申請日2013.09.24

　　公開(公告)日2014.01.15

　　IPC分類號C02F9/14

　　摘要

　　本發(fā)明提供了一種能夠提高活性污泥濃度的污水處理系統(tǒng)及其工藝，涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域。針對現(xiàn)有的污水處理工藝固液分離效率低，污泥濃縮效果差，生化反應(yīng)池內(nèi)的微生物難以維持較高的濃度，導(dǎo)致處理能力低;而處理系統(tǒng)中重力沉淀池表面負(fù)荷低、占地面積大的問題。系統(tǒng)：脫氮除磷反應(yīng)單元包括依次連通的厭氧區(qū)、缺氧區(qū)和好氧區(qū)，好氧區(qū)與缺氧區(qū)的輸入端通過管路連通，與脫氮除磷反應(yīng)單元串聯(lián)的固液分離單元，它包括依次連通的溶氣深池和氣浮池，好氧區(qū)的輸出端與溶氣深池的輸入端連通。工藝：一、厭氧釋磷反應(yīng);二、反硝化反應(yīng);三、碳氧化、好氧吸磷和硝化反應(yīng);四、深池溶氣;五、固液分離。本發(fā)明尤其適用于連續(xù)流污水處理廠的新建工程中。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種能夠提高活性污泥濃度的污水處理系統(tǒng)，它包括脫氮除磷反應(yīng)單元，所述脫氮除磷反應(yīng)單元包括依次連通的厭氧區(qū)、缺氧區(qū)和好氧區(qū)，所述好氧區(qū)與所述缺氧區(qū)的輸入端通過管路連通，其特征在于：還包括與所述脫氮除磷反應(yīng)單元連通的固液分離單元，所述固液分離單元包括依次連通的溶氣深池和氣浮池，所述好氧區(qū)的輸出端與所述溶氣深池的輸入端連通。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述溶氣深池的深度為30m～100m。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的污水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述溶氣深池深度為40m～50m。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述氣浮池通過管路與所述厭氧區(qū)的輸入端連通。

　　5.一種采用權(quán)利要求1至4任一項權(quán)利要求所述的污水處理系統(tǒng)的污水處理工藝，其步驟如下：

　　一、厭氧釋磷反應(yīng)：在所述厭氧區(qū)，待處理污水與所述氣浮池回流到所述厭氧區(qū)的活性污泥混合發(fā)生厭氧釋磷反應(yīng);

　　二、反硝化反應(yīng)：在所述缺氧區(qū)，經(jīng)所述步驟一后的所述厭氧區(qū)的出水，與所述好氧區(qū)回流到所述缺氧區(qū)的硝化液進(jìn)行反硝化反應(yīng);

　　三、碳氧化、好氧吸磷和硝化反應(yīng)：在所述好氧區(qū)，經(jīng)所述步驟二后的所述缺氧區(qū)的出水，進(jìn)入所述好氧區(qū)進(jìn)行碳氧化、好氧吸磷和硝化過程，所述好氧區(qū)的出水一部分回流至所述缺氧區(qū)，另一部分進(jìn)入所述溶氣深池;

　　四、深池溶氣：所述步驟三中的好氧區(qū)出水在所述溶氣深池中完成溶氣過程;

　　五、固液分離：經(jīng)所述步驟四的出水進(jìn)入所述氣浮池進(jìn)行固液分離，所述氣浮池表面形成的濃縮的活性污泥回流至所述厭氧區(qū)，其余則作為剩余污泥排出系統(tǒng)。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的污水處理工藝，其特征在于：所述步驟四中，所述好氧區(qū)的出水是進(jìn)入深度為30m～100m的所述溶氣深池進(jìn)行加壓溶氣。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的污水處理工藝，其特征在于：所述溶氣深池的深度為40m～50m。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的污水處理工藝，其特征在于：所述步驟五中，所述活性污泥回流比為30%～100%。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的污水處理工藝，其特征在于：所述回流比為45%～55%。

　　說明書

　　一種能夠提高活性污泥濃度的污水處理系統(tǒng)及其工藝

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種能夠提高活性污泥濃度的污水處理系統(tǒng)及其工藝。

