CN107746159A - 一种新型污水处理系统及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型污水处理系统及工艺，包括厌氧池、第一缺氧池、第一好氧池、第二缺氧池、第二好氧池、第三缺氧池、第三好氧池、二沉池和预缺氧池，所述厌氧池、第一缺氧池、第一好氧池、第二缺氧池、第二好氧池、第三缺氧池、第三好氧池和二沉池依次连通，所述预缺氧池分别与二沉池、厌氧池和第三好氧池连通，所述二沉池中部分污泥流向预缺氧池，所述预缺氧池的上清液回流至第三好氧池，所述预缺氧池的浓缩污泥回流至厌氧池，所述第二好氧池污水部分回流至第一缺氧池；所述厌氧池的部分污水直接分流至第二缺氧池，本方案优化了整体系统的反应速率及效率，强化了脱氮除磷的功能，从而在有限的反应体积内取得更高效的处理效果。

Description

一种新型污水处理系统及工艺

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体而言，涉及一种新型污水处理系统及工艺。

背景技术

AAO法又称A2O法，是厌氧-缺氧-好氧法的简称，是一种常用的污水处理工艺，可用于二级污水处理或三级污水处理，以及中水回用，具有良好的脱氮除磷效果。厌氧反应器，原污水与从二沉池排出的含磷回流污泥同步进入，本反应器主要功能是释放磷，同时部分有机物进行氨化；缺氧反应器，首要功能是脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的，循环的混合液量较大，一般为2Q(Q为原污水流量)；好氧反应器，即曝气池，这一反应单元是多功能的，去除BOD，硝化和吸收磷等均在此处进行，流量为2Q的混合液从这里回流到缺氧反应器。现有技术中，是将二沉池中的污泥直接回流至厌氧池，由于会流量较大，会造成对系统厌氧区及前部反应区的反应物特别是碳源有机物浓度的稀释。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种种新型污水处理系统及工艺，本方案优化了整体系统的反应速率及效率，强化了脱氮除磷的功能，从而在有限的反应体积内取得更高效的处理效果。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种新型污水处理系统，包括厌氧池、第一缺氧池、第一好氧池、第二缺氧池、第二好氧池、第三缺氧池、第三好氧池、二沉池和预缺氧池，所述厌氧池、第一缺氧池、第一好氧池、第二缺氧池、第二好氧池、第三缺氧池、第三好氧池和二沉池依次连通，所述预缺氧池分别与二沉池、厌氧池和第三好氧池连通，所述二沉池中部分污泥流向预缺氧池，所述预缺氧池的上清液回流至第三好氧池，所述预缺氧池的浓缩污泥回流至厌氧池，所述第二好氧池污水部分回流至第一缺氧池；所述厌氧池的部分污水直接分流至第二缺氧池。

进一步，包括以下步骤：污水依次经过厌氧池、第一缺氧池、第一好氧池、第二缺氧池、第二好氧池、第三缺氧池和第三好氧池处理后，流入二沉池，然后二沉池中部分污水流入预缺氧池进行沉淀，沉淀后得到的浓缩污泥回流至厌氧池。

进一步，所述预缺氧池的上清液回流至第三好氧池。

进一步，所述预缺氧池回流至厌氧池的浓缩污泥量为0.25-0.3Q。

进一步，所述厌氧池的部分出水直接分流至第二缺氧池。

进一步，所述厌氧池直接分流至第二缺氧池的污水量为0.45-0.5Q。

进一步，第二好氧池的部分出水回流至第一缺氧池。

进一步，第二好氧池回流至第一缺氧池的污水量为1Q。

本发明的有益效果如下：

(1)设置预缺氧池，进行回流污泥浓缩

回流污泥浓缩的目的是将泥水进一步分离，从而实现了将原工艺30％的回流量经高污泥浓度条件下的反硝化过程后进入厌氧区与原废水混合进行厌氧反应。不仅增加了系统前端的污泥浓度，增加实际停留时间，而且减少回流对系统厌氧区及前部反应区的反应物特别是碳源有机物浓度的稀释，并控制硝酸盐进入厌氧区的总量。

