一种污水处理工艺及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种污水处理工艺，包括如下工序：ａ）进水工序；ｂ）反应工序；ｃ）处理水排放工序；ｄ）待机工序；ｅ）富磷水排放工序；此污水处理工艺按照上述步骤周期运行。本发明专利技术还公开了一种污水处理系统。本发明专利技术所提供的污水处理工艺与现有技术相比，通过膜分离设备可以对生物反应池内混合液进行彻底的固液分离，可以较为灵活地对污泥龄进行控制，这样可以最大限度地提高生物反应池内的污泥浓度，由此可以最大限度地提高生物脱氮效果以及聚磷菌的释磷总量及吸磷总量，使系统可以真正实现在不排除剩余活性污泥的情况下实现对磷的高效去除，不但使系统获得了更好的脱氮除磷效果，而且大幅降低了剩余活性污泥的产量，节省了污泥处理处置费用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种污水处理工艺及系统，特别适用于处理城市污水， 属于水处理

技术介绍
水体富营养化(eutr(3phication)已成为愈来愈严重的全^M"生环境 问题，这主要是由于氮、磷等营养物质在环境中的超量排放所引起。因 此，世界各国不断提高其污水排放标准。我国现行国家标准《城镇污水 处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002 )的一级标准的A标准规定氨 氮不应超过5mg/L (毫克/升)(低温时不应超过8mg/L),总氮(TN )不 应超过15mg/L,总磷(TP)不应超过O. 5mg/L。目前，部分水污染程度 严重或水环境质量要求较高的流域和地区已强制要求新建污水处理设 施严格执行该标准，现有的以去除含碳有机物为主要目标的二级污水处 理厂也应陆续进行工艺升级改造，以使出水满足此标准的要求。由于城市污水中氮、磷的浓度较低，加之污水流量巨大，单纯采用 物化方法对其进行脱氮除磷处理存在药剂用量大、化学污泥产量大、运 行成本高昂等显著缺点，因此在实际的污水处理工程中极少采用，利用 生物脱氮除磷原理的生物营养物去除(Biological Nutrient Removal, BNR)技术是目前城市污水脱氮除磷处理领域的主要技术。传统生物脱氮的原理可简述为(l)首先，污水中的有^L氮、蛋白 氮等被氨化菌转化为氨氮，而后在好氧条件下被硝化菌变成硝酸盐氮， 此阶段称为好氧硝化。(2)随后在缺氧条件下，由碳源提供能量，硝酸 盐氮被反硝化菌还原成氮气并从水中逸出，此阶段称为缺氧反硝化。硝 化和反硝化是由两类不同的^f鼓生物参与的两个相互独立的过程，由于对 环境条件的要求不同，它们一般不能同时发生，而只能在空间上或时间 上序列式进行。在生物脱氮系统中，硝化菌需要好氧环境，而且增长速 度緩慢，污泥龄(或生物固体停留时间，SRT) —般不宜低于30d (天)。反硝化菌的生长则主要在缺氧条件下进行，并且要有充足的碳源提供能量，一4殳要求原污水中B0D5 (五日生化需氧量)与TKN (总凯氏氮)的 A 乂古A 《_o工m,ic& Ak"Art r皮、:店+ "5T乂s 乂* G J^/fp J七胡)ilS Al;并4千传统生物除磷的原理可简述为(l)厌氧段兼性细菌通过发酵， 将溶解性有机物转化成低分子发酵产物，即挥发性有机酸(Volatile Fatty Acids, VFAs )， 聚磷菌(Phosphate Accumulating Organisms, PA0s)吸收这些发酵产物或来自原污水的VFAs，并将其运送到细胞内， 同化成胞内碳能源存贮物(PHB/PHV),在这一过程中能源来自于细胞内 部贮存的聚磷的水解以及细胞内糖的酵解，聚磷水解的结果导致磷酸盐 释放至细胞外部。(2)好氧段在好氧条件下，聚磷菌通过PHB/PHV的 氧化代谢获取能量用于磷的吸收，合成聚磷并在细胞内部贮存，同时合 成新的聚磷菌细胞，产生富磷污泥。氧化过程产生的能量以聚磷酸高能 键ATP形式贮存。(3)除磷通过排放好氧过程产生的富磷污泥，最 终将磷从水处理系统中去除。因此，传统生物除磷过程的实质是利用聚 磷菌厌氧释磷好氧超量吸磷来加以实现，排除剩余污泥是其除磷的唯一 途径，故污泥龄越短除磷效果越好，其理想的污泥龄为3. 5-7d，同时 好氧吸磷量受制于厌氧释磷量，而厌氧释磷量一方面需要较为严格的厌 氧环境，DO(溶解氧)应严格控制在0. 2mg/L以下，另一方面也与VFAs 的浓度密切相关，研究表明，若要使处理出水中磷含量低于1. Omg/L， 污水中的BODs与TP的比值应控制在20-30，且BODs中VFAs的含量应 较为丰富。