　　背景技術(shù)

　　當(dāng)前，我國正處于工業(yè)化、城鎮(zhèn)化快速發(fā)展時期，城市地價持續(xù)攀升，建設(shè)用地十分緊缺。節(jié)約用地既是要素制約所迫，也是長遠(yuǎn)生存之計，只有在經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步增長的同時，走出一條建設(shè)占地少、土地利用效率高的污水處理廠建設(shè)用地新路子，才能持續(xù)推動城市化發(fā)展，實現(xiàn)建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的目標(biāo)。

　　開發(fā)時間短、占地面積小的高效脫氮除磷的污水處理系統(tǒng)及其工藝一直是污水處理領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。長期的污水處理廠設(shè)計運(yùn)行經(jīng)驗表明：污水處理工藝的效能與活性污泥的濃度息息相關(guān)，而活性污泥的濃度又受泥水分離效果的限制。

　　專利號200410091587.8，授權(quán)公告號CN 1309665C，名稱為脫氮除磷工藝-NPR工藝的中國發(fā)明專利，請參見附圖1(圖中BAF為生物濾池)，其處理工藝分為兩個主體生物段，第一主體生物段設(shè)置有厭氧池、缺氧池和氧保持池共三部分。在厭氧池中，回流的污泥充分釋放磷，部分有機(jī)物進(jìn)行降解;在缺氧池進(jìn)行反硝化脫氮，同時去除大部分有機(jī)物;氧保持池保持溶解氧的濃度，氧保持池的出水經(jīng)二沉池沉淀處理后，進(jìn)入第二主體生物段，第二主體生物段的生物濾池中安裝有生物濾料，完成對污水中有機(jī)物的降解、氨氮的硝化和磷的去除;處理后的出水一部分排放，另一部分回流到缺氧池中進(jìn)行反硝化。二沉池產(chǎn)生的污泥一部分回流到厭氧池，磷通過排泥被除去，另一部分含有磷的剩余污泥排出系統(tǒng)之外進(jìn)行脫水處理。

　　上述技術(shù)方案的處理工藝中，采用傳統(tǒng)重力沉淀池(即二沉池)進(jìn)行泥水分離，固液分離效率低，污泥濃縮效果差，回流到厭氧池的活性污泥濃度只能維持在2000mg/L～3000mg/L，使得生化反應(yīng)池(即第一主體生物段)內(nèi)的微生物難以維持較高的濃度，導(dǎo)致污水處理廠處理能力始終處于較低水平，造成設(shè)施和設(shè)備的浪費(fèi);該處理系統(tǒng)中，重力沉淀池表面負(fù)荷低、占地面積大。為解決上述問題，目前，主要采用膜分離技術(shù)替代傳統(tǒng)的重力沉淀，以提高固液分離效率，膜分離技術(shù)是利用膜的選擇性分離功能實現(xiàn)料液的不同組分的分離、純化、濃縮，具有出水水質(zhì)好、出水可直接回用、設(shè)備占地面積小、便于自控、活性污泥濃度高和剩余活性污泥產(chǎn)量低等優(yōu)點(diǎn)，膜分離技術(shù)可顯著提高污水處理廠的處理能力。但其存在建設(shè)運(yùn)行費(fèi)用高、維護(hù)要求高等問題，推廣難度較大。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　針對現(xiàn)有的污水處理工藝中采用重力沉淀，固液分離效率低，污泥濃縮效果差，使得生化反應(yīng)池內(nèi)的微生物難以維持較高的濃度，導(dǎo)致處理能力低下;而污水處理系統(tǒng)中重力沉淀池表面負(fù)荷低、占地面積大的問題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠提高活性污泥濃度的污水處理系統(tǒng)及其工藝，其建設(shè)用地省、運(yùn)行能耗低、固液分離效果好、出水水質(zhì)穩(wěn)定優(yōu)質(zhì)，可用于連續(xù)流污水處理廠的新建工程。

