公布日：2022.02.01
申請日：2021.12.13
分類號：C02F9/14(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明提供一種高效碳吸附耦合生物脫氮除磷的污水處理裝置和方法，包括：生物碳吸附及除磷系統(tǒng)包括依次連接的厭氧吸附池、第一沉淀池、好氧池、第二沉淀池，第二沉淀池的底部通過第一污泥回流管路連接至厭氧吸附池的前端；厭氧氨氧化系統(tǒng)包括依次連接的一體式厭氧氨氧化池和第三沉淀池，第三沉淀池的底部通過第二污泥回流管路連接至一體式厭氧氨氧化池的前端；第二沉淀池與一體式厭氧氨氧化池連接使得生物碳吸附及除磷系統(tǒng)與厭氧氨氧化系統(tǒng)耦合連接。通過雙污泥系統(tǒng)獨(dú)立進(jìn)行污泥回流和排泥過程，節(jié)省了曝氣能耗，不需要額外投加脫氮除磷藥劑，提高了系統(tǒng)的脫氮效率并降低了碳排放，與傳統(tǒng)活性污泥法相比，可大幅降低污水處理成本。
權(quán)利要求書
1.一種高效碳吸附耦合生物脫氮除磷的污水處理裝置，其特征在于，包括：生物碳吸附及除磷系統(tǒng)，所述生物碳吸附及除磷系統(tǒng)包括依次連接的厭氧吸附池、第一沉淀池、好氧池、第二沉淀池，所述第二沉淀池的底部通過第一污泥回流管路連接至所述厭氧吸附池的前端；厭氧氨氧化系統(tǒng)，所述厭氧氨氧化系統(tǒng)包括依次連接的一體式厭氧氨氧化池和第三沉淀池，所述第三沉淀池的底部通過第二污泥回流管路連接至所述一體式厭氧氨氧化池的前端；所述第二沉淀池與所述一體式厭氧氨氧化池連接使得所述生物碳吸附及除磷系統(tǒng)與所述厭氧氨氧化系統(tǒng)耦合連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理裝置，其特征在于，所述厭氧吸附池包括：厭氧吸附池進(jìn)水口，所述厭氧吸附池進(jìn)水口設(shè)置在所述厭氧吸附池的側(cè)壁底部，所述厭氧吸附池進(jìn)水口連接外部的沉砂池；第一攪拌器，所述第一攪拌器設(shè)置在所述厭氧吸附池的底部或側(cè)壁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理裝置，其特征在于，所述第一沉淀池包括：第一沉淀池進(jìn)水口，所述第一沉淀池進(jìn)水口設(shè)置在所述第一沉淀池靠近所述厭氧吸附池的側(cè)壁頂部；第二攪拌器，所述第二攪拌器設(shè)置在所述第一沉淀池靠近所述厭氧吸附池的側(cè)壁上部，位于所述第一沉淀池進(jìn)水口的下方；倒錐形泥斗，所述倒錐形泥斗設(shè)置在所述第一沉淀池的底部，所述倒錐形泥斗中設(shè)有穿孔排泥管，所述穿孔排泥管與所述第一沉淀池體外的排泥閥門和排泥泵相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理裝置，其特征在于，所述好氧池包括：第一曝氣管和若干個(gè)第一曝氣盤，所述第一曝氣管和若干個(gè)所述第一曝氣盤設(shè)置在所述好氧池的底部；好氧池進(jìn)水口，所述好氧池進(jìn)水口設(shè)置在所述好氧池靠近所述第一沉淀池的側(cè)壁下部；好氧池出水口，所述好氧池出水口設(shè)置在所述好氧池遠(yuǎn)離所述第一沉淀池的側(cè)壁頂部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理裝置，其特征在于，所述第二沉淀池包括：第一自動刮吸泥裝置，所述第一自動刮吸泥裝置設(shè)置在所述第二沉淀池的底部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理裝置，其特征在于，所述一體式厭氧氨氧化池包括：固定化填料，所述固定化填料設(shè)置在所述一體式厭氧氨氧化池中；第二曝氣管和若干個(gè)第二曝氣盤，所述第二曝氣管和若干個(gè)所述第二曝氣盤設(shè)置在所述一體式厭氧氨氧化池的底部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理裝置，其特征在于，所述第三沉淀池包括有第二自動刮吸泥裝置，所述第二自動刮吸泥裝置設(shè)置在所述第三沉淀池的底部。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理裝置，其特征在于，所述第一沉淀池連接至外部的污泥濃縮間。
