公布日：2022.08.02
申請(qǐng)日：2022.05.27
分類號(hào)：C02F9/14(2006.01)I;C02F1/44(2006.01)N;C02F3/20(2006.01)N;C02F3/30(2006.01)N;C02F3/28(2006.01)N;C02F101/10(2006.01)N;
C02F101/16(2006.01)N
摘要
本申請(qǐng)污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種污水中碳磷回收設(shè)備及回收工藝。該回收設(shè)備包括碳磷分離池，以及依次設(shè)置且連通的碳磷濃縮區(qū)、短程硝化區(qū)、厭氧氨氧化區(qū)、第一好氧區(qū)、缺氧區(qū)、第二好氧區(qū)和二沉池。碳磷濃縮區(qū)內(nèi)設(shè)置有膜組件，膜組件被配置成分離碳磷濃縮區(qū)內(nèi)污水中的氮和碳磷。碳磷分離池被配置成接收碳磷濃縮區(qū)分離出來的碳磷，并將碳磷分離成碳和磷。短程硝化區(qū)被配置成接收碳磷濃縮區(qū)分離出來的氮并進(jìn)行亞硝化處理。該回收設(shè)備可以分別實(shí)現(xiàn)碳和磷的分離，以便使磷可以單獨(dú)進(jìn)行回收，后續(xù)可以廣泛進(jìn)行利用；同時(shí)，還可以對(duì)碳進(jìn)行回收，回收效果更好。
權(quán)利要求書
1.一種污水中碳磷回收設(shè)備，其特征在于，包括碳磷分離池，以及依次設(shè)置且連通的碳磷濃縮區(qū)、短程硝化區(qū)、厭氧氨氧化區(qū)、第一好氧區(qū)、缺氧區(qū)、第二好氧區(qū)和二沉池；所述碳磷濃縮區(qū)內(nèi)設(shè)置有膜組件，所述膜組件被配置成分離所述碳磷濃縮區(qū)內(nèi)污水中的氮和碳磷；所述碳磷分離池被配置成接收所述碳磷濃縮區(qū)分離出來的所述碳磷，并將所述碳磷分離成碳和磷；所述短程硝化區(qū)被配置成接收所述碳磷濃縮區(qū)分離出來的氮并進(jìn)行亞硝化處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收設(shè)備，其特征在于，所述膜組件為孔徑為0.1-1μm的微濾膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收設(shè)備，其特征在于，所述碳磷分離池與所述缺氧區(qū)通過第一回流管連通，所述第一回流管上設(shè)置有第一回流泵；所述第一回流泵被配置成將所述碳磷分離池中的上層液體回流至所述缺氧區(qū)內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的回收設(shè)備，其特征在于，所述二沉池與所述短程硝化區(qū)通過第二回流管連通，所述第二回流管上設(shè)置有第二回流泵；所述第二回流泵被配置成將所述二沉池中的污泥混合液回流至所述短程硝化區(qū)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的回收設(shè)備，其特征在于，所述回收設(shè)備滿足以下條件的至少一者：a)所述碳磷濃縮區(qū)上還設(shè)置有進(jìn)水管、投加管以及射流循環(huán)器，所述射流循環(huán)器設(shè)置于所述碳磷濃縮區(qū)內(nèi)的下方；b)厭氧氨氧化區(qū)內(nèi)置附有厭氧氨氧化菌的固定床填料；c)所述固定床填料的填充容積率為10％-30％；d)所述回收設(shè)備還包括鼓風(fēng)機(jī)，所述鼓風(fēng)機(jī)被配置成通過氣路和空氣擴(kuò)散器分別向所述短程硝化區(qū)、所述第一好氧區(qū)和所述第二好氧區(qū)內(nèi)曝氣；e)所述短程硝化區(qū)內(nèi)的所述空氣擴(kuò)散器為射流曝氣器；f)所述第一好氧區(qū)內(nèi)和所述第二好氧區(qū)內(nèi)的所述空氣擴(kuò)散器為盤式曝氣器。
