基于反硝化除磷工艺处理城市污水的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于反硝化除磷工艺处理城市污水的系统和方法，包括：厌氧池设有进、出水口，出水口与接触池、缺氧池、混合池、好氧池和二沉池连接；缺氧池末端通过混合液回流管路和混合液回流泵回连至厌氧池前端；好氧池末端通过第一硝化液回流管路和第一硝化液回流泵回连至缺氧池前端，并通过第二硝化液回流管路和第二硝化液回流泵回连至混合池前端；二沉池的活性污泥排出口经污泥回连管路和污泥回流泵回连至接触池前端；混合池和好氧池内分别设置第一、第二曝气设备；二沉池设有活性污泥排出口和溢流排水口。该系统通过反硝化除磷技术实现同步脱氮除磷，解决脱氮过程和除磷过程中存在的矛盾和竞争，强化脱氮除磷效果，且工况调控更加灵活。

System and method of municipal wastewater treatment based on denitrifying and phosphorus removal process

【技术实现步骤摘要】
基于反硝化除磷工艺处理城市污水的系统和方法
本专利技术涉及污水处理领域，尤其涉及一种基于反硝化除磷工艺处理城市污水的系统和方法。
技术介绍
城市污水氮、磷超标排放使水体污染严重，导致富营养化问题日益严峻，因此，氮、磷的深度处理对水环境的改善十分重要。目前，生物法是城市污水最经济有效的脱氮除磷方式。传统的生物脱氮除磷工艺，如A/A/O、UCT(UniversityofCapeTown)、氧化沟等，脱氮和除磷两个过程在同一活性污泥系统中，因此存在反硝化菌和聚磷菌对原水碳源的竞争、硝化菌和除磷菌泥龄的矛盾。随着排放标准的日益严格，且污水处理厂节能降耗的运行目标，传统的脱氮除磷工艺矛盾日益显著，已不能满足运行需求。现有的反硝化除磷技术可以解决脱氮和除磷两个过程中碳源竞争和泥龄矛盾的问题，处理污水能实现“一碳两用”同步完成脱氮除磷。但目前将反硝化除磷技术直接应用于传统连续流污水处理工艺中仍存在一定的难题。以传统UCT工艺为例，厌氧池进入缺氧池的出水中含有部分有机物，这些有机物会影响反硝化聚磷菌的富集，影响反硝化除磷的效果。因此，目前仍无法实现简单的将反硝化除磷技术应用于城市污水处理厂，目前城市污水处理厂仍无法实现高效的同步完成脱氮除磷。
技术实现思路
基于现有技术所存在的问题，本专利技术的目的是提供一种基于反硝化除磷工艺处理城市污水的系统和方法，能解决传统的UCT工艺无法适应连续流工艺，不能简单的应用于城市污水处理厂，使得城市污水处理厂仍无法实现高效的同步完成脱氮除磷的问题。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：本专利技术实施方式提供一种基于反硝化除磷工艺处理城市污水的系统，包括：厌氧池、接触池、缺氧池、混合池、好氧池、二沉池、静沉池、磷沉淀池、混合液回流泵、第一硝化液回流泵、第二硝化液回流泵、污泥回流泵和第一曝气设备和第二曝气设备；其中，所述厌氧池设有进水口和出水口，所述出水口与所述接触池、缺氧池、混合池、好氧池和二沉池顺次连接；所述缺氧池末端通过混合液回流管路和混合液回流泵回连至所述厌氧池前端；所述好氧池末端通过第一硝化液回流管路和第一硝化液回流泵回连至所述缺氧池前端；所述好氧池末端通过第二硝化液回流管路和第二硝化液回流泵回连至所述混合池前端；所述二沉池的活性污泥排出口经污泥回连管路和污泥回流泵回连至所述接触池前端；所述静沉池设置在所述厌氧池内末端；所述磷沉淀池设置于所述厌氧池的外部，与所述静沉池连接；所述混合池内设有第一曝气设备；所述好氧池内设有第二曝气设备；所述二沉池设有活性污泥排出口和溢流排水口。本专利技术实施方式还提供一种基于反硝化除磷工艺处理城市污水的方法，采用本专利技术所述的基于反硝化除磷工艺处理城市污水的系统，包括以下步骤：步骤1)经预处理后的城市污水和经混合液回流管路回流的缺氧池末端的混合液共同进入厌氧池进行厌氧释磷，在所述厌氧池内经反硝化聚磷菌分解体内多聚磷酸盐和糖原，并吸收进水中的有机物以聚羟基脂肪酸酯的形式储存在细胞内，完成磷酸盐的释放；步骤2)在所述厌氧池内经厌氧释磷后的富磷混合液进入到该厌氧池末端设置的静沉池，在重力作用下进行泥水分离，将所述静沉池中上清液抽取至所述磷沉淀池，通过所述磷沉淀池中投加镁盐或钙盐并配合调控pH值形成鸟粪石或磷酸钙沉淀实现磷回收；步骤3)所述厌氧池的出水和经污泥回流管路回流的污泥共同进入接触池，在接触池中均匀混合；步骤4)所述接触池的出水和经第一硝化液回流管路回流的好氧池末端硝化液共同进入到缺氧池中，在缺氧条件下，通过反硝化除磷过程完成氮和磷的同步去除；步骤5)经所述缺氧池处理后的出水进入混合池，同时所述好氧池末端硝化液经第二硝化液回流管路也进入混合池，维持缺氧环境进行同步硝化反硝化脱氮过程降低出水TN；步骤6)所述混合池的出水进入所述好氧池，在所述好氧池中进行硝化反应，所述好氧池控制DO为1～1.5mg/L，硝化菌利用水中的氧气为电子受体，将污水中的氧化为步骤7)所述好氧池末端出水进入二沉池沉淀进行泥水分离，经沉淀分离后的上清液经经所述二沉池的溢流排水口溢流排出系统，沉淀分离所产生的污泥部分通过污泥回流管路回流至所述接触池，剩余的污泥经所述二沉池的活性污泥排出口排出系统。