　　本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：污水處理系統(tǒng)包括脫氮除磷反應(yīng)單元，所述脫氮除磷反應(yīng)單元包括依次連通的厭氧區(qū)、缺氧區(qū)和好氧區(qū)，所述好氧區(qū)與所述缺氧區(qū)的輸入端通過管路連通，還包括與所述脫氮除磷反應(yīng)單元連通的固液分離單元，所述固液分離單元包括依次連通的溶氣深池和氣浮池，所述好氧區(qū)的輸出端與所述溶氣深池的輸入端連通。

　　進(jìn)一步地，所述溶氣深池的深度為30m～100m。

　　更進(jìn)一步地，所述溶氣深池深度為40m～50m。

　　所述氣浮池通過管路與所述厭氧區(qū)的輸入端連通。

　　另外，本發(fā)明還提供了一種能夠提高活性污泥濃度的污水處理工藝，其步驟如下：

　　一、厭氧釋磷反應(yīng)：在所述厭氧區(qū)，待處理污水與所述氣浮池回流到所述厭氧區(qū)的活性污泥混合發(fā)生厭氧釋磷反應(yīng);

　　二、反硝化反應(yīng)：在所述缺氧區(qū)，經(jīng)所述步驟一后的所述厭氧區(qū)的出水，與所述好氧區(qū)回流到所述缺氧區(qū)的硝化液進(jìn)行反硝化反應(yīng);

　　三、碳氧化、好氧吸磷和硝化反應(yīng)：在所述好氧區(qū)，經(jīng)所述步驟二后的所述缺氧區(qū)的出水，進(jìn)入所述好氧區(qū)進(jìn)行碳氧化、好氧吸磷和硝化過程，所述好氧區(qū)的出水一部分回流至所述缺氧區(qū)，另一部分進(jìn)入所述溶氣深池;

　　四、深池溶氣：所述步驟三中的好氧區(qū)出水在所述溶氣深池中完成溶氣過程;

　　五、固液分離：經(jīng)所述步驟四的出水進(jìn)入所述氣浮池進(jìn)行固液分離，所述氣浮池表面形成的濃縮的活性污泥回流至所述厭氧區(qū)，其余則作為剩余污泥排出系統(tǒng)。

　　進(jìn)一步地，所述步驟四中，所述好氧區(qū)的出水是進(jìn)入深度為30m～100m的所述溶氣深池進(jìn)行加壓溶氣。

　　更進(jìn)一步地，所述溶氣深池的深度為40m～50m。

　　所述步驟五中，所述活性污泥回流比為30%～100%。

　　優(yōu)選地，所述回流比為45%～55%。

　　本發(fā)明的效果在于：本發(fā)明的污水處理系統(tǒng)，通過設(shè)置串聯(lián)的溶氣深池和氣浮池實現(xiàn)高效的固液分離，替代了傳統(tǒng)的重力沉淀池。本發(fā)明的污水處理系統(tǒng)在脫氮除磷反應(yīng)單元與氣浮池之間設(shè)置了溶氣深池，溶氣深池利用水柱靜壓增加泥水混合物中的空氣溶解量，上述泥水混合物再進(jìn)入氣浮池進(jìn)行固液分離得到濃縮的活性污泥。采用溶氣深池的污水處理系統(tǒng)與常規(guī)處理系統(tǒng)相比，工程占地減少30%以上，可節(jié)約大量的征地費(fèi)用，節(jié)約工程投資20%～30%。

　　本發(fā)明的污水處理工藝，將經(jīng)過脫氮除磷處理工藝的泥水混合物在溶氣深池中進(jìn)行加壓溶氣，以提高泥水混合物中的氣體含量，再進(jìn)入氣浮池進(jìn)行固液分離，相比單獨(dú)采用氣浮池進(jìn)行固液分離的處理方法，泥水混合物中空氣溶解度增大，確保了氣浮效果，水力停留時間短，降低了能耗。在氣浮池中可形成濃度為20000mg/L～40000mg/L的濃縮的活性污泥;本處理工藝中濃縮的活性污泥回流比控制在30%～100%，使得進(jìn)入脫氮除磷反應(yīng)單元中的活性污泥濃度可達(dá)到5000mg/L以上，極大地提高了活性污泥的濃度，能夠充分發(fā)揮污水處理系統(tǒng)的處理潛力，顯著提升污染物的去除效率。