公布日：2022.08.30

申請日：2022.07.27

分類號：C02F3/30(2006.01)I;C01B25/36(2006.01)I;C01B25/37(2006.01)I

摘要

本發(fā)明涉及一種耦合側(cè)流磷回收的城市污水脫氮除磷系統(tǒng)及工藝。本發(fā)明的耦合側(cè)流磷回收的城市污水脫氮除磷系統(tǒng)包括主流改良A2O脫氮除磷單元和側(cè)流磷回收單元；所述主流改良A2O脫氮除磷單元完成反硝化脫氮、厭氧釋磷、反硝化除磷和好氧吸磷，側(cè)流磷回收單元內(nèi)投加鋁鹽或鐵鹽除磷藥劑，生成磷酸鹽沉淀產(chǎn)品并進行回收。本發(fā)明耦合側(cè)流磷回收的城市污水脫氮除磷工藝克服了協(xié)同除磷和后置除磷的弊端，并且通過釋磷污泥反硝化除磷提高了生物系統(tǒng)的碳源利用效率，節(jié)省了碳源投加量；利用釋磷后富磷濁液的SS形成凝聚核心進行快速沉淀，節(jié)約了除磷藥劑用量；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、布局合理，實現(xiàn)了高效、經(jīng)濟的脫氮除磷和磷資源的有效回收。

權(quán)利要求書

1.一種耦合側(cè)流磷回收的城市污水脫氮除磷系統(tǒng)，其特征在于，包括主流改良A2O脫氮除磷單元和側(cè)流磷回收單元（6）；所述主流改良A2O脫氮除磷單元包括預(yù)缺氧池（1）、厭氧池（2）、缺氧池（3）、好氧池（4）和二沉池（5），所述預(yù)缺氧池（1）和厭氧池（2）的進口端同時連接城市污水預(yù)處理系統(tǒng)的出水口，所述預(yù)缺氧池（1）的出口端與所述厭氧池（2）的進口端連接，所述厭氧池（2）的出口端與所述缺氧池（3）的進口端連接，所述缺氧池（3）的出口端與所述好氧池（4）的進口端連接，所述好氧池（4）的出口端與所述二沉池（5）的進口端以及內(nèi)回流泵（7）的進口端連接，所述二沉池（5）的出泥口與污泥回流泵（8）的進口端連接，所述污泥回流泵（8）的出口端與所述預(yù)缺氧池（1）的進口端連接，所述內(nèi)回流泵（7）的出口端與所述缺氧池（3）的進口端連接；所述側(cè)流磷回收單元（6）包括反應(yīng)區(qū)（6a）和沉淀區(qū)（6b），所述反應(yīng)區(qū)（6a）的進口端與磷回收進水泵（9）的出口端連接，所述反應(yīng)區(qū)（6a）的出口端與所述沉淀區(qū)（6b）的進口端連接，所述沉淀區(qū)（6b）的出口端與所述缺氧池（3）的進口端連接，所述磷回收進水泵（9）的進口端與所述厭氧池（2）的出口端連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耦合側(cè)流磷回收的城市污水脫氮除磷系統(tǒng)，其特征在于，所述厭氧池（2）設(shè)有厭氧池釋磷區(qū)（2a）和厭氧池沉淀區(qū)（2b），所述厭氧池釋磷區(qū)（2a）的進口端與所述預(yù)缺氧池（1）的出口端及城市污水預(yù)處理系統(tǒng)的出水口連接，所述厭氧池釋磷區(qū)（2a）的出口端與所述厭氧池沉淀區(qū)（2b）的進口端及所述磷回收進水泵（9）的進口端連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耦合側(cè)流磷回收的城市污水脫氮除磷系統(tǒng)，其特征在于，所述缺氧池（3）設(shè)有反硝化除磷區(qū)（3a）和反硝化區(qū)（3b），所述反硝化除磷區(qū)（3a）的進口端與所述厭氧池沉淀區(qū)（2b）的出口端及所述內(nèi)回流泵（7）的出口端連接，所述反硝化除磷區(qū)（3a）的出口端與所述反硝化區(qū)（3b）的進口端連接，所述反硝化區(qū)（3b）的出口端與所述好氧池（4）的進口端連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的耦合側(cè)流磷回收的城市污水脫氮除磷系統(tǒng)，其特征在于，所述沉淀區(qū)（6b）的出口端與所述缺氧池（3）的反硝化區(qū)（3b）的進口端連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耦合側(cè)流磷回收的城市污水脫氮除磷系統(tǒng)，其特征在于，所述厭氧池釋磷區(qū)（2a）的中部設(shè)置擋流板（10）和可調(diào)節(jié)閘板（11），所述厭氧池釋磷區(qū)（2a）的底部設(shè)置擋泥板（12），所述厭氧池沉淀區(qū)（2b）底部設(shè)置第一攪拌器（13）。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耦合側(cè)流磷回收的城市污水脫氮除磷系統(tǒng)，其特征在于，所述反應(yīng)區(qū)（6a）設(shè)置第二攪拌器（14），所述沉淀區(qū)（6b）設(shè)置沉淀斜板（15）。