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，本专利技术实施例提供的基于反硝化除磷工艺处理城市污水的系统和方法，其有益效果为：通过设置顺次连接的厌氧池、接触池、缺氧池、混合池、好氧池和二沉池，并通过三条混合液回流管路和一条污泥回流管路有机连接在各反应池之间，形成一种连续流工艺的反硝化除磷工艺系统，由于在厌氧池与缺氧池之间设置接触池，通过接触池避免回流污泥中携带的和O2对于厌氧池中厌氧环境的破坏，能更好的保证厌氧池的厌氧状态；通过在缺氧池与好氧池之间设置混合池，混合池正常情况下不充氧，通过好氧池回流硝化液维持一个缺氧环境，进行同步硝化反硝化脱氮过程以降低出水TN；混合池可使工艺根据好氧池的出水效果进行工艺调控，即混合池使得系统的脱氮和调控能更稳定运行，提高了工艺的整体稳定性，进一步保证了出水的良好效果。该系统使不同功能微生物处于最佳的生长环境，能对城市污水深度脱氮除磷处理，实现同步脱氮除磷。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1为本专利技术实施例提供的基于反硝化除磷工艺处理城市污水的系统构成示意图；图2为本专利技术实施例提供的基于反硝化除磷工艺处理城市污水的系统采用推流式反应器的平面布置示意图；图3为本专利技术实施例提供的基于反硝化除磷工艺处理城市污水的系统采用圆环同轴式反应器的平面布置示意图；图4为本专利技术实施例提供的基于反硝化除磷工艺处理城市污水的系统的搅拌器的示意图；图5为本专利技术实施例提供的基于反硝化除磷工艺处理城市污水的系统的搅拌器的侧视图；图中各标记对应的部件为：1-厌氧池；2-接触池；3-缺氧池；4-混合池；5-好氧池；6-二沉池；7-混合液回流管路；8-第一硝化液回流管路；9-第二硝化液回流管路；10-污泥回流管路；11-剩余污泥；12-第一氧化还原电位在线监测仪；13-第二氧化还原电位在线监测仪；14-第一溶解氧在线监测仪；15-第二溶解氧在线监测仪；16-硝酸盐在线监测仪；17-氨氮在线监测仪；18-静沉池；19-磷沉淀池；20-搅拌器；21-曝气设备；22-第一鼓风机控制阀门；23-第二鼓风机控制阀门；24-第三鼓风机控制阀门；a-搅拌叶；b-固定支架；c-电机；d-旋转轴；e-供电设备；A1-进水口；B1-排水口。具体实施方式下面结合本专利技术的具体内容，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于反硝化除磷工艺处理城市污水的系统，其特征在于，包括：/n厌氧池(1)、接触池(2)、缺氧池(3)、混合池(4)、好氧池(5)、二沉池(6)、混合液回流泵、第一硝化液回流泵、第二硝化液回流泵、污泥回流泵和第一曝气设备和第二曝气设备；其中，/n所述厌氧池(1)设有进水口和出水口，所述出水口与所述接触池(2)、缺氧池(3)、混合池(4)、好氧池(5)和二沉池(6)顺次连接；/n所述缺氧池(3)末端通过混合液回流管路(7)和混合液回流泵回连至所述厌氧池(1)前端；/n所述好氧池(5)末端通过第一硝化液回流管路(8)和第一硝化液回流泵回连至所述缺氧池(3)前端；/n所述好氧池(5)末端通过第二硝化液回流管路(9)和第二硝化液回流泵回连至所述混合池(3)前端；/n所述二沉池(6)的活性污泥排出口经污泥回连管路和污泥回流泵回连至所述接触池(2)前端；/n所述混合池(4)内设有第一曝气设备；/n所述好氧池(5)内设有第二曝气设备；/n所述二沉池(6)设有活性污泥排出口和溢流排水口。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于反硝化除磷工艺处理城市污水的系统，其特征在于，包括：
厌氧池(1)、接触池(2)、缺氧池(3)、混合池(4)、好氧池(5)、二沉池(6)、混合液回流泵、第一硝化液回流泵、第二硝化液回流泵、污泥回流泵和第一曝气设备和第二曝气设备；其中，
所述厌氧池(1)设有进水口和出水口，所述出水口与所述接触池(2)、缺氧池(3)、混合池(4)、好氧池(5)和二沉池(6)顺次连接；
所述缺氧池(3)末端通过混合液回流管路(7)和混合液回流泵回连至所述厌氧池(1)前端；
所述好氧池(5)末端通过第一硝化液回流管路(8)和第一硝化液回流泵回连至所述缺氧池(3)前端；
所述好氧池(5)末端通过第二硝化液回流管路(9)和第二硝化液回流泵回连至所述混合池(3)前端；
所述二沉池(6)的活性污泥排出口经污泥回连管路和污泥回流泵回连至所述接触池(2)前端；
所述混合池(4)内设有第一曝气设备；
所述好氧池(5)内设有第二曝气设备；
所述二沉池(6)设有活性污泥排出口和溢流排水口。


