氧化溝脫氮除磷污水處理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了氧化溝脫氮除磷污水處理系統(tǒng)，涉及污水處理【技術(shù)領(lǐng)域】。針對現(xiàn)有的氧化溝污水處理系統(tǒng)，其單位面積污水處理能力有限，造成設(shè)施和設(shè)備的浪費(fèi)；采用重力沉淀，固液分離效率低，污泥濃縮效果差，使得氧化溝內(nèi)的微生物難以維持較高的濃度，導(dǎo)致處理能力低下的問題。系統(tǒng)包括相連通的脫氮除磷反應(yīng)單元和固液分離單元，脫氮除磷反應(yīng)單元包括依次連通的厭氧池和氧化溝，固液分離單元包括二沉池，氧化溝的輸出端與二沉池的輸入端連通，還包括相連通的溶氣深池和氣浮池，二沉池的輸出端與溶氣深池的輸入端連通。本實(shí)用新型尤其適用于氧化溝污水處理廠的改造工程。
【專利說明】氧化溝脫氮除磷污水處理系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及污水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種將深池氣浮與氧化溝相結(jié)合的脫氮除磷污水處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]氧化溝(Oxidation Ditch, 0D)為循環(huán)混合式曝氣池或稱循環(huán)混合式活性污泥法，最早是由荷蘭國立衛(wèi)生研究所(TND)的A^Pasveer教授實(shí)用新型的。自1954年出現(xiàn)以來，氧化溝技術(shù)在國內(nèi)外得到了廣泛的研究與發(fā)展。
[0003]然而，隨著城市污水處理量和處理要求的日益提高，許多氧化溝污水處理廠因其出水已不能滿足要求，而面臨需升級改造的窘境。直接擴(kuò)建新工程不僅需要大量的工程投資，而且還需新增建設(shè)用地，而目前我國正處于工業(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。因此，采取措施深入發(fā)掘現(xiàn)有氧化溝污水處理設(shè)施的潛力便顯得十分必要。
[0004]長期的污水處理廠設(shè)計(jì)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明:污水處理工藝的效能與活性污泥的濃度息息相關(guān)，而系統(tǒng)的活性污泥的濃度又受泥水分離效果的限制。但是，在實(shí)際的建設(shè)和運(yùn)行過程中，現(xiàn)有的氧化溝污水處理廠，采用二沉池進(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，使得厭氧池和氧化溝內(nèi)的微生物難以維持較高的濃度，導(dǎo)致氧化溝污水處理廠的處理能力始終處于較低水平；另外，現(xiàn)有的氧化溝污水處理系統(tǒng)，其單位面積污水處理能力有限，造成設(shè)施和設(shè)備的浪費(fèi)。因此，設(shè)計(jì)開發(fā)更加穩(wěn)定高效的回流污泥濃縮系統(tǒng)是迫切需要解決的技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有的氧化溝污水處理系統(tǒng)，其單位面積污水處理能力有限，造成設(shè)施和設(shè)備的浪費(fèi)；采用重力沉淀，固液分離效率低，污泥濃縮效果差，使得氧化溝內(nèi)的微生物難以維持較高的濃度，導(dǎo)致處理能力低下的問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種氧化溝脫氮除磷污水處理系統(tǒng)，其污水處理能力高，且固液分離效果好，適用于氧化溝污水處理廠的新建工程，尤其是改造工程。
[0006]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:它包括相連通的脫氮除磷反應(yīng)單元和固液分離單元，所述脫氮除磷反應(yīng)單元包括依次連通的厭氧池和氧化溝，所述固液分離單元包括二沉池，所述氧化溝的輸出端與所述二沉池的輸入端連通，所述固液分離單元還包括相連通的溶氣深池和氣浮池，所述二沉池的輸出端與所述溶氣深池的輸入端連通。