7.一種耦合側(cè)流磷回收的城市污水脫氮除磷工藝，其特征在于，在權(quán)利要求1-6任一項所述的脫氮除磷系統(tǒng)中進行，包括以下步驟：步驟S1、預(yù)處理后的部分城市污水和二沉池（5）中的回流污泥進入預(yù)缺氧池（1），通過反硝化作用去除回流污泥中的硝酸鹽；另一部分城市污水與所述預(yù)缺氧池（1）的出水一起進入?yún)捬醭蒯屃讌^(qū)（2a），進行生物釋磷；步驟S2、所述厭氧池釋磷區(qū)（2a）的出水進入?yún)捬醭爻恋韰^(qū)（2b）進行泥水分離，所述厭氧池沉淀區(qū)（2b）的污泥與內(nèi)回流混合液一起進入缺氧池（3）的反硝化除磷區(qū)（3a）進行反硝化吸磷；步驟S3、所述厭氧池釋磷區(qū)（2a）中的富磷濁液進入側(cè)流磷回收單元（6）的反應(yīng)區(qū)（6a），所述反應(yīng)區(qū)（6a）的出水經(jīng)過沉淀區(qū)（6b）進行沉淀，得到的清液和反硝化除磷區(qū)（3a）的出水一起進入缺氧池（3）的反硝化區(qū)（3b）；步驟S4、所述反硝化區(qū)（3b）出水進入好氧池（4）完成硝化和好氧吸磷；步驟S5、好氧池（4）部分出水經(jīng)內(nèi)回流泵（7）進入所述反硝化除磷區(qū)（3a），形成內(nèi)回流，另一部分出水進入二沉池（5）完成泥水分離后，清液由所述二沉池（5）的出水口排出；步驟S6、泥水分離后所述二沉池（5）中的污泥自出泥口排出，經(jīng)污泥回流泵（8）進入預(yù)缺氧池（1），形成外回流。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的耦合側(cè)流磷回收的城市污水脫氮除磷工藝，其特征在于，在所述厭氧池釋磷區(qū)（2a）投加碳源，并調(diào)節(jié)所述厭氧池釋磷區(qū)（2a）中部的可調(diào)節(jié)閘板（11）的開啟度，確保所述厭氧池釋磷區(qū)（2a）中富磷濁液SS為100-300mg/L。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的耦合側(cè)流磷回收的城市污水脫氮除磷工藝，其特征在于，調(diào)節(jié)所述厭氧池沉淀區(qū)（2b）中第一攪拌器（13）的旋轉(zhuǎn)方向，使得所述厭氧池沉淀區(qū)（2b）內(nèi)部水流的流動方向與所述厭氧池釋磷區(qū)（2a）底部出泥方向保持一致。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的耦合側(cè)流磷回收的城市污水脫氮除磷工藝，其特征在于，在所述側(cè)流磷回收單元（6）的反應(yīng)區(qū)（6a）內(nèi)投加鋁鹽或者鐵鹽，并調(diào)節(jié)污水的pH值至6.5-7.0，同步測定上清液中PO43-含量，通過加藥量控制，保證所述反應(yīng)區(qū)（6a）的出水中PO43-濃度為1-2mg/L。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種耦合側(cè)流磷回收的城市污水脫氮除磷系統(tǒng)及工藝。本發(fā)明的城市污水處理系統(tǒng)具有較高脫氮除磷效能、并可以實現(xiàn)磷的回收，工藝克服了協(xié)同除磷和后置除磷的弊端，并且通過釋磷污泥反硝化除磷提高生物系統(tǒng)的碳源利用效率，節(jié)省了碳源投加量；利用釋磷后富磷濁液的SS形成凝聚核心進行快速沉淀，節(jié)約了除磷藥劑用量；工藝系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、布局合理，實現(xiàn)了高效、經(jīng)濟的脫氮除磷和磷資源的有效回收，回收的磷酸鹽產(chǎn)品主要成分為磷酸鋁或磷酸鐵，磷回收率為30%-65%。