2.根据权利要求1所述的基于反硝化除磷工艺处理城市污水的系统，其特征在于，所述厌氧池(1)、接触池(2)、缺氧池(3)、混合池(4)、好氧池(5)和静沉池(18)集成设置于一体化结构的推流式反应器或同轴圆环式反应器内，所述二沉池(6)和磷沉淀池(19)分别设置于所述推流式反应器或同轴圆环式反应器外部。


3.根据权利要求1所述的基于反硝化除磷工艺处理城市污水的系统，其特征在于，所述厌氧池(1)、接触池(2)、缺氧池(3)、混合池(4)和好氧池(5)内均设有搅拌器。


4.根据权利要求3所述的基于反硝化除磷工艺处理城市污水的系统，其特征在于，所述搅拌器包括：滑道式支架、电机和搅拌叶；其中，
所述滑道式支架上设有竖直的滑道；
所述电机设在所述滑道式支架的滑道内，能调整在所述滑道上的位置；
所述电机的旋转轴上设置搅拌叶，所述电机的电气端与供电设备电气连接。


5.根据权利要求3所述的基于反硝化除磷工艺处理城市污水的系统，其特征在于，所述混合池(4)内的第一曝气设备由设在所述混合池(4)内的第一曝气器组件经第一管路和第一鼓风机控制阀门与外部的鼓风机连接；
所述好氧池(5)内的第二曝气设备包括第二曝气器组件和第三曝气器组件，所述第二曝气器组件经第二管路和第二鼓风机控制阀门与外部的鼓风机连接，第三曝气器组件经第三管路和第三鼓风机控制阀门与外部的鼓风机连接。


