一种基于碳中和理念的污水处理系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于碳中和理念的污水处理系统及其方法，属于污水处理技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种基于碳中和理念的污水处理系统及其方法


[0001]本专利技术涉及污水处理
，更具体地说，涉及一种基于碳中和理念的污水处理系统及其方法
。

技术介绍

[0002]未来污水处理厂将是营养物
、
能源与再生水的制造工厂，随着污水处理行业进一步向着绿色高质量的方向发展，传统污水处理的弊端日益显现，主要体现在：以处理污水
、
去除污染物为目标，没有重视有机物
、
氮
、
磷等各种资源的回收；为满足污水处理厂不断提高的排放标准要求，污水处理占地面积不断增加；在污水处理过程中为了实现脱氮除磷往往需要消耗大量的碳源等药剂以及能耗，并且剩余污泥排放量较大，处置成本较高
。
如何同时实现污水高效脱氮除磷和污水中资源的有效回收，已成为碳中和背景下我国污水处理领域的热点与难点
。
[0003]在碳中和理念下，污水中几乎没有传统意义上的废物，有机物为能量的载体，转化后可用于弥补运行能耗，利用高负荷活性污泥法可达到更好的碳捕集效果，控制生物吸附池运行工况，能够有效抑制污泥的生物降解作用，充分发挥污泥的生物吸附作用，将污水中的碳源更多地转移到污泥中，实现污水中碳源的富集
。
污水中的氮
、
磷等物质，是绿色植物生长必要的营养物质，利用生态处理工艺可将氮
、
磷等资源有效回收，产生的有机质可与污水中的有机物一起进行能量转化，绿色植物又可吸收二氧化碳，释放氧气，可实现污水厂碳中和运行目的r/>。