从二沉池回流的污泥在预缺氧池浓缩后，只将浓缩后的污泥回流至厌氧池，上清液回流至第三好氧池，减少了进入厌氧反应池的回流总量，其有效的回流量并未减少。一旦泥水分离区底部回流量固定，附加的回流只会增加回流的悬浮固体量、不会造成厌氧区的稀释。在回流混合液经过浓缩之后，预缺氧池对剩下的NO3--N(硝态氮)继续进行反硝化，由于经过污泥浓缩后的MLSS(混合液悬浮固体浓度)能达到20,000mg/L，高浓度MLSS的内源呼吸作用对氧产生巨大需求，从而强化了预缺氧池的反硝化和NO3--N浓度的降低。在较高微生物浓度下，内源反硝化的程度是非常可观的。经过预缺氧池的NO3--N可控制在2mg/L至3mg/L，以保证不影响厌氧池运行，同时防止磷在预缺氧池的吸附释放。回流至厌氧池的总流量减少，更确保了回流的NO3--N对厌氧状态影响降低到最低点。

本污泥处理系统设置的污泥浓缩区在系统中起到了关键作用，预缺氧池进行泥水分离，浓缩了回流至厌氧池的污泥，上清液直接回到第三好氧池起端。Ekama曾提出的生物除磷的关键在于VFA(挥发性有机酸)的获得、普通异养菌和聚磷菌的数量及剩余的氧源。VFA的量取决于源水中的VFA和异养菌转化BCOD(可生物讲解的有机碳源)产生的VFA，源水中VFA由水质而定，而由BCOD转化VFA则决定于异养微生物的数量和水力停留时间，实际的水力停留时间决定于原水流量和回流量，回流量越小；实际水力停留时间越长，另外回流量越大将会稀释现存的VFA，同时把它挟带到曝气池，降低VFA的量，高浓度微生物的数量大量产生VFA，还增加了聚磷菌的量，在大量VFA存在前提下，聚磷菌释磷和存贮PHB(聚羟基丁酸酯)效率奇迹般的高，从而改善了系统的除磷效率，通过降低回流量延长实际水力停留时间，给聚磷菌提供了更多的利用VFA转化为PHB的机会。

厌氧池污泥浓度的上升和实际水力停留时间加长也强化了SBCOD(慢降解有机碳源)水解效应，使得其能在缺氧池的反硝化过程中被降解而不被挟带到曝气池。充分利用了有限碳源，降低了系统能耗。回流量的减小同时增加了各缺氧段的实际水力停留时间从而强化了缺氧池的反硝化反应。缺氧池污泥浓度的增加不但确保了反硝化反应的强化，减少了慢降解有机碳源被挟带到曝气池的几率，也强化了内源降解反硝化反应的速率，从而保证了有限碳源在反硝化反应中的充分利用。

回流浓缩后减少了整个系统的流量，增加了污泥浓度及前端区域的实际停留时间，除了强化了上述的生物除磷及反硝化反应，同时也增加了硝化菌的总量、实际硝化反应时间以及前端区域的反应物浓度。强化了硝化反应，保证了系统有机氮及氨氮的去除率。

强化了的厌氧条件也抑制了丝状菌的生长，改善了污泥的沉淀状态，现有的采用该概念的污水厂的SVI(污泥体积指数)均在50左右，保证了污泥浓度的提高。

(2)全部浓缩后的污泥进入厌氧池

污泥浓缩使得第一缺氧池的污泥浓度及实际停留时间都大大提高了。内源降解的需氧量已充分满足了进入厌氧池NO3-N降至足够低的要求；使得全部废水进入前部厌氧池变得可行。只将厌氧池设立在前端且只有一个进水口使得系统相应简单了。全部浓缩后的污泥(即全部回流废水)进入厌氧池增加了厌氧池BOD5(5日生化需要量)及VFA的浓度，强化了生物除磷的效应。

