一种低碳型污水脱氮除磷系统及工艺技术方案

本发明专利技术属于污水处理技术领域，具体尤其涉及一种低碳型污水脱氮除磷系统及工艺。本发明专利技术的低碳型污水脱氮除磷系统包括初沉发酵池、主流改良A2O脱氮除磷单元和旁路厌氧氨氧化单元组成。本发明专利技术在A2O系统缺氧池内设置了反硝化除磷功能区，在好氧池内设置了消氧区，结合初沉发酵池，强化了A2O工艺碳源的高效利用，在此基础上通过设置旁路厌氧氨氧化池、碳源分离沉淀池和污泥双回流系统，解决了厌氧氨氧化技术与A2O工艺难以耦合的技术难点，实现了主流改良A2O脱氮除磷单元和旁路厌氧氨氧化单元的稳定、高效运行。工艺系统出水水质好，出水满足一级A排放标准，整体无外加碳源，曝气能耗低，实现了高效、低碳的脱氮除磷。低碳的脱氮除磷。低碳的脱氮除磷。

【技术实现步骤摘要】
一种低碳型污水脱氮除磷系统及工艺


[0001]本专利技术属于污水处理
，具体尤其涉及一种低碳型污水脱氮除磷系统及工艺。

技术介绍

[0002]目前，生活污水处理普遍采用的传统A2O工艺对污水中的碳氮比（C/N）和碳磷比（C/P）等有一定要求，当进水有机物浓度较低时，通常需要额外投加外碳源，另外去除有机物和硝化过程需要较高的曝气能耗。针对碳源不足的问题，优化现有A2O工艺，实现其对碳源的高效利用是一条有效的途径。另外，采用低碳、高效、可持续的新工艺也正成为一种较为热门的解决方案。而厌氧氨氧化等新型自养脱氮除磷工艺的诞生，为设计处理工艺提供了新的理论和思路。
[0003]厌氧氨氧化反应是在厌氧条件下，以NH
4+
为电子供体、NO2‑
为电子受体，以CO2或HCO3‑
为碳源，通过厌氧氨氧化菌的作用，将氨氮氧化为氮气的过程。与传统脱氮除磷工艺相比，厌氧氨氧化工艺不用投加有机碳源，曝气能耗也可节省约60%，且污泥产量小。
[0004]目前，利用厌氧氨氧化技术处理高氨氮废水已经相对成熟，但是处理生活污水仍有较大的难度。主要原因是，进水氮浓度较低，NOB（亚硝酸盐氧化菌）的抑制条件不存在。另外，出水氨氮浓度较低时，AOB（氨氧化菌）的生长速率比NOB低，为保证系统的稳定运行，厌氧氨氧化的出水氨氮通常要保持在5mg/L以上，因此后续还应做进一步处理，才能获得较好的出水水质。
[0005]整体而言，利用厌氧氨氧化技术处理生活污水由于仍存在瓶颈问题尚未解决，而且单独采用厌氧氨氧化工艺无法完成磷的去除，所以在应用层面上，与传统A2O工艺相比难以形成显著的竞争优势。随着耦合工艺的快速发展，在强化传统A2O工艺碳源高效利用的基础上，将厌氧氨氧化技术与传统A2O工艺相结合，发挥二者的优势，克服自身缺陷，已成为实现厌氧氨氧化在生活污水处理领域中应用的主要方向之一。
[0006]在工艺耦合过程中，由于厌氧氨氧化和A2O工艺所需进水碳氮比不同，如何满足各自的进水水质是一个需要关注的难点。另外，A2O工艺存在的污泥回流，进一步稀释了进水氮浓度，对厌氧氨氧化工艺的稳定运行更为不利，如何避免两种工艺系统的相互影响，实现各自功能微生物的有效持留和生长，也是需要考虑的重要问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是在于克服现有技术中存在的不足，提供一种低碳型污水脱氮除磷系统及工艺。本专利技术在主流改良A2O脱氮除磷单元的缺氧池内设置了反硝化除磷区，在好氧池内设置了消氧区，结合初沉发酵池，强化了A2O工艺碳源的高效利用，在此基础上通过设置旁路厌氧氨氧化池、碳源分离沉淀池和污泥双回流系统，解决了厌氧氨氧化技术与A2O工艺难以耦合的技术难点，实现了主流改良A2O脱氮除磷单元和旁路厌氧氨氧化单元的稳定、高效运行。工艺系统出水水质好，整体无外加碳源，曝气能耗低，实现了高效、低碳的脱氮除
