基于污泥碳源循環(huán)的強化除磷脫氮污水處理方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于污泥碳源循環(huán)的強化除磷脫氮污水 處理方法及系統(tǒng)。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003] 近年來，由于我國城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)不完善以及居民日常用水量的不斷增加，造成我 國城市污水廠普遍存在進水碳源不足的情況。碳源的缺乏直接加劇了反硝化菌和聚磷菌對 碳源的競爭，從而導(dǎo)致生物除磷脫氮效果較差和出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)。為了保障出水水質(zhì)穩(wěn)定 達(dá)標(biāo)，大多數(shù)污水處理廠不得不通過投加外碳源(如：甲醇、葡萄糖、乙醇等）的方式來提高 生物除磷脫氮效率。這種方式雖然能夠?qū)崿F(xiàn)出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的效果，但是因需投加大量的外 碳源會大大的增加了污水處理廠的運行費用，從而加重其運行的經(jīng)濟負(fù)擔(dān)。
[0004] 作為污水處理廠的必然產(chǎn)物一一剩余污泥雖然含有大量的有機物，但卻往往被當(dāng) 作廢棄物處理，不僅增加了處理成本，同時也造成了資源的浪費。
[0005] 因此針對目前城市污水廠碳源不足的問題研發(fā)出一種基于污泥碳源循環(huán)利用的 強化除磷脫氮污水處理系統(tǒng)及方法意義重大。
[0006]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于污泥碳源循環(huán)的 強化除磷脫氮污水處理方法及系統(tǒng)。
[0008] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下： 一種基于污泥碳源循環(huán)利用的強化除磷脫氮污水處理方法，按以下步驟操作： 1) 將污水進行砂水分離后，將分離出來的污水導(dǎo)入生物除磷脫氮池，使之按照厭 氧-缺氧-好氧的方式運行以實現(xiàn)脫氮、除磷以及有機物的去除，通過生物除磷脫氮池曝氣 系統(tǒng)提供微生物分解污水中的營養(yǎng)物所需的氧氣；將完成生物除磷脫氮的污水通過沉淀完 成泥水分離，將處理后的凈水排出；將沉淀下來