[0007]進(jìn)一步地，所述溶氣深池的深度為30m~100m。
[0008]更進(jìn)一步地，所述溶氣深池深度為40m~50m。
[0009]所述氣浮池通過管路與所述厭氧池的輸入端連通。
[0010]本實(shí)用新型的效果在于:本實(shí)用新型的氧化溝脫氮除磷污水處理系統(tǒng)，在傳統(tǒng)的重力沉淀池后設(shè)置了串聯(lián)的溶氣深池和氣浮池，以實(shí)現(xiàn)高效的固液分離。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。與現(xiàn)有的氧化溝污水處理系統(tǒng)相比，在占地面積相同的情況下，采用本實(shí)用新型深池氣浮的氧化溝污水處理系統(tǒng)，其污水處理量增加20%，有效提高了處理系統(tǒng)單位面積的污水處理能力。
[0011]另外，經(jīng)過加壓溶氣的污泥進(jìn)入氣浮池進(jìn)行固液分離，在氣浮池中可形成濃度為20000mg/L?40000mg/L的濃縮的活性污泥，增加了回流污泥的濃度。相比單獨(dú)采用氣浮池進(jìn)行固液分離的處理系統(tǒng)，本實(shí)用新型的處理系統(tǒng)使泥水混合物中空氣溶解度增大，確保了氣浮效果。使得進(jìn)入脫氮除磷反應(yīng)單元中的濃縮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。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型的實(shí)施例一的氧化溝脫氮除磷污水處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0013]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型提出的氧化溝脫氮除磷污水處理
[0014]系統(tǒng)作進(jìn)一步詳細(xì)說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本實(shí)用新型實(shí)施例的目的。
[0015]污水脫氮除磷(AAO)原理如下:污水生物脫氮主要通過硝化反硝化過程來實(shí)現(xiàn)，分為硝化和反硝化兩個階段。在好氧條件下利用污水中的硝化細(xì)菌將氮化物轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，然后在缺氧條件下(溶解氧濃度< 0.5mg/L)，利用污水中的反硝化細(xì)菌將硝酸鹽還原成氣態(tài)氮。
[0016]污水生物除磷則主要通過聚磷菌過量攝磷和污泥排放來實(shí)現(xiàn)，其反應(yīng)過程主要是厭氧釋磷和好氧(缺氧)吸磷兩個過程。即:在厭氧條件下，聚磷菌降解體內(nèi)的聚磷顆粒(poly-P)產(chǎn)生能量，釋放出磷酸鹽，同時吸收水中的有機(jī)物，并將其轉(zhuǎn)化為聚β_羥基鏈烷酸鹽(PHA)并貯存于細(xì)胞內(nèi)；在好氧或缺氧條件下，聚磷菌氧化分解體內(nèi)的ΡΗΑ，合成糖原，同時過量吸收水中的磷酸鹽合成聚磷酸鹽，從而達(dá)到去除水中磷的目的。
[0017]下面結(jié)合圖1說明本實(shí)施例的氧化溝脫氮除磷污水處理系統(tǒng)，它包括相連通的脫氮除磷反應(yīng)單元10和固液分離單元20，脫氮除磷反應(yīng)單元10包括依次連通的厭氧池101和氧化溝102，固液分離單元20包括依次連通的二沉池201、溶氣深池202和氣浮池203，氧化溝102的輸出端與二沉池201的輸入端連通。
[0018]進(jìn)一步地，氣浮池203通過管路與厭氧池101的輸入端連通。
