环保部也印发了关于修订《城镇污水处理厂污染物排放标准》(征求意见稿)，对城镇污水处理厂出水水质有了更高的要求。此外，全国多个省市，如北京、天津、四川等，均提高了城镇污水处理厂排放标准，新标准均接近《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)IV类水标准，对出水COD、氨氮、总氮及总磷等均提出了更严格的标准。在该背景下，为了实现水质稳定达标，污水处理厂普遍对常规二级生物处理进行升级改造，以达到更低的悬浮物、COD和氮磷排放要求。目前，污水处理厂升级改造的主要对策包括延长水力停留时间(HRT)、投加填料增加生物量、新增(同步或后置)化学除磷设施、增设滤布滤池或混凝沉淀池、后置外加碳源反硝化滤池等。为了提升至一级A排放标准，现有污水处理厂通常需要将生物处理单元HRT由AAO工艺的10-12h提升至18-24h，并在生物池出水后端增加混凝沉淀池同步去除悬浮物和总磷，混凝沉淀出水后再增加反硝化滤池，通过外加碳源削减出水硝酸盐，进而达到控制出水总氮的目的。该升级改造流程可有效控制出水SS、总磷和硝酸盐，但也存在以下问题：(1)过长的HRT造成占地面积大幅度增加，如果用地首先则需要减少处理水量，并在周边新建污水处理厂，升级改造的污水处理构筑物和管网建设投资大幅度增加；(2)反硝化滤池对控制硝酸盐占比高的出水总氮有效，但对于冬季低温或者毒性物质冲击造成的出水氨氮超标和氨氮占比高的出水总氮无能为力；(3)运行过程中需要投加大量混凝剂和碳源，运行费用高，且反硝化滤池一旦控制不利，出水COD极易超标。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种快速短流程污水深度脱氮除磷系统及工艺。本专利技术将通过物化、生化技术的耦合提出一种快速、短流程的污水深度脱氮除磷工艺技术，可在短HRT、低运行成本的条件下实现出水水质满足GB18918-2002一级A标准甚至地表水IV类标准的要求。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种快速短流程污水深度脱氮除磷系统，其特征在于，包括依次连接的物理处理单元、生物处理单元和氨氮吸附单元，进一步地，所述的物理处理单元包括依次连接的格栅(1)、沉砂池(2)、初沉池(4)；进一步地，所述的生物处理单元包括好氧池(5)、鼓风曝气系统(17)、加药除磷系统(6)、二沉池(7)、污泥回流系统和污泥排放系统，所述的鼓风曝气系统(17)和加药除磷系统(6)分别连接好氧池(5)，好氧池(5)出口连接二沉池(7)，二沉池(7)通过污泥回流系统返回好氧池(5)，所述的污泥排放系统连接二沉池(7)；进一步地，所述的氨氮吸附单元包括吸附柱(9)和与其连接的再生系统和时间控制系统。进一步地，所述的鼓风曝气系统(17)包括鼓风机和曝气管，由鼓风机将空气经曝气管送至好氧池(5)。进一步地，所述的加药除磷系统(6)包括加药箱、计量泵和加药管，由计量泵将加药箱中的除磷药剂经加药管送至好氧池(5)末端。进一步地，所述的二沉池(7)包括二沉池进水管、出水堰和刮泥机(12)，所述的二沉池进水管连接好氧池(5)，所述的出水堰连接吸附柱(9)，所述的刮泥机(12)插入二沉池(7)内。进一步地，所述的污泥回流系统包括回流泵(13)和回流管，由回流泵(13)将二沉池(7)底部污泥经回流管送至好氧池(5)。进一步地，所述的污泥排放系统(14)包括排泥泵和排泥管，由排泥泵将二沉池(7)底部部分污泥经排泥管排出。进一步地，所述的吸附柱(9)包括进水口、出水口和溢流口(15)，并填充氨氮吸附材料，且多根吸附柱平行设置，单根吸附柱穿透后转入再生阶段，进水切换至另一根吸附柱继续运行。进一步地，所述的再生系统由再生液箱(10)和再生泵(11)构成，再生液箱(10)通过再生泵(11)连接吸附柱(9)；进一步地，所述的时间控制系统对吸附、再生阶段进行时间控制。应用所述系统快速短流程污水深度脱氮除磷的工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)污水经格栅(1)截留较粗大漂浮物和悬浮物后进入沉砂池(2)，经沉砂池(2)去除污水中相对密度较大的无机颗粒后，出水进入初沉池(4)以去除大部分悬浮固体；(2)初沉池(4)出水进入好氧池(5)中，利用鼓风曝气系统(17)向活性污泥充氧，并同步投加化学除磷药剂，好氧池(5)中的好氧微生物利用溶解氧将污水中的有机物降解为二氧化碳和水，而化学药剂在除磷的同时可抑制硝化作用，保留进水带来的和微生物水解有机氮产生的氨氮；反应后的污泥混合液进入二沉池(7)，在重力作用下实现固液分离，二沉池(7)底部部分污泥经回流泵(13)回流至好氧池，部分污泥则经污泥排放系统排出；(3)二沉池出水则泵入氨氮吸附柱(9)，利用吸附柱(9)中的氨氮吸附材料去除污水中的氨氮，待吸附柱(9)出水氨氮接近排放标准要求时转入再生阶段；吸附柱(9)再生时，再生液箱(10)中的药剂泵入吸附柱(9)对吸附材料进行解吸再生，并将解吸的氨氮转化为氮气，该阶段完成后，吸附柱(9)重新进水，再生液回流至再生液箱(10)。