9.一種高效碳吸附耦合生物脫氮除磷的污水處理方法，利用權(quán)利要求1~8任意一項(xiàng)所述的高效碳吸附耦合生物脫氮除磷的污水處理裝置，其特征在于，該方法包括：
向生物碳吸附及除磷系統(tǒng)的厭氧吸附池和好氧池中接種活性污泥，以及向厭氧氨氧化系統(tǒng)的一體式厭氧氨氧化池中接種短程硝化污泥和長有厭氧氨氧化菌的固定化填料；將沉砂池處理后的污水依次經(jīng)過厭氧吸附池、第一沉淀池、好氧池、第二沉淀池、一體式厭氧氨氧化池、第三沉淀池；通過第一污泥回流管路將所述第二沉淀池底部的污泥回流至所述厭氧吸附池的前端；通過第二污泥回流管路將所述第三沉淀池底部的污泥回流至所述一體式厭氧氨氧化池的前端。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的污水處理方法，其特征在于，所述方法還包括：維持所述生物碳吸附及除磷系統(tǒng)的污泥齡在1～5天，所述厭氧氨氧化系統(tǒng)不排泥。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種高效碳吸附耦合生物脫氮除磷的污水處理裝置和方法，將吸附再生法與生物除磷相耦合，通過雙污泥系統(tǒng)獨(dú)立進(jìn)行污泥回流和排泥過程，高效去除污水中的碳和磷，同時(shí)降低了進(jìn)水的C/N，整體工藝與傳統(tǒng)活性污泥法相比，節(jié)省了曝氣能耗和脫氮除磷藥耗，降低了污水處理成本，同時(shí)可通過厭氧消化~熱電聯(lián)產(chǎn)工藝回收有機(jī)物的能量，有助于實(shí)現(xiàn)碳減排和污水處理廠的能量自給。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
一種高效碳吸附耦合生物脫氮除磷的污水處理裝置，包括：
生物碳吸附及除磷系統(tǒng)，所述生物碳吸附及除磷系統(tǒng)包括依次連接的厭氧吸附池、第一沉淀池、好氧池、第二沉淀池，所述第二沉淀池的底部通過第一污泥回流管路連接至所述厭氧吸附池的前端；
厭氧氨氧化系統(tǒng)，所述厭氧氨氧化系統(tǒng)包括依次連接的一體式厭氧氨氧化池和第三沉淀池，所述第三沉淀池的底部通過第二污泥回流管路連接至所述一體式厭氧氨氧化池的前端；
所述第二沉淀池與所述一體式厭氧氨氧化池連接使得所述生物碳吸附及除磷系統(tǒng)與所述厭氧氨氧化系統(tǒng)耦合連接。
優(yōu)選的，所述厭氧吸附池包括：
厭氧吸附池進(jìn)水口，所述厭氧吸附池進(jìn)水口設(shè)置在所述厭氧吸附池的側(cè)壁底部，所述厭氧吸附池進(jìn)水口連接外部的沉砂池；
第一攪拌器，所述第一攪拌器設(shè)置在所述厭氧吸附池的底部或側(cè)壁。
優(yōu)選的，所述第一沉淀池包括：
第一沉淀池進(jìn)水口，所述第一沉淀池進(jìn)水口設(shè)置在所述第一沉淀池靠近所述厭氧吸附池的側(cè)壁頂部；
第二攪拌器，所述第二攪拌器設(shè)置在所述第一沉淀池靠近所述厭氧吸附池的側(cè)壁上部，位于所述第一沉淀池進(jìn)水口的下方；
倒錐形泥斗，所述倒錐形泥斗設(shè)置在所述第一沉淀池的底部，所述倒錐形泥斗中設(shè)有穿孔排泥管，所述穿孔排泥管與所述第一沉淀池體外的排泥閥門和排泥泵相連。
優(yōu)選的，所述好氧池包括：
第一曝氣管和若干個(gè)第一曝氣盤，所述第一曝氣管和若干個(gè)所述第一曝氣盤設(shè)置在所述好氧池的底部；
