一种市政污水极限脱氮深度净化系统及其净化方法技术方案

本发明专利技术公开了一种市政污水极限脱氮深度净化系统及其净化方法，该系统由一级处理装置、物化净化装置、催化电解深度净化装置、还原消除次氯酸钠的还原池(水质复原)、膜生物反应器和污泥处理装置，所述一级处理装置，物化净化装置，催化电解深度净化装置，还原池和膜生物反应器依次连接，所述一级处理装置和物化净化装置的污泥能够进入污泥处理装置进行污泥处理，从而实现市政污水的深度净化。上述再生利用系统及其净化方法工艺简单，土地占用面积小，运行成本及施工周期短，能够将污水变为可循环使用的水资源，从源头根除氮磷污染，再者，由于没有厌氧处理工序，污水处理设施在运行过程中，不产生臭气，环保性强。

【技术实现步骤摘要】
一种市政污水极限脱氮深度净化系统及其净化方法
本专利技术涉及一种市政污水的极限脱氮深度净化系统及其方法，具体涉及一种物化净化、电解净化和MBR净化等装置于一体的市政污水净化系统及其方法，属于环保领域。
技术介绍
市政污水是人们生活和生产过程中产生的污染水体。我国市政污水的主要污染物呈现南低北高的特点，通常理化指标为COD≤700mg/L(多数在200～500mg/L，其中，南方地区COD≤500mg/L)、BOD≤350mg/L(多在100～300mg/L，南方地区BOD≤300mg/L)、SS≤400mg/L、氨氮≤50mg/L、总氮≤70mg/L、总磷≤10mg/L、pH7～9。目前，国内外的市政污水主要采用生化法，分为一级处理、二级处理和深度处理。一级处理的主要工艺包括污水收集、粗格栅过滤、细格栅过滤到曝气沉沙池和初沉池；二级处理的主要工艺有：活性污泥处理、生物膜法和膜生物反应器(MBR)工艺三大类型。应用于城市污水厂的活性污泥处理工艺主要有三个系列：(1)氧化沟系列；(2)A/A/O系列；(3)序批式反应器(SBR)系列。应用于城市污水处理厂的生物膜法工艺主要是曝气生物滤池工艺(BAF)和移动床生物膜(MBBR)工艺。膜生物反应器(MBR)是20世纪末发展起来的新型污水处理工艺。国内外应用的深度处理工艺主要为化学除磷和反硝化脱氮工艺，自1912年，克拉克专利技术污水的生化处理工艺100多年来，污水处理工艺几乎没有重大改变。但是，现有的污水生化处理工艺存在五个突出问题：1、低温运行不稳定：采用活性污泥处理工艺、生物膜法工艺和膜生物反应器(MBR)工艺建设的污水处理厂，由于冬季气温低或一些严寒地区，水温低于15℃时，硝化菌的活性受到强烈抑制，硝化效果差，出水氨氮多数大于10mg/L，有的甚至超过20mg/L。由于硝化效果不好，反硝化效果更是没有保证，出水总氮多数大于20mg/L。因此，冬季，北方的污水处理厂出水别说达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)的准Ⅳ类的水质，就是《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级A标准也不能保证。2、占地大：采用活性污泥处理工艺、生物膜法工艺和膜生物反应器(MBR)工艺建设污水处理厂对污水进行处理时，污水停留时间长达17小时以上，构筑物多、万吨污水处理厂用地面积多为10～15亩，占地大，造成大量的土地资源浪费。3、出水水质不高：采用活性污泥处理工艺、生物膜法工艺和膜生物反应器(MBR)工艺建设污水处理厂对污水进行处理时，出水水质多数为《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)或《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)的准Ⅳ类(主要是总氮只能达到10mg/L左右)，水质较差，多数不能满足水资源利用要求，同时，大量的氮排放，造成江河湖泊的水体富营养化。4、扩容无地：由于近四十年的经济高速发展，现有污水处理厂大多处理城市中心。多数污水规划建设时，对社会经济发展估计不足，没有留有足够的扩建用地，导致当前需要扩容时，没有建设用地。5、水体富营养化的主要根源：水体富营养化主要是水体中氮磷含量日积月累、不断积累，严重超标，造成这一结果的主要原因之一就是城镇污水处理厂的污水排放。目前，依据《城镇污水处理厂污染物排放标准》，采用活性污泥法建设的污水处理厂的出水氨氮多数大于1mg/L，总氮多数大于10mg/L，总磷多数大于0.4mg/L，出水大量的氮、磷随之排入水体，氮磷含量日积月累、不断积累，造成水体富营养化，导致藻类大量增殖，水华反复爆发。6、污泥脱水难度、味道臭：采用生化法处理时，污泥中含有大量的微生物菌团，微生物菌团中含有大量细胞间水，再通过高温蒸煮或理化调理后采用高压板框压滤，才能将污水脱水至含水60％以下。此外，由于污水中含有大量的有机物和厌氧菌，污泥在收集、脱水处理和转运过程中，有机物在厌氧菌的作用下会释放出难嗅的大量恶臭，影响污水处理厂的生产环境和污水处理厂四周的生活环境。7、臭味扰民：采用生化法处理时，厌氧工序和缺氧工序会产生大量带有恶臭的气体，为了根除恶臭扰民，需要投入较多资金，建设臭味收集处理装置。