為實現(xiàn)以上技術(shù)目的，本發(fā)明實施例采用的技術(shù)方案是：第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種耦合側(cè)流磷回收的城市污水脫氮除磷系統(tǒng)，包括主流改良A2O脫氮除磷單元和側(cè)流磷回收單元；所述主流改良A2O脫氮除磷單元包括預(yù)缺氧池、厭氧池、缺氧池、好氧池和二沉池，所述預(yù)缺氧池和厭氧池的進口端同時連接城市污水預(yù)處理系統(tǒng)的出水口，所述預(yù)缺氧池的出口端與所述厭氧池的進口端連接，所述厭氧池的出口端與所述缺氧池的進口端連接，所述缺氧池的出口端與所述好氧池的進口端連接，所述好氧池的出口端與所述二沉池的進口端以及內(nèi)回流泵的進口端連接，所述二沉池的出泥口與污泥回流泵的進口端連接，所述污泥回流泵的出口端與所述預(yù)缺氧池的進口端連接，所述內(nèi)回流泵的出口端與所述缺氧池的進口端連接；所述側(cè)流磷回收單元包括反應(yīng)區(qū)和沉淀區(qū)，所述反應(yīng)區(qū)的進口端與磷回收進水泵的出口端連接，所述反應(yīng)區(qū)的出口端與所述沉淀區(qū)的進口端連接，所述沉淀區(qū)的出口端與所述缺氧池的進口端連接，所述磷回收進水泵的進口端與所述厭氧池的出口端連接。

進一步地，所述厭氧池設(shè)有厭氧池釋磷區(qū)和厭氧池沉淀區(qū)，所述厭氧池釋磷區(qū)的進口端與所述預(yù)缺氧池的出口端及城市污水預(yù)處理系統(tǒng)的出水口連接，所述厭氧池釋磷區(qū)的出口端與所述厭氧池沉淀區(qū)的進口端及所述磷回收進水泵的進口端連接。

進一步地，所述缺氧池設(shè)有反硝化除磷區(qū)和反硝化區(qū)，所述反硝化除磷區(qū)的進口端與所述厭氧池沉淀區(qū)的出口端及所述內(nèi)回流泵的出口端連接，所述反硝化除磷區(qū)的出口端與所述反硝化區(qū)的進口端連接，所述反硝化區(qū)的出口端與所述好氧池的進口端連接。

進一步地，所述沉淀區(qū)的出口端與所述缺氧池的反硝化區(qū)的進口端連接。

進一步地，所述厭氧池釋磷區(qū)的中部設(shè)置擋流板和可調(diào)節(jié)閘板，所述厭氧池釋磷區(qū)的底部設(shè)置擋泥板，所述厭氧池沉淀區(qū)底部設(shè)置第一攪拌器。