磷。
[0008]为实现以上技术目的，本专利技术实施例采用的技术方案是：第一方面，本专利技术实施例提供了一种低碳型污水脱氮除磷系统，包括初沉发酵池、主流改良A2O脱氮除磷单元和旁路厌氧氨氧化单元；所述主流改良A2O脱氮除磷单元包括预缺氧池、厌氧池、缺氧池、好氧池和二沉池；所述初沉发酵池的出水口同时与所述预缺氧池及厌氧池的进口端连接，所述预缺氧池的出口端与所述厌氧池的进口端连接，所述厌氧池的出口端与所述缺氧池的进口端连接，所述缺氧池的出口端与所述好氧池连接，所述好氧池的出口端同时与所述二沉池的进口端及内回流泵的进口端连接，所述内回流泵的出口端与所述缺氧池的进口端连接，所述二沉池的底部排泥口同时与第一污泥回流泵及第二污泥回流泵的进口端连接，所述第一污泥回流泵的出口端与所述缺氧池进口端连接，所述第二污泥回流泵的出口端与所述预缺氧池的进口端连接；所述旁路厌氧氨氧化单元包括碳源分离沉淀池和厌氧氨氧化池，所述碳源分离沉淀池的进口端与进水泵的出口端连接，所述碳源分离沉淀池的出口端与所述厌氧氨氧化池的进口端连接，所述厌氧氨氧化池的出口端与所述缺氧池进口端连接，所述碳源分离沉淀池底部排泥口与所述缺氧池进口端连接，所述进水泵的进口端与所述厌氧池的出口端连接。
[0009]进一步地，所述缺氧池包括反硝化除磷区和反硝化区，所述反硝化除磷区的进口端同时与所述厌氧池的出口端、所述碳源分离沉淀池的底部排泥口、所述厌氧氨氧化池的出口端、所述内回流泵的出口端及所述第一污泥回流泵的出口端连接，所述反硝化除磷区的出口端与所述反硝化区的进口端连接，所述反硝化区的出口端与所述好氧池的进口端连接。
[0010]进一步地，所述好氧池包括好氧区和消氧区，所述好氧区的进口端与所述反硝化区的出口端连接，所述好氧区的出口端同时与所述消氧区及所述二沉池的进口端连接，所述消氧区的出口端与所述内回流泵的进口端连接。
[0011]第二方面，本专利技术实施例提供了一种低碳型污水脱氮除磷工艺，包括以下步骤：步骤S1、经预处理的生活污水进入初沉发酵池进行初步沉淀并发酵，为后续脱氮除磷提供碳源；步骤S2、所述初沉发酵池的部分出水与二沉池部分回流污泥一起进入预缺氧池进行反硝化；步骤S3、所述初沉发酵池的另一部分出水与所述预缺氧池的出水一起进入厌氧池，进行生物释磷；步骤S4、所述厌氧池的部分出水进入碳源分离沉淀池进行泥水分离；步骤S5、碳源分离沉淀池的上清液进入厌氧氨氧化池完成自养脱氮；步骤S6、碳源分离沉淀池底部排出的污泥、进入内回流泵的内回流混合液、进入第一污泥回流泵的回流污泥、厌氧氨氧化池的出水和厌氧池的另一部分出水同时进入缺氧池的反硝化除磷区进行反硝化吸磷；步骤S7、所述反硝化除磷区出水依次进入缺氧池的反硝化区、好氧池的好氧区完成反硝化脱氮、好氧吸磷和硝化；
步骤S8、所述好氧区的部分出水进入好氧池的消氧区，所述消氧区出水经内回流泵进入所述反硝化除磷区；步骤S9、好氧区的另一部分出水进入二沉池完成泥水分离后，清液由所述二沉池的出口端排出；步骤S10、所述二沉池的底部排泥一部分经第一污泥回流泵进入所述反硝化除磷区，另一部分经第二污泥回流泵进入预缺氧池。
[0012]进一步地，所述初沉发酵池中的固体停留时间为1~5 d，水力停留时间为0.5~1.0 h；表面负荷为2.0~2.5 m3/(m2·
h)，控制泥位为有效水深的60%~80%，搅拌功率不超过0.5 W/m3。
[0013]进一步地，所述碳源分离沉淀池中的水力停留时间为1~2h。