8、需要投加碳源：一是当进水的COD浓度较低，碳氮比不协调时，二是需要采用反硝化脱总氮时，都需要投加碳源。因此，降低城镇污水处理厂的氮、磷排放是目前市政污水处理的首要目标，也是重要难题。因此，尽管这些经典污水处理工艺应用了一百多年，但至今未见较大的改变，出水水质不能满足社会经济发展和《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)的指标要求，因此，急需一种出水水质高(能满足水资源利用要求)、污水停留时间短、用地面积小、构筑物少、运行费用较低并大幅缩短施工时间的新型污水处理工艺。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有污水处理厂处理工艺存在的占地大、出水质量差、投资大、净化时间长、冬季北方污水处理厂运行不稳定、出水中氮磷含量高，造成水体富营养化的缺陷，提供一种工艺流程短、污水处理停留时间短、运行成本低、对水质的适应性强、持续效果好、出水达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅲ类水质以上指标的市政污水极限脱氮深度净化系统及其方法。本专利技术通过设计一种市政污水极限脱氮深度净化系统及其净化方法，该系统由一级处理装置、物化净化装置、催化电解深度净化装置、还原消除次氯酸钠的还原池(水质复原)、膜生物反应器和污泥处理装置，所述一级处理装置，物化净化装置，催化电解深度净化装置，还原池和膜生物反应器依次连接，所述一级处理装置和物化净化装置的污泥能够进入污泥处理装置进行污泥处理，从而实现市政污水的深度净化。经过本专利技术的市政污水极限脱氮深度净化系统及其净化方法处理后，水体净化各步骤去除主要污水物效果预测如表1。表1.1水体净化各步骤去除主要污水物效果预测说明：1、物化净化随COD、BOD5浓度的升高，去除率增大，对于COD高于500mg/L(化学需氧量)、BOD5高于250mg/L的市政污水其去除率高达90％以上，对于COD介于200～500mg/L，BOD5介于150～250mg/L的市政污水的COD、BOD5去除率介于75～90％，对于COD低于200mg/L(化学需氧量)、BOD5高于100mg/L的市政污水的COD、BOD5去除率介于65～80％；物化净化对氨氮的去除效果差，对总氮的去除率为5～30％，对总磷的去除高达98％；2、催化电解对市政污水中的氨氮的去除率高达97～99％，对总氮的去除率高达95～96％。经过上述方法处理，各工序的停留时间如表2。表1.2工序的停留时间单位：min一级处理混凝沉淀电解净化还原MBR消毒合计5～1015～2020～6020～30150～21025～30235～360<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种市政污水极限脱氮深度净化系统，其特征在于，包括一级处理装置、物化净化装置、催化电解深度净化装置、还原池和膜生物反应器，其中，/n所述一级处理装置包括依次连接的粗格栅、细格栅、沉砂池和提升泵，所述沉砂池为曝气沉砂池或旋流沉砂池，其中，所述粗格栅的输入口与污染水体的进水管道联通，所述提升泵的进水口与所述沉砂池连通，所述提升泵的出水口与所述物化净化装置联通；/n所述物化净化装置是气浮净化装置或混凝沉淀净化装置的一种，所述气浮净化装置包括依次连接的pH调节池、混凝池、助凝池、气浮池和中间水池，所述pH调节池的进水口与所述提升泵的出水口相连，所述气浮池的上部还设有浮渣出口，所述气浮池的下部设有清水出口，所述清水出口与所述中间水池的进水口连接，所述浮渣出口则与污泥泵联接；或所述混凝沉淀净化装置包括依次连接的pH调节池、混凝池、助凝池、沉淀池和中间水池，其中所述沉淀池的顶部设有上清液出口，所述上清液出口与所述中间水池的进水口连接，所述沉淀池的底部设有污泥出口，所述污泥出口与污泥泵联接；/n所述催化电解深度净化装置包括电解机、脱气池、电解质投加装置和电极清洗装置，所述电解机的进水口与所述中间水池的出水口相连，所述脱气池的出水口与还原池的进水管相连，还原池的出水口与排水管联通并与所述气浮池或沉淀池的进水口之间还设有循环水泵，所述电解质投加装置安装于所述提升泵和所述电解机之间的管路上且所述电解质投加装置采用管道混合器与污水混合，所述电极清洗装置由酸洗溶液贮罐和酸洗溶液输送泵构成，所述酸洗溶液采用2％～3％盐酸溶液或者4％～5％的柠檬酸溶液；/n所述还原池包括进水管、安装在进水管上的管道混合器、布水器、还原剂溶液贮罐和还原剂溶液计量输送泵，所述还原池套在所述脱气池内，所述进水管与所述脱气池的出水口联接，所述进水管由上至下与布设在所述还原池池底的布水器联接，所述还原剂溶液贮罐通过所述还原剂溶液计量输送泵与所述进水管联通，所述还原剂溶液贮罐安装在所述管道混合器之前，所述管道还与中间水池的出口连接；/n所述膜生物反应器由生物反应池体、曝气管、膜组件、曝气风机、反洗水管、出水口、污泥出口和消毒池构成，所述膜生物反应器的进水口与所述还原池的出水口联通，所述膜生物反应器的出水口与所述消毒池的进水口联通。/n...