進一步地，所述反應(yīng)區(qū)設(shè)置第二攪拌器，所述沉淀區(qū)設(shè)置沉淀斜板。

第二方面，本發(fā)明實施例提供了一種耦合側(cè)流磷回收的城市污水脫氮除磷工藝，在上述的脫氮除磷系統(tǒng)中進行，包括以下步驟：步驟S1、預(yù)處理后的部分城市污水和二沉池中的回流污泥進入預(yù)缺氧池，通過反硝化作用去除回流污泥中的硝酸鹽；另一部分城市污水與預(yù)缺氧池的出水一起進入?yún)捬醭蒯屃讌^(qū)，進行生物釋磷；步驟S2、所述厭氧池釋磷區(qū)的出水進入?yún)捬醭爻恋韰^(qū)進行泥水分離，所述厭氧池沉淀區(qū)的污泥與內(nèi)回流混合液一起進入缺氧池的反硝化除磷區(qū)進行反硝化吸磷；步驟S3、所述厭氧池釋磷區(qū)中的富磷濁液進入側(cè)流磷回收單元的反應(yīng)區(qū)，所述反應(yīng)區(qū)的出水經(jīng)過沉淀區(qū)進行沉淀，得到的清液和反硝化除磷區(qū)的出水一起進入缺氧池的反硝化區(qū)；步驟S4、所述反硝化區(qū)出水進入好氧池完成硝化和好氧吸磷；步驟S5、好氧池部分出水經(jīng)內(nèi)回流泵進入所述反硝化除磷區(qū)，形成內(nèi)回流，另一部分出水進入二沉池完成泥水分離后，清液由所述二沉池的出水口排出；步驟S6、泥水分離后所述二沉池中的污泥自出泥口排出，經(jīng)污泥回流泵進入預(yù)缺氧池，形成外回流。

進一步地，在所述厭氧池釋磷區(qū)投加碳源，并調(diào)節(jié)所述厭氧池釋磷區(qū)中部的可調(diào)節(jié)閘板的開啟度，確保所述厭氧池釋磷區(qū)中富磷濁液SS為100-300mg/L。

進一步地，調(diào)節(jié)所述厭氧池沉淀區(qū)中第一攪拌器的旋轉(zhuǎn)方向，使得所述厭氧池沉淀區(qū)內(nèi)部水流的流動方向與所述厭氧池釋磷區(qū)底部出泥方向保持一致。

進一步地，在所述側(cè)流磷回收單元的反應(yīng)區(qū)內(nèi)投加鋁鹽或者鐵鹽，并調(diào)節(jié)污水的pH值至6.5-7.0，同步測定上清液中PO43-含量，通過加藥量控制，保證所述反應(yīng)區(qū)的出水中PO43-濃度為1-2mg/L。

本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是：（1）本發(fā)明將污水生物脫氮除磷和磷回收進行了有機耦合，構(gòu)建了一種低碳型城鎮(zhèn)污水處理新工藝系統(tǒng)，可同時實現(xiàn)生物系統(tǒng)高效、經(jīng)濟的脫氮除磷和磷資源的有效回收。

（2）采用引入側(cè)流的方式進行磷回收，磷回收后的反應(yīng)區(qū)清液參與后續(xù)生物反應(yīng)，克服了協(xié)同除磷工藝化學(xué)沉淀與生物菌落混合，影響生物脫氮除磷效果的弊端。

（3）厭氧池的磷酸鹽濃度較高，通過化學(xué)沉淀的方法可以將磷酸鹽進行更高效的去除并回收，結(jié)合控制釋磷液靜沉后上部富磷濁液的SS（懸浮物）濃度，利用SS形成凝聚核心，可進一步降低鐵鹽或鋁鹽的使用量，避免了后置化學(xué)除磷工藝藥劑損耗高的缺點。

（4）本發(fā)明將碳源投加于主流改良A2O脫氮除磷生物單元的厭氧池，一方面強化了污泥的釋磷效果，另一方面厭氧釋磷后的活性污泥富含PHA（聚羥基烷酸），是微生物胞內(nèi)碳源，再回流至改良A2O脫氮除磷工藝單元的缺氧池，強化了系統(tǒng)的反硝化吸磷功能，節(jié)省了生物系統(tǒng)碳源投加量。

（5）本發(fā)明的主流改良A2O脫氮除磷單元的厭氧池同時具有釋磷和泥水分離功能，結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)約了占地面積，簡化了管線布局。

（6）本發(fā)明在污水處理的主流采用含有預(yù)缺氧池的改良A2O工藝，避免了回流污泥中的硝酸鹽對厭氧池釋磷的影響，提高了后續(xù)磷酸鹽的回收率。

（7）在側(cè)流磷回收單元的沉淀區(qū)回收磷酸鹽產(chǎn)品，主要成分為磷酸鋁或磷酸鐵，磷回收率為30%-65%。

（發(fā)明人：孫永利;夏瓊瓊;李鵬峰;尚�。