与此同时，SBCOD有了一个更长的向可降解有机碳BCOD转化的过程，使得其能在缺氧区的反硝化过程中被充分利用而不被挟带到曝气池；从而在强化了反硝化反应同时也大大降低了好氧区有机碳源的需氧量，优化了曝气区硝化菌的生长条件，强化了系统的硝化反应效率。

厌氧池的混合液分流至前三个缺氧池以确保所有原废水碳源优先在缺氧池用于反硝化。这一循环不仅可强化缺氧池的反硝化，而且通过厌氧池向多段缺氧池的分流造成不同环境下聚磷菌吸磷、释磷、可促进聚磷菌的生长。利用NO-N作为电子受体，聚磷菌可氧化释磷期间储存在体内的PHB，即一碳二用的概念。进一步充分利用了有限碳源。

(3)三段“缺-好氧反应区”，厌氧池的混合液分流至前二个缺氧池

除第一缺氧池采用好氧回流反硝化外，其他各段缺氧段主要将前一段的好氧硝化的NO3-N反硝化。省去了传统的大流量内回流系统，提高了系统内各区域的实际停留时间，降低了回流造成的缺氧区有机碳源的稀释，充分利用了碳源，强化了反硝化反应。第三缺氧池放大了停留时间，强化了该段的内源反硝化，同时在该段设立了外加碳源设施保证了在该段的充分反硝化以确保离开该段的混合液中的NOx-N足够低从而保证出水总氮能达标。

综上所述，本系统方案充分利用了有限碳源，将需要的外加碳源降到了最低限度，同时也在不增加池容的基础上使系统能满足总氮排放要求，完全能够将出水水质提升至一级标准。

分段增加负荷及缺氧区碳源有效降解大大减小了各好氧曝气区的需氧量，改善了生物条件，强化了硝化反应。省去传统的大流量内回流增加的实际反应时间更进一步促成了硝化反应的强化。

附图说明

图1为本发明的工艺流程示意图；

图2为本发明的生物反应池结构示意图。

其中，1--厌氧池，21--第一缺氧池，22--第二缺氧池，23--第三缺氧池，31--第一好氧池，32--第二好氧池，33--第三好氧池，4--过渡池。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。

实施例一：

如图1和图2所示，一种新型污水处理系统，包括厌氧池1、第一缺氧池21、第一好氧池31、第二缺氧池22、第二好氧池32、第三缺氧池23、第三好氧池33、二沉池和预缺氧池，厌氧池1、第一缺氧池21、第一好氧池31、第二缺氧池22、第二好氧池32、第三缺氧池23、第三好氧池33和二沉池依次连通，预缺氧池分别与二沉池、厌氧池1和第三好氧池33连通，二沉池中部分污泥流向预缺氧池，预缺氧池的上清液回流至第三好氧池33，预缺氧池的浓缩污泥回流至厌氧池1，第二好氧池32污水部分回流至第一缺氧池21；厌氧池1的部分污水直接分流至第二缺氧池22。第三缺氧池23设有用于加入备用碳源的加药口。第三好氧池33设有用于加入备用药剂的加药口。另外，缺氧池和好氧池之间还设有过渡池4，图中箭头代表水流方向。

一种污水处理工艺，包括以下步骤：污水由进水管进入厌氧池1，然后依次经过第一缺氧池21、第一好氧池31、第二缺氧池22、第二好氧池32、第三缺氧池23和第三好氧池33处理后，流入二沉池，然后二沉池中含有活性污泥的污水回流至预缺氧池进行沉淀，沉淀后得到的浓缩污泥全部通过回流管路回流至厌氧池1，预缺氧池回流至厌氧池1的浓缩污泥量为0.25-0.3Q，沉淀后的上清液通过回流管路回流至第三好氧池33。厌氧池1的部分出水直接分流至第二缺氧池22，厌氧池1直接分流至第二缺氧池22的污水量为0.45-0.5Q。第二好氧池32的部分出水通过回流泵和回流渠回流至第一缺氧池21，第二好氧池32回流至第一缺氧池21的污水量为1Q。