由于新的排放标准要求城市污水处理厂须完成对碳、氮、磷的同时 高效去除，因此其选用的处理工艺应同时具备脱氮和除^l功能。如前所 述，按照传统生物脱氮和生物除磷的原理，具有同步脱氮除磷功能的生 物处理工艺须为不同类型的微生物创造出厌氧、缺氧、好氧以一定的次 序交替循环的环境，这种厌氧、缺氧、好氧以一定的次序交替循环的环 境可以从空间上去分割，也可以在时间序列上去分割。目前，用于城市 污水处理具有生物脱氮除磷效果的污水处理工艺可以按此分为两大类 按空间分割的连续流活性污泥法和按时间分割的间歇式活性污泥法(或5称序批式活性污泥法)。前者以厌氧-缺氧-好氧(即A-A-0或AV0)工 艺(工艺原理如图la所示)为代表，也包括在A2/0工艺的基础上发展 起来的各种改良型AVO工艺，如A-A2/0工艺、倒置A2/0工艺、改良 型Bardenpho工艺、UCT工艺、MUCT工艺、VIP工艺等。后者以序批式 活性污泥法(Sequencing Batch Reactor, SBR )(工艺原理如图2所示) 为代表，也包括在传统SBR工艺的基础上发^来的各种改良型SBR工 艺，如ICEAS工艺、DAT-IAT工艺、CAST工艺、CASS工艺、Unitank工 艺、MSBR工艺等。按空间分割的连续流活性污泥法为多池生物处理系统， 通过污泥回流系统和混合液回流系统的组合工作^吏活性污泥在空间上 顺次经历厌氧、缺氧、好氧或厌氧、好氧、缺氧环境，以同时发挥和强 化生物脱氮和生物除^^的作用。传统序批式活性污泥法为单池生物处理 系统，无污泥回流系统和混合液回流系统，生化反应和泥水沉淀分离在 同一个反应器中进行，污水分批次进入反应器，按照"进水一反应一沉 淀一排水排泥一闲置，，的模式序批式地进行污水处理，反应器内在时间 上顺次形成厌氧、好氧、缺氧环境。为了提高传统SBR的空间利用率并 强化其脱氮除磷能力，各种改良型SBR工艺借鉴了多池系统的做法，增 :没了污泥回流系统或混合液回流系统，一f旦同时也丧失了传统SBR工艺 的一些特点，如时间上理想推流式反应器的特性、低污泥膨胀发生机率、 理想静置沉淀等。目前污水生物脱氮除磷工艺尤其是多池生物脱氮除磷系统在实际 应用过程中经常出现脱氮和除磷效果不能同时达到最佳的现象，即脱氮 效果好时除磷效果较差，而除磷效果好时脱氮效果不佳。其原因主要是 生物脱氮和生物除磷过程在以下方面相互矛盾或者相互竟争(1)生物 脱氮除磷包括好氧硝化、缺氧反硝化、厌氧释磷和好氧吸磷等过程，完 成不同过程的微生物的种类不同，其对基质类型、环境条件的要求也不 尽相同。(2)硝化过程需要的长污泥龄和生物除磷需要的短污泥龄之间 存在不可协调的矛盾。(3)厌氧释磷和缺氧反硝化都需要一定量的碳源 有机物，尤其是VFAs,由于城市污水中VFAs的含量通常较低(几十毫 克/升)，碳源不足引发的竟争往往使聚磷菌不具有优势。(O硝酸盐对厌氧释磷过程存在负面影响，其一方面使反硝化菌和聚磷菌竟争VFAs 用于生物反硝化，另一方面当聚磷菌的聚磷量不高、进水VFAs较低时， N03_可以诱导聚磷菌缺氧吸磷，抑制厌氧释磷过程的顺利进行进而影响 生物除磷效果。大多数研究人员将现有污水生物脱氮除磷工艺改进的重点放在所 谓强化生物除磷(Enhanced Biological Phosphate Removal, EBPR ) 工艺的开发，即围绕如何充分发挥聚磷菌的优势来开展工作，如采用增 加反应器的数目、增加循环回流管路来消除污本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种污水处理工艺，包括如下工序：　ａ）进水工序：原水进入生物反应池至预定的时间或者液位；　ｂ）反应工序：生物反应池内间歇地进行曝气和搅拌；　ｃ）处理水排放工序：由膜分离设备对生物反应池内的混合液进行固液分离，得到第一透过液 ，将第一透过液作为系统最终处理出水；　ｄ）待机工序：生物反应池内停止曝气；　ｅ）富磷水排放工序：生物反应池内保持厌氧状态，由膜分离设备对生物反应池内的混合液进行固液分离，得到第二透过液，第二透过液进入与生物反应池相独立设置的磷回 收单元内部，磷回收单元使磷从水中脱除，第二透过液由富磷水变成低磷水，低磷水回流至生物反应池内；此污水处理工艺按照上述步骤周期运行。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙友峰，钱珏，
申请(专利权)人：北京汉青天朗水处理科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]