好氧池進(jìn)水口，所述好氧池進(jìn)水口設(shè)置在所述好氧池靠近所述第一沉淀池的側(cè)壁下部；
好氧池出水口，所述好氧池出水口設(shè)置在所述好氧池遠(yuǎn)離所述第一沉淀池的側(cè)壁頂部。
優(yōu)選的，所述第二沉淀池包括：
第一自動刮吸泥裝置，所述第一自動刮吸泥裝置設(shè)置在所述第二沉淀池的底部。
優(yōu)選的，所述一體式厭氧氨氧化池包括：
固定化填料，所述固定化填料設(shè)置在所述一體式厭氧氨氧化池中；
第二曝氣管和若干個(gè)第二曝氣盤，所述第二曝氣管和若干個(gè)所述第二曝氣盤設(shè)置在所述一體式厭氧氨氧化池的底部。
優(yōu)選的，所述第三沉淀池包括有第二自動刮吸泥裝置，所述第二自動刮吸泥裝置設(shè)置在所述第三沉淀池的底部。
優(yōu)選的，所述第一沉淀池連接至外部的污泥濃縮間。
本發(fā)明還提供一種高效碳吸附耦合生物脫氮除磷的污水處理方法，利用上述所述的高效碳吸附耦合生物脫氮除磷的污水處理裝置，該方法包括：
向生物碳吸附及除磷系統(tǒng)的厭氧吸附池和好氧池中接種活性污泥，以及向厭氧氨氧化系統(tǒng)的一體式厭氧氨氧化池中接種短程硝化污泥和長有厭氧氨氧化菌的固定化填料；
將沉砂池處理后的污水依次經(jīng)過厭氧吸附池、第一沉淀池、好氧池、第二沉淀池、一體式厭氧氨氧化池、第三沉淀池；
通過第一污泥回流管路將所述第二沉淀池底部的污泥回流至所述厭氧吸附池的前端；
通過第二污泥回流管路將所述第三沉淀池底部的污泥回流至所述一體式厭氧氨氧化池的前端。
優(yōu)選的，所述方法還包括：
維持所述生物碳吸附及除磷系統(tǒng)的污泥齡在1～5天，所述厭氧氨氧化系統(tǒng)不排泥。
本發(fā)明的技術(shù)方案的有益效果在于：
1、本發(fā)明分為前半段的生物碳吸附及除磷系統(tǒng)和后半段的厭氧氨氧化系統(tǒng)，前半段由異養(yǎng)菌完成碳和磷的去除，后半段由完全自養(yǎng)的氨氧化菌和厭氧氨氧化菌完成脫氮，雙污泥系統(tǒng)獨(dú)立進(jìn)行污泥回流和排泥過程，調(diào)控更簡單，不需要額外投加脫氮除磷藥劑，同時(shí)可降低曝氣能耗，因此與傳統(tǒng)活性污泥法相比，可大幅降低污水處理成本，同時(shí)保證了每個(gè)污泥系統(tǒng)分別控制合適的污泥齡，有助于系統(tǒng)菌群結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和系統(tǒng)處理效能的提升。
2、本發(fā)明可通過厭氧消化~熱電聯(lián)產(chǎn)過程回收有機(jī)物中的能量，有助于實(shí)現(xiàn)污水處理廠能量自給，甚至可將污水處理廠轉(zhuǎn)變?yōu)槟茉摧敵鰪S。
3、本發(fā)明將吸附~再生法與生物除磷耦合，進(jìn)水中的易降解有機(jī)物被聚磷菌利用，同化為PHAs儲存在細(xì)胞內(nèi)，懸浮物和大分子有機(jī)物被微生物吸附；微生物表面吸附有大量有機(jī)物，隨后在第一沉淀池沉積排出進(jìn)行厭氧消化，這些有機(jī)物在厭氧消化過程中易于降解，因此第一沉淀池的排泥相較于普通剩余污泥的產(chǎn)甲烷潛力更高。
4、部分有機(jī)物被微生物吸附后隨排泥排出系統(tǒng)，未被完全礦化成CO2，節(jié)省了曝氣能耗，同時(shí)降低了污水處理廠的碳排放。
5、好氧池中同步完成污泥的再生和好氧吸磷過程，出水COD和TP濃度大幅降低，同時(shí)降低了污水的C/N，為后端的厭氧氨氧化過程提供了合適的進(jìn)水水質(zhì)，避免厭氧氨氧化進(jìn)水中有機(jī)物過多，造成厭氧氨氧化系統(tǒng)中異養(yǎng)菌的過量增殖，有助于提高厭氧氨氧化功能菌群的活性，進(jìn)而提高系統(tǒng)的脫氮效率。
（發(fā)明人：張樹軍;李琨;谷鵬超;李權(quán);王聰;田夏迪;呂心濤;王志彬;曲之明;于麗昕;孫冀壚）