本申请的优点如下：

(1)合理分配了碳源，所有原进水有机碳源均进入厌氧池1优先由除磷菌使用，强化了PHB的生成。而PHB除磷吸附又优先在缺氧条件下经反硝化完成，促成了一碳二用的效应。

(2)增加了回流污泥浓缩及减少了系统的回流，使缺氧区的碳源浓度增加了一倍而厌氧区碳源浓度增加了2倍，大大提高了反应速率，特别是超过三倍的厌氧区VFA浓度大大地强化了PHB的生成，从而强化了系统的生物除磷效应，而加倍的缺氧区碳源也大大提高了反硝化反应速率。

(3)经过缺氧池及厌氧池的水量从原AAO工艺的3.5Q减至1.2Q，厌氧池与缺氧池的实际停留时间增加了三倍，大大强化了生物除磷及反硝化反应的效率。

(4)增加了预缺氧池。由于经过该池的水量仅0.25Q，即其实际反应时间达到了2小时，在18000mg/L MLSS条件下，其内源降解的好氧能力较大，可将回流液中10mg/L-15mg/L的NO3-N降至3mg/L以下，从而使厌氧区的厌氧状态更完善。

(5)完善的厌氧条件，较高的污泥浓度及碳源浓度，延长实际停留时间强化了有机物的酸化降解效应，使其更易在缺氧池降解，同时进一步强化反硝化反应，减少了好氧区的需氧量从而间接帮助了硝化反应的进行。

(6)本方案采用了厌氧分流三段缺氧的反硝化反应技术，该技术的特点是有效利用碳源，减少回流，增加实际反应时间，强化反硝化反应。

(7)经上述优化措施后，出水总磷可降至2.5mg/L以下，总氮则降至15mg/L以下。

(8)本工艺改造后，可改善出水水质，出水基本满足一级A要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种新型污水处理系统，其特征在于，包括厌氧池、第一缺氧池、第一好氧池、第二缺氧池、第二好氧池、第三缺氧池、第三好氧池、二沉池和预缺氧池，所述厌氧池、第一缺氧池、第一好氧池、第二缺氧池、第二好氧池、第三缺氧池、第三好氧池和二沉池依次连通，所述预缺氧池分别与二沉池、厌氧池和第三好氧池连通，所述二沉池中部分污泥流向预缺氧池，所述预缺氧池的上清液回流至第三好氧池，所述预缺氧池的浓缩污泥回流至厌氧池，所述第二好氧池污水部分回流至第一缺氧池；所述厌氧池的部分污水直接分流至第二缺氧池。

2.一种污水处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：污水依次经过厌氧池、第一缺氧池、第一好氧池、第二缺氧池、第二好氧池、第三缺氧池和第三好氧池处理后，流入二沉池，然后二沉池中部分污水流入预缺氧池进行沉淀，沉淀后得到的浓缩污泥回流至厌氧池。

3.根据权利要求2所述的污水处理工艺，其特征在于，所述预缺氧池的上清液回流至第三好氧池。

4.根据权利要求2所述的污水处理工艺，其特征在于，所述预缺氧池回流至厌氧池的浓缩污泥量为0.25-0.3Q。

5.根据权利要求2所述的污水处理工艺，其特征在于，所述厌氧池的部分出水直接分流至第二缺氧池。

6.根据权利要求5所述的污水处理工艺，其特征在于，所述厌氧池直接分流至第二缺氧池的污水量为0.45-0.5Q。

7.根据权利要求2-6任一所述的污水处理工艺，其特征在于，第二好氧池的部分出水回流至第一缺氧池。

8.根据权利要求7所述的污水处理工艺，其特征在于，第二好氧池回流至第一缺氧池的污水量为1Q。