[0019]在脫氮除磷反應(yīng)單元10中，厭氧池101的輸入端與污水進(jìn)水口 A連通，污水與通過管路從氣浮池203回流過來的濃縮的活性污泥在厭氧池101混合，發(fā)生厭氧釋磷反應(yīng)，濃縮的活性污泥中的聚磷菌降解體內(nèi)的聚磷顆粒(poly-P)產(chǎn)生能量，釋放出磷酸鹽，同時，聚磷菌吸收污水中的短鏈脂肪酸形成PHB(聚_β -輕丁酸poly-β -hydroxybutyrate,PHB是PHA的一種)并儲存于細(xì)胞體內(nèi)。[0020]厭氧池101的輸出端與氧化溝102的輸入端連通,氧化溝102利用連續(xù)環(huán)式反應(yīng)池(Cintinuous Loop Reator,簡稱CLR)作生物反應(yīng)池,厭氧池101的出水進(jìn)入氧化溝102池體內(nèi)，并依靠潛水推流器的推力作用在氧化溝102池體內(nèi)循環(huán)流動，曝氣轉(zhuǎn)碟工作時可以為池體內(nèi)的污水充氧以供水中微生物消耗，當(dāng)曝氣轉(zhuǎn)碟停止工作時，池體內(nèi)的污水便處于缺氧狀態(tài)，池體內(nèi)的污水在潛水推流器的推流作用下，形成好氧-缺氧循環(huán)流動，可以有效地去除有機(jī)物，同時通過硝化反硝化脫氮，并去除磷，最后經(jīng)處理的污水由氧化溝102的輸出端進(jìn)入二沉池201。
[0021]本實(shí)施例的氧化溝脫氮除磷污水處理系統(tǒng)中，氧化溝102的輸出端與固液分離單元20的二沉池201連通，以將脫氮除磷反應(yīng)后的泥水混合物輸入二沉池201中進(jìn)行泥水分離，二沉池201的出水經(jīng)出水口 B輸出系統(tǒng)并進(jìn)入后續(xù)處理單元，二沉池201底部的污泥回流至溶氣深池202進(jìn)行加壓溶氣。溶氣深池202的直徑約為1.0m?6.0m,深度約為30m?100m，池底部設(shè)有曝氣裝置，溶氣深池202利用水柱靜壓，使氣液兩相混合均勻，氣泡和液體接觸時間長，可顯著提高泥水混合物中的氣體含量。優(yōu)選地，溶氣深池202深度為40m?50m，此時，溶氣深池202水柱壓力適中。溶氣深池202主要依靠鼓風(fēng)曝氣維持活性污泥的懸浮狀態(tài)。
[0022]溶氣深池202的輸出端與氣浮池203的輸入端連通，將完成溶氣的泥水混合物輸入氣浮池203，泥水混合物在負(fù)壓下釋放微氣泡，供氣浮使用。氣浮是在水中形成高度分散的微小氣泡，微小氣泡粘附在污水中疏水基的固體或液體顆粒上，形成表觀密度小于水的絮體而上浮到水面，從而實(shí)現(xiàn)固液分離的過程。泥水混合物通過氣浮池203的固液分離，可形成濃度為20000mg/L?40000mg/L的濃縮的活性污泥，氣浮池203上部的濃縮的活性污泥回流至厭氧池101，氣浮池203上部的清液輸送至脫氮除磷反應(yīng)單元10的末端，清液與氧化溝102的出水混合后進(jìn)入二沉池201，或者直接流入二沉池201。含有磷的剩余污泥則通過氣浮池203下部的污泥排出口 C排出系統(tǒng)，從而達(dá)到去除水中磷的目的。
[0023]本實(shí)施例中，利用污水處理系統(tǒng)中原有的二沉池201進(jìn)行泥水分離，分離后的污泥再進(jìn)入溶氣深池202中加壓溶氣，并在氣浮池203中形成高濃度活性污泥，通過回流以提高脫氮除磷反應(yīng)單元10中活性污泥的濃度，從而提高整個污水處理系統(tǒng)的處理效能。采用溶氣深池202的氧化溝脫氮除磷污水處理系統(tǒng)與常規(guī)處理系統(tǒng)相比，污水處理量增加20%，有效提高了處理系統(tǒng)單位面積的污水處理能力。
[0024]上述實(shí)施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑獲得。
[0025]下面結(jié)合圖1說明本實(shí)施例的處理過程:
[0026]一、厭氧釋磷反應(yīng):污水首先進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)101，待處理污水與氣浮池203回流到厭氧區(qū)101的濃縮污泥混合，水力停留時間1.5h，發(fā)生厭氧釋磷反應(yīng)；活性污泥中的聚磷菌降解體內(nèi)的聚磷顆粒(poly-P)產(chǎn)生能量，釋放出磷酸鹽，同時，聚磷菌吸收污水中的短鏈脂肪酸形成PHB并儲存于細(xì)胞體內(nèi)。