6.根据权利要求1至5任一项所述的基于反硝化除磷工艺处理城市污水的系统，其特征在于，还包括：在线监测设备，包括：主控装置、两个氧化还原电位在线监测仪、两个溶解氧在线监测仪、一个硝酸盐在线监测仪和一个氨氮在线监测仪；其中，两个氧化还原电位在线监测仪中的第一还原电位在线监测仪设在所述厌氧池(1)内前端，第二还原电位在线监测仪设在所述缺氧池(3)内中部；所述硝酸盐在线监测仪设在缺氧池(3)内末端；所述两个溶解氧在线监测仪中的第一溶解氧在线监测仪设在所述混合池(4)内，第二溶解氧在线监测仪设在所述好氧池(5)内；所述氨氮在线监测仪设在所述好氧池(5)内末端；
所述主控装置，分别与所述两个氧化还原电位在线监测仪、两个溶解氧在线监测仪、一个硝酸盐在线监测仪和一个氨氮在线监测仪通信连接，并分别与混合液回流泵、第一硝化液回流泵、第二硝化液回流泵、污泥回流泵和第一曝气设备和第二曝气设备电气连接，能按以下方式对反应条件进行控制，包括：
(一)该主控装置通过所述厌氧池(1)前端设置的第一氧化还原电位在线监测仪和所述缺氧池(3)末端设置的硝酸盐在线监测仪(16)反馈的信号，调整第一混合液回流管路(7)的回流比维持所述厌氧池(1)的厌氧环境，具体为：将所述厌氧池(1)中的第一氧化还原电位在线监测仪(12)的预设值设为-450～-300mV，将所述缺氧池(3)末端的硝酸盐浓度预设值设为1～1.5mgN/L；若通过所述缺氧池(3)末端的硝酸盐在线监测仪(16)测定硝酸盐浓度值高于所述缺氧池末端的预设值，则控制混合液回流泵增大回流比；若测定硝酸盐浓度值低于所述缺氧池末端的预设值，则控制混合液回流泵减小回流比；
(二)该主控装置通过所述缺氧池(3)中部的第二氧化还原电位在线监测仪(13)和末端的硝酸盐在线监测仪(16)反馈的信号调节第一硝化液回流管路(8)的回流比，具体为：预设所述缺氧池(3)中保障缺氧环境的氧化还原电位值为-150～0mV，将所述缺氧池(3)末端的硝酸盐浓度预设值设为1～1.5mgN/L；若通过所述硝酸盐在线监测仪(16)测定所述缺氧池(3)末端的硝酸盐浓度值高于硝酸盐浓度预设值，则控制第一硝化液回流泵减少所述第一硝化液回流管路(8)的回流比若通过所述硝酸盐在线监测仪(16)所述缺氧池(3)末端的硝酸盐浓度值低于硝酸盐浓度预设值，则控制第一硝化液回流泵提高所述第一硝化液回流管路(8)的回流比；
(三)该主控装置通过所述混合池(4)中设置的第一溶解氧在线监测仪(14)、所述好氧池(5)中的第二溶解氧在线监测仪(15)和该好氧池(5)末端的氨氮在线监测仪(17)反馈的信号分别对所述混合池(4)和好氧池(5)进行精确曝气，具体为：
将所述混合池(4)中的溶解氧上限值设为0.5mg/L；
将所述好氧池(5)末端的氨氮浓度的预设值设为1.0±0.05mgN/L，所述好氧池(5)中溶解氧的值设定为1.0～1.5mg/L；
(31)若通过所述混合池(4)中的第一溶解氧在线监测仪(14)测定溶解氧达到0.5mg/L后，且通过所述好氧池(5)末端的氨氮在线监测仪(17)测定氨氮浓度值仍高于1.0±0.05mgN/L时，则控制第二硝化液回流泵减小第二硝化液回流管路(9)的回流比增加所述好氧池(5)的实际水力停留时间；
(32)若通过所述好氧池(5)末端的氨氮在线监测仪(17)测定氨氮浓度值高于氨氮浓度预设值，则增大第二鼓风机控制阀(23)和第三鼓风机控制阀(24)的开度，提升所述好氧池(5)的曝气量；若通过所述好氧池(5)末端的氨氮在线监测仪(17)测定氨氮浓度值低于氨氮...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘杰，李佳，林甲，张帆，宋新新，
申请(专利权)人：北京首创股份有限公司，首创爱华天津市政环境工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11