进一步地，所述的初沉池(4)HRT可以为0.1～10h。HRT根据所处理污水中悬浮物含量和沉降特性进行调整，对典型城镇污水而言，HRT为0.1～3.0h即可获得良好的处理效果。进一步地，所述的好氧池(5)中溶解氧为0.8～8mg/L，其HRT可以为0.5～10h。HRT根据所处理污水中有机物含量调整，对典型城镇污水而言，HRT为0.5～3h即可获得良好的处理效果。进一步地，所述的污泥回流系统的污泥回流比为10％～500％，并根据实际情况进行调节；进一步地，所述的加药除磷系统(6)投加的化学除磷药剂选择钙盐除磷剂、微生物絮凝剂除磷剂、铁盐除磷剂或铝盐除磷剂，投加量为5～1500mg/gSS；进一步地，所述的二沉池(7)HRT可以为0.5～10h。HRT根据污泥浓度和沉降特性进行调整，对典型城镇污水而言，HRT为0.5～3h；即可获得良好的处理效果。进一步地，所述的氨氮吸附材料的粒径为1～10mm，再生液选择为盐与氧化剂复配；进一步地，所述的氨氮吸附材料选择为活性炭、分子筛、陶粒、沸石或离子交换树脂；进一步地，所述的再生液中的盐选择为镁盐、钾盐、钙盐、钠盐、铁盐、铝盐或锌盐，其浓度为1～85g/L。进一步地，所述的再生液中的氧化剂选择为双氧水、高氯酸盐、高锰酸盐、重铬酸盐、过氧化钠、次氯酸盐、臭氧或硝酸。现有深度脱氮除磷技术HRT一般>15h、工艺流程冗长、投资运行成本高、难以控制出水氨氮等缺陷，通过物化、生化技术的耦合提供一种全新的快速、短流程的污水深度脱氮除磷工艺技术。本专利技术工艺可在总HRT低于6h(含初沉池和二沉池)、运行成本低于现有工艺的前提下，实现出水水质满足GB18918-2002一级A甚至地表水IV类标准，具有占地面积小、投资成本低、出水效果好的特点。与现有技术相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速短流程污水深度脱氮除磷系统，其特征在于，包括依次连接的物理处理单元、生物处理单元和氨氮吸附单元，所述的物理处理单元包括依次连接的格栅(1)、沉砂池(2)、初沉池(4)；所述的生物处理单元包括好氧池(5)、鼓风曝气系统(17)、加药除磷系统(6)、二沉池(7)、污泥回流系统和污泥排放系统，所述的鼓风曝气系统(17)和加药除磷系统(6)分别连接好氧池(5)，好氧池(5)出口连接二沉池(7)，二沉池(7)通过污泥回流系统返回好氧池(5)，所述的污泥排放系统连接二沉池(7)；所述的氨氮吸附单元包括吸附柱(9)和与其连接的再生系统和时间控制系统。

【技术特征摘要】
1.一种快速短流程污水深度脱氮除磷系统，其特征在于，包括依次连接的物理处理单元、生物处理单元和氨氮吸附单元，所述的物理处理单元包括依次连接的格栅(1)、沉砂池(2)、初沉池(4)；所述的生物处理单元包括好氧池(5)、鼓风曝气系统(17)、加药除磷系统(6)、二沉池(7)、污泥回流系统和污泥排放系统，所述的鼓风曝气系统(17)和加药除磷系统(6)分别连接好氧池(5)，好氧池(5)出口连接二沉池(7)，二沉池(7)通过污泥回流系统返回好氧池(5)，所述的污泥排放系统连接二沉池(7)；所述的氨氮吸附单元包括吸附柱(9)和与其连接的再生系统和时间控制系统。2.根据权利要求1所述的一种快速短流程污水深度脱氮除磷系统，其特征在于，所述的鼓风曝气系统(17)包括鼓风机和曝气管，由鼓风机将空气经曝气管送至好氧池(5)。3.根据权利要求1所述的一种快速短流程污水深度脱氮除磷系统，其特征在于，所述的加药除磷系统(6)包括加药箱、计量泵和加药管，由计量泵将加药箱中的除磷药剂经加药管送至好氧池(5)末端。4.根据权利要求1所述的一种快速短流程污水深度脱氮除磷系统，其特征在于，所述的二沉池(7)包括二沉池进水管、出水堰和刮泥机(12)，所述的二沉池进水管连接好氧池(5)，所述的出水堰连接吸附柱(9)，所述的刮泥机(12)插入二沉池(7)内。5.根据权利要求1所述的一种快速短流程污水深度脱氮除磷系统，其特征在于，所述的污泥回流系统包括回流泵(13)和回流管，由回流泵(13)将二沉池(7)底部污泥经回流管送至好氧池(5)。6.根据权利要求1所述的一种快速短流程污水深度脱氮除磷系统，其特征在于，所述的污泥排放系统(14)包括排泥泵和排泥管，由排泥泵将二沉池(7)底部部分污泥经排泥管排出。7.根据权利要求1所述的一种快速短流程污水深度脱氮除磷系统，其特征在于，所述的吸附柱(9)包括进水口、出水口和溢流口(15)，并填充氨氮吸附材料，且多根吸附柱平行设置，单根吸附柱穿透后转入再生阶段，进水切换至另一根吸附柱继续运行。8.根据权利要求1所述的一种快速短流程污水深度脱氮除磷系统，其特征在于，所述的再生系统由再生液箱(10)和再生泵(11)构成，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周振，羌佳鑫，安莹，黄景，叶小芳，庞红建，陈柳宇，郑月，孙瑜峰，
申请(专利权)人：上海电力学院，
类型：发明
国别省市：上海,31