[0027]二、硝化反硝化反應(yīng):厭氧池101的出水進(jìn)入氧化溝102的缺氧區(qū)，反硝化菌利用氧化溝102的進(jìn)水中的碳源進(jìn)行反硝化反應(yīng)實(shí)現(xiàn)脫氮，污水在推進(jìn)器的作用下進(jìn)入氧化溝102的好氧區(qū)，在好氧區(qū)中實(shí)現(xiàn)C0D、氨氮和總磷的去除，污水在氧化溝102中的停留時間為10.0h ；
[0028]三、泥水分離:氧化溝102的出水進(jìn)入二沉池201中進(jìn)行泥水分離，二沉池201的表面負(fù)荷為0.9m3/ (m2 *h)，水力停留時間為2.5?4.0h，泥水分離后的出水經(jīng)出水口 B輸出系統(tǒng)并進(jìn)入后續(xù)處理單元，二沉池201底部的污泥回流至溶氣深池202進(jìn)行加壓溶氣。
[0029]四、深池溶氣:二沉池201的回流污泥進(jìn)入溶氣深池202，溶氣深池202的深度為50m，空氣壓縮機(jī)的供氣位置距離液面40m，溶氣深池201中水力停留時間為I?2min，氣固比控制在0.005?0.006 ;在溶氣深池202中，利用水柱靜壓完成污泥的溶氣過程。
[0030]五、固液分離:經(jīng)過加壓溶氣的污泥進(jìn)入氣浮池203進(jìn)行固液分離，在氣浮池203中，活性污泥由于氣泡的浮力在表面形成濃度為20000mg/L?40000mg/L的濃縮污泥,濃縮的活性污泥通過污泥回流泵輸送至厭氧池101，濃縮的活性污泥的輸送比例占步驟四中回流污泥總量的40%，同時將4%?10%的含有聚磷菌的剩余污泥由污泥排出口 C排出系統(tǒng)，在保證污泥活性的同時實(shí)現(xiàn)生物除磷。氣浮池203上部的清液輸送至脫氮除磷反應(yīng)單元10的末端，清液與氧化溝102的出水混合后進(jìn)入二沉池201，或者直接流入二沉池201，以避免清液稀釋氧化溝102中的活性污泥。
[0031]當(dāng)濃縮的活性污泥的輸送比例占回流污泥總量的30%?60%時，進(jìn)入脫氮除磷反應(yīng)單元10中的濃縮的活性污泥濃度可達(dá)到5000mg/L以上，相比傳統(tǒng)重力沉淀池固液分離后的活性污泥濃度只能維持在2000mg/L?3000mg/L，本實(shí)用新型的污水處理系統(tǒng)極大地提高了脫氮除磷反應(yīng)單元10中濃縮的活性污泥的濃度，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。
[0032]上述描述僅是對本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的描述，并非對本實(shí)用新型范圍的任何限定，本實(shí)用新型領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求書的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.氧化溝脫氮除磷污水處理系統(tǒng)，包括相連通的脫氮除磷反應(yīng)單元和固液分離單元，所述脫氮除磷反應(yīng)單元包括依次連通的厭氧池和氧化溝，所述固液分離單元包括二沉池，所述氧化溝的輸出端與所述二沉池的輸入端連通，其特征在于:所述固液分離單元還包括相連通的溶氣深池和氣浮池，所述二沉池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所述的氧化溝脫氮除磷污水處理系統(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所述的氧化溝脫氮除磷污水處理系統(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所述的氧化溝脫氮除磷污水處理系統(tǒng)，其特征在于:所述氣浮池通過管路與所述厭氧池的輸入端連通。
【文檔編號】C02F9/14GK203568936SQ201320588843
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月24日
【發(fā)明者】鄒偉國, 沈昌明, 賀曉紅 申請人:上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司