[0014]进一步地，所述消氧区的水力停留时间为0.5~1.0 h，内设搅拌器或推进器，末端DO控制在0.5 mg/L以下。
[0015]进一步地，所述厌氧氨氧化池为一体式厌氧氨氧化系统，在同一池中完成亚硝化和厌氧氨氧化过程。
[0016]进一步地，所述厌氧氨氧化池中的水力停留时间为2~6 h，采用活性污泥工艺时，固体停留时间为4~6 d，DO为0.5 mg/L以下，采用纯膜MBBR（移动床生物膜反应器）工艺时，填料填充比为30%~50%，DO为0.5~2.5 mg/L。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低碳型污水脱氮除磷系统，其特征在于，包括初沉发酵池（1）、主流改良A2O脱氮除磷单元和旁路厌氧氨氧化单元；所述主流改良A2O脱氮除磷单元包括预缺氧池（2）、厌氧池（3）、缺氧池（4）、好氧池（5）和二沉池（6）；所述初沉发酵池（1）的出水口同时与所述预缺氧池（2）及厌氧池（3）的进口端连接，所述预缺氧池（2）的出口端与所述厌氧池（3）的进口端连接，所述厌氧池（3）的出口端与所述缺氧池（4）的进口端连接，所述缺氧池（4）的出口端与所述好氧池（5）连接，所述好氧池（5）的出口端同时与所述二沉池（6）的进口端及内回流泵（10）的进口端连接，所述内回流泵（10）的出口端与所述缺氧池（4）的进口端连接，所述二沉池（6）的底部排泥口同时与第一污泥回流泵（11）及第二污泥回流泵（12）的进口端连接，所述第一污泥回流泵（11）的出口端与所述缺氧池（4）进口端连接，所述第二污泥回流泵（12）的出口端与所述预缺氧池（2）的进口端连接；所述旁路厌氧氨氧化单元包括碳源分离沉淀池（7）和厌氧氨氧化池（8），所述碳源分离沉淀池（7）的进口端与进水泵（9）的出口端连接，所述碳源分离沉淀池（7）的出口端与所述厌氧氨氧化池（8）的进口端连接，所述厌氧氨氧化池（8）的出口端与所述缺氧池（4）进口端连接，所述碳源分离沉淀池（7）底部排泥口与所述缺氧池（4）进口端连接，所述进水泵（9）的进口端与所述厌氧池（3）的出口端连接。2.根据权利要求1所述的低碳型污水脱氮除磷系统，其特征在于，所述缺氧池（4）包括反硝化除磷区（4a）和反硝化区（4b），所述反硝化除磷区（4a）的进口端同时与所述厌氧池（3）的出口端、所述碳源分离沉淀池（7）的底部排泥口、所述厌氧氨氧化池（8）的出口端、所述内回流泵（10）的出口端及所述第一污泥回流泵（11）的出口端连接，所述反硝化除磷区（4a）的出口端与所述反硝化区（4b）的进口端连接，所述反硝化区（4b）的出口端与所述好氧池（5）的进口端连接。3.根据权利要求2所述的低碳型污水脱氮除磷系统，其特征在于，所述好氧池（5）包括好氧区（5a）和消氧区（5b），所述好氧区（5a）的进口端与所述反硝化区（4b）的出口端连接，所述好氧区（5a）的出口端同时与所述消氧区（5b）及所述二沉池（6）的进口端连接，所述消氧区（5b）的出口端与所述内回流泵（10）的进口端连接。4.一种低碳型污水脱氮除磷工艺，其特征在于，在权利要求1
‑
3任一所述的脱氮除磷系统中进行，包括以下步骤：步骤S1、经预处理的生活污水进入初沉发酵池（1）进行初步沉淀...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑兴灿，夏琼琼，尚巍，李鹏峰，
申请(专利权)人：中国市政工程华北设计研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：