6.一種污水中碳磷回收工藝，其特征在于，適用于權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的回收設(shè)備，所述回收工藝包括：將污水通入所述碳磷濃縮區(qū)進(jìn)行濃縮并經(jīng)過膜組件的分離，使含有碳磷的污水被所述膜組件阻擋，并通過管路進(jìn)入到碳磷分離池內(nèi)，含有氮的污水經(jīng)過所述膜組件并進(jìn)入到所述短程硝化區(qū)；含有氮的污水依次通過所述短程硝化區(qū)、所述厭氧氨氧化區(qū)、所述第一好氧區(qū)、所述缺氧區(qū)、所述第二好氧區(qū)和所述二沉池進(jìn)行處理；含有碳磷的污水進(jìn)入到所述碳磷分離池內(nèi)進(jìn)行重力沉淀，分離含磷污泥和含碳污泥。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的回收工藝，其特征在于，所述回收工藝滿足以下條件的至少一者：a)所述碳磷濃縮區(qū)的pH為6-9，ORP小于-150mV，HRT為0.5-2h，SRT為3-10d，并投加鐵鹽/零價(jià)鐵混合物；b)短程硝化區(qū)曝氣形式采用間歇曝氣模式，曝氣/停氣時(shí)間比1:2-2:1，HRT為1.5-3h；c)所述厭氧氨氧化區(qū)的HRT為2-5h；d)所述第一好氧區(qū):缺氧區(qū):第二好氧區(qū)的HRT比例為1:1:1-4:4:1，總HRT為1.5-4.5h，好氧區(qū)DO控制在1-2mg/L，缺氧區(qū)DO為0.2-0.7mg/L；e)所述碳磷分離池的HRT為3-6h；f)碳磷濃縮區(qū)的液位比其他區(qū)域高1.5-2.5m。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的回收工藝，其特征在于，碳磷濃縮區(qū)內(nèi)投加鐵鹽/零價(jià)鐵混合物包括鐵粉，以及硫酸亞鐵、氯化亞鐵、硫酸鐵、氯化鐵中的至少一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的回收工藝，其特征在于，所述回收工藝還包括：所述二沉池中的污泥混合液回流至所述短程硝化區(qū)；所述碳磷分離池中的上層液體回流至所述缺氧區(qū)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的回收工藝，其特征在于，所述二沉池內(nèi)底部污泥混合液的回流比為70％-150％。
發(fā)明內(nèi)容
本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N污水中碳磷回收設(shè)備及回收工藝，改善磷回收中含有大量氮的問題，可以使磷回收物的后續(xù)利用更加廣泛。
第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N污水中碳磷回收設(shè)備，包括碳磷分離池，以及依次設(shè)置且連通的碳磷濃縮區(qū)、短程硝化區(qū)、厭氧氨氧化區(qū)、第一好氧區(qū)、缺氧區(qū)、第二好氧區(qū)和二沉池；
碳磷濃縮區(qū)內(nèi)設(shè)置有膜組件，膜組件被配置成分離碳磷濃縮區(qū)內(nèi)污水中的氮和碳磷；
碳磷分離池被配置成接收碳磷濃縮區(qū)分離出來的碳磷，并將碳磷分離成碳和磷；
短程硝化區(qū)被配置成接收碳磷濃縮區(qū)分離出來的氮并進(jìn)行亞硝化處理。
在本申請(qǐng)的一種實(shí)施例中，膜組件為孔徑為0.1-1μm的微濾膜。
在本申請(qǐng)的一種實(shí)施例中，碳磷分離池與缺氧區(qū)通過第一回流管連通，第一回流管上設(shè)置有第一回流泵；
第一回流泵被配置成將碳磷分離池中的上層液體回流至缺氧區(qū)內(nèi)。
在本申請(qǐng)的一種實(shí)施例中，二沉池與短程硝化區(qū)通過第二回流管連通，第二回流管上設(shè)置有第二回流泵；
第二回流泵被配置成將二沉池中的污泥混合液回流至短程硝化區(qū)。