技术实现思路

[0004]1.
专利技术要解决的技术问题
[0005]针对现有技术存在的缺陷与不足，本专利技术提供了一种基于碳中和理念的污水处理系统及其方法，本专利技术包含污水处理工艺段和有机质处理工艺段，有机质处理工艺段包括：污泥浓缩
→
污泥热水解
→
污泥消化，污泥消化产生的沼气经过净化后通过燃料电池发电，消化污泥经污泥脱水后进行好氧发酵生产有机肥，本专利技术的污水处理系统工艺流程简单可行，污水处理工艺段可实现水资源的循环利用，有机质处理工艺段可实现从生活污水中回收有机物与氮磷等资源，并产生电能与有机肥，在实现生活污水净化的同时，能够对生活污水中的有机物与氮磷等营养物质进行回收，对污水处理行业实现碳中和具有重大意义
。
[0006]2.
技术方案
[0007]为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：
[0008]本专利技术的一种基于碳中和理念的污水处理系统，包括污水处理工艺段和有机质处理工艺段，所述的污水处理工艺段包括依次串联设置的粗格栅
、
提升泵房
、
细格栅
、
沉砂池
、
生物吸附池
、
沉淀池
、
膜生物反应器
、
膜微藻反应器
、
人工湿地；
[0009]所述的有机质处理工艺段包括污泥浓缩系统
、
热水解池
、
厌氧消化池，污泥浓缩系统包括离心浓缩装置和气浮浓缩装置；
[0010]所述的离心浓缩装置的输入端与膜生物反应器连接，气浮浓缩装置的输入端与膜微藻反应器连接，气浮浓缩装置的输出端连接有热水解池；所述的热水解池
、
离心浓缩装置的输出端分别与厌氧消化池连接
。
[0011]进一步地，所述的生物吸附池内设置微曝气系统，溶解氧浓度控制在
0.2
～
0.7mg/L。
[0012]进一步地，所述的沉淀池部分污泥回流至生物吸附池前端，剩余污泥排至离心浓缩装置
。
[0013]进一步地，所述的生物吸附池产生的剩余污泥与膜生物反应器产生的剩余污泥一同排至有机质处理工艺段中的离心浓缩装置
。
[0014]进一步地，所述的生物吸附池
BOD
‑
污泥负荷为4～
6kgBOD/(kgMLSS.d)
，污泥龄为
0.3
～
0.5d
，水力停留时间
≤30min。
[0015]进一步地，所述的膜生物反应器采用内置式微滤膜组件，主要对污水中剩余有机物进行好氧降解，
BOD
‑
污泥负荷为
0.1
～
0.3kgBOD/(kgMLSS.d)
，污泥龄为
15
～
30d
，水力停留时间
≤2
～
3h
，保持池内溶解氧浓度
≥2mg/L。
[0016]进一步地，所述的膜微藻反应器采用超滤膜，反应器内放置载体，载体填充率为
20
％～
30
％，载体选取易于微藻附着的材质，剩余微藻排至污泥气浮浓缩池
。
[0017]一种基于碳中和理念的污水处理系统的方法，所述的污水处理工艺段流程如下：
[0018]生活污水流经粗格栅后，经提升泵房提升自流进入细格栅
、
沉砂池，大颗粒杂质与沙粒被分离，之后污水自流进生物吸附池，有机物经微生物迅速吸附后进入沉淀池进行泥水分离，部分污泥回流至生物吸附池前端，剩余污泥排至离心浓缩装置；
[0019]所述的沉淀池出水自流进膜生物反应器，对污水中剩余有机物进行好氧降解，膜生物反应器出水采用真空泵抽吸，出水进入膜微藻反应器，反应器内放置适量载体利于微藻附着生长，微藻对污水中的氮磷等营养物质进行回收，同时能够吸收空气中的二氧化碳，并转变成有机物，膜微藻反应器出水亦采用真空泵抽吸，出水进入人工湿地，经人工湿地植物进一步强化脱氮后出水水质能达到准Ⅳ类，可根据需求进行回用
。
[0020]进一步地，所述的有机质处理工艺段流程如下：
[0021]采用离心浓缩装置对生化剩余污泥进行浓缩，采用气浮浓缩装置对剩余微藻进行浓缩，气浮浓缩后的微藻与人工湿地产生的植物残体通过热水解池一起进行热水解，热水解处理后的有机质进入厌氧消化池，厌氧消化产生的沼气经过净化后通过燃料电池发电，消化污泥经污泥脱水后进行好氧发酵生产有机肥
。
[0022]进一步地，所述的厌氧消化池的上清液回流至污泥离心浓缩装置，离心浓缩装置对生化污泥进行浓缩，浓缩时间
15≤min
，离心浓缩装置的上清液回流至膜生物反应器进一步处理，气浮浓缩装置对剩余微藻进行浓缩，气浮浓缩装置下清液回流至人工湿地，为人工湿地强化脱氮提供碳源
。
[0023]3.
有益效果
[0024]采用本专利技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
[0025]本专利技术包含污水处理工艺段和有机质处理工艺段，有机质处理工艺段包括：污泥浓缩
→
污泥热水解
→
污泥消化，污泥消化产生的沼气经过净化后通过燃料电池发电，消化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于碳中和理念的污水处理系统，包括污水处理工艺段
(1)
和有机质处理工艺段
(2)
，其特征在于：所述的污水处理工艺段
(1)
包括依次串联设置的粗格栅
(11)、
提升泵房
(12)、
细格栅
(13)、
沉砂池
(14)、
生物吸附池
(15)、
沉淀池
(16)、
膜生物反应器
(17)、
膜微藻反应器
(18)、
人工湿地
(19)
；所述的有机质处理工艺段
(2)
包括污泥浓缩系统
、
热水解池
(21)、
厌氧消化池
(22)
，污泥浓缩系统包括离心浓缩装置
(23)
和气浮浓缩装置
(24)
；所述的离心浓缩装置
(23)
的输入端与膜生物反应器
(17)
连接，气浮浓缩装置
(24)
的输入端与膜微藻反应器
(18)
连接，气浮浓缩装置
(24)
的输出端连接有热水解池
(21)
；所述的热水解池
(21)、
离心浓缩装置
(23)
的输出端分别与厌氧消化池
(22)
连接
。2.
根据权利要求1所述的一种基于碳中和理念的污水处理系统，其特征在于：所述的生物吸附池
(15)
内设置微曝气系统，溶解氧浓度控制在
0.2
～
0.7mg/L。3.
根据权利要求2所述的一种基于碳中和理念的污水处理系统，其特征在于：所述的沉淀池
(16)
部分污泥回流至生物吸附池
(15)
前端，剩余污泥排至离心浓缩装置
(23)。4.
根据权利要求3所述的一种基于碳中和理念的污水处理系统，其特征在于：所述的生物吸附池
(15)
产生的剩余污泥与膜生物反应器
(17)
产生的剩余污泥一同排至有机质处理工艺段
(2)
中的离心浓缩装置
(23)。5.
根据权利要求4所述的一种基于碳中和理念的污水处理系统，其特征在于：所述的生物吸附池
(15)BOD
‑
污泥负荷为4～
6kgBOD/(kgMLSS.d)
，污泥龄为
0.3
～
0.5d
，水力停留时间
≤30min。6.
根据权利要求1所述的一种基于碳中和理念的污水处理系统，其特征在于：所述的膜生物反应器
(17)
采用内置式微滤膜组件，主要对污水中剩余有机物进行好氧降解，
BOD
‑
污泥负荷为
0.1
～
0.3kgBOD/(kgMLSS.d)
，污泥龄为
15
～
30d

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓辉，朱红生，
申请(专利权)人：中冶华天工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：