【技术特征摘要】
1.一种市政污水极限脱氮深度净化系统，其特征在于，包括一级处理装置、物化净化装置、催化电解深度净化装置、还原池和膜生物反应器，其中，
所述一级处理装置包括依次连接的粗格栅、细格栅、沉砂池和提升泵，所述沉砂池为曝气沉砂池或旋流沉砂池，其中，所述粗格栅的输入口与污染水体的进水管道联通，所述提升泵的进水口与所述沉砂池连通，所述提升泵的出水口与所述物化净化装置联通；
所述物化净化装置是气浮净化装置或混凝沉淀净化装置的一种，所述气浮净化装置包括依次连接的pH调节池、混凝池、助凝池、气浮池和中间水池，所述pH调节池的进水口与所述提升泵的出水口相连，所述气浮池的上部还设有浮渣出口，所述气浮池的下部设有清水出口，所述清水出口与所述中间水池的进水口连接，所述浮渣出口则与污泥泵联接；或所述混凝沉淀净化装置包括依次连接的pH调节池、混凝池、助凝池、沉淀池和中间水池，其中所述沉淀池的顶部设有上清液出口，所述上清液出口与所述中间水池的进水口连接，所述沉淀池的底部设有污泥出口，所述污泥出口与污泥泵联接；
所述催化电解深度净化装置包括电解机、脱气池、电解质投加装置和电极清洗装置，所述电解机的进水口与所述中间水池的出水口相连，所述脱气池的出水口与还原池的进水管相连，还原池的出水口与排水管联通并与所述气浮池或沉淀池的进水口之间还设有循环水泵，所述电解质投加装置安装于所述提升泵和所述电解机之间的管路上且所述电解质投加装置采用管道混合器与污水混合，所述电极清洗装置由酸洗溶液贮罐和酸洗溶液输送泵构成，所述酸洗溶液采用2％～3％盐酸溶液或者4％～5％的柠檬酸溶液；
所述还原池包括进水管、安装在进水管上的管道混合器、布水器、还原剂溶液贮罐和还原剂溶液计量输送泵，所述还原池套在所述脱气池内，所述进水管与所述脱气池的出水口联接，所述进水管由上至下与布设在所述还原池池底的布水器联接，所述还原剂溶液贮罐通过所述还原剂溶液计量输送泵与所述进水管联通，所述还原剂溶液贮罐安装在所述管道混合器之前，所述管道还与中间水池的出口连接；
所述膜生物反应器由生物反应池体、曝气管、膜组件、曝气风机、反洗水管、出水口、污泥出口和消毒池构成，所述膜生物反应器的进水口与所述还原池的出水口联通，所述膜生物反应器的出水口与所述消毒池的进水口联通。


2.根据权利要求1所述的一种市政污水极限脱氮深度净化系统，其特征在于，还包括污泥处理装置，所述污泥处理装置包括污泥泵、污泥浓缩池、理化调节池、脱水机和污泥池；所述污泥泵的进口与所述物化净化装置的污泥出口或浮渣出口连接；所述污泥泵的出口与所述污泥浓缩池的进口联接，所述污泥浓缩池的上部设有上清液出水口，所述污泥浓缩池的底部设有浓缩污泥出口；所述上清液出水口与所述物化净化装置的进水口联接，所述浓缩污泥出口与所述理化调节池的进口联接，所述理化调节池的出口与所述脱水机联接，所述脱水机的出水口与物化净化装置的进水口联接，所述脱水机的出泥口与所述污泥池联接。


3.根据权利要求2所述的一种市政污水极限脱氮深度净化系统，其特征在于，所述脱气池和所述还原池的底部设有排污口，所述排污口与所述所述物化净化装置进水口连接。


4.根据权利要求1所述的一种市政污水极限脱氮深度净化系统，其特征在于，所述混凝沉淀净化装置是高效沉淀装置、磁混凝装置或超磁混凝沉淀装置的一种。


5.根据权利要求1所述的一种市政污水极限脱氮深度净化系统，其特征在于，所述混凝池还包括混凝剂加药装置和搅拌机，混凝剂加药装置中贮藏有质量比为1～20％硫酸铁、三氯化铁溶液或聚合氯化铝溶液；所述助凝池还包括助凝剂加药装置和搅拌机，所述助凝剂加药装置中贮藏有质量比为1～2‰的PAM溶液。


6.根据权利要求1所述的一种市政污水极限脱氮深度净化系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗依依，
申请(专利权)人：罗依依，
类型：发明
国别省市：福建;35