在本申請(qǐng)的一種實(shí)施例中，回收設(shè)備滿足以下條件的至少一者：
a)碳磷濃縮區(qū)上還設(shè)置有進(jìn)水管、投加管以及射流循環(huán)器，射流循環(huán)器設(shè)置于碳磷濃縮區(qū)的下方；
b)厭氧氨氧化區(qū)內(nèi)置附有厭氧氨氧化菌的固定床填料；
c)固定床填料的填充容積率為10％-30％；
d)回收設(shè)備還包括鼓風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)被配置成通過氣路和空氣擴(kuò)散器分別向短程硝化區(qū)、第一好氧區(qū)和第二好氧區(qū)內(nèi)曝氣；
e)短程硝化區(qū)內(nèi)的空氣擴(kuò)散器為射流曝氣器；
f)第一好氧區(qū)內(nèi)和第二好氧區(qū)內(nèi)的空氣擴(kuò)散器為盤式曝氣器。
第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N污水中碳磷回收工藝，適用于第一方面任一項(xiàng)提供的回收設(shè)備，回收工藝包括：
將污水通入碳磷濃縮區(qū)進(jìn)行濃縮并經(jīng)過膜組件的分離，使含有碳磷的污水被膜組件阻擋，并通過管路進(jìn)入到碳磷分離池內(nèi)，含有氮的污水經(jīng)過膜組件并進(jìn)入到短程硝化區(qū)；
含有氮的污水依次通過短程硝化區(qū)、厭氧氨氧化區(qū)、第一好氧區(qū)、缺氧區(qū)、第二好氧區(qū)和二沉池進(jìn)行處理；
含有碳磷的污水進(jìn)入到碳磷分離池內(nèi)進(jìn)行重力沉淀，分離含磷污泥和含碳污泥。
在本申請(qǐng)的一種實(shí)施例中，回收工藝滿足以下條件的至少一者：
a)碳磷濃縮區(qū)的pH為6-9，ORP小于-150mV，HRT為0.5-2h，SRT為3-10d，并投加鐵鹽/零價(jià)鐵混合物；
b)短程硝化區(qū)曝氣形式采用間歇曝氣模式，曝氣/停氣時(shí)間比1:2-2:1，HRT為1.5-3h；
c)厭氧氨氧化區(qū)的HRT為2-5h；
d)第一好氧區(qū):缺氧區(qū):第二好氧區(qū)的HRT比例為1:1:1-4:4:1，總HRT為1.5-4.5h，好氧區(qū)DO控制在1-2mg/L，缺氧區(qū)DO為0.2-0.7mg/L；
e)碳磷分離池的HRT為3-6h；
f)碳磷濃縮區(qū)的液位比其他區(qū)域高1.5-2.5m。
在本申請(qǐng)的一種實(shí)施例中，碳磷濃縮區(qū)內(nèi)投加鐵鹽/零價(jià)鐵混合物包括鐵粉，以及硫酸亞鐵、氯化亞鐵、硫酸鐵、氯化鐵中的至少一種。
在本申請(qǐng)的一種實(shí)施例中，回收工藝還包括：二沉池中的污泥混合液回流至短程硝化區(qū)；
碳磷分離池中的上層液體回流至缺氧區(qū)。
在本申請(qǐng)的一種實(shí)施例中，二沉池內(nèi)底部污泥混合液的回流比為70％-150％。
本申請(qǐng)的有益效果是：
(1)在碳磷濃縮區(qū)內(nèi)設(shè)置膜組件，可以將碳磷和氮分離，以便后續(xù)回收的磷中不會(huì)含有大量的氮，將碳磷在碳磷分離池中進(jìn)行分離以后，可以分別實(shí)現(xiàn)碳和磷的分離，以便使磷可以單獨(dú)進(jìn)行回收，后續(xù)可以廣泛進(jìn)行利用；同時(shí)，還可以對(duì)碳進(jìn)行回收，回收效果更好。
(2)膜組件滲透側(cè)的含氮污水，通過短程硝化-厭氧氨氧化技術(shù)，以及多級(jí)AO處理，可實(shí)現(xiàn)低能耗、短時(shí)間內(nèi)的高效脫氮。
此外，使用微濾膜既可以將碳磷與氮分離，分離較為容易；碳磷分離池中的上層液體回流至缺氧區(qū)，可以回收上層液體中的碳，以便進(jìn)行深度反硝化脫氮；二沉池中的污泥回收至短程硝化區(qū)，以便回收污泥中的微生物，再次進(jìn)行高效脫氮。
（發(fā)明人：高放;李凌云;張建星;姚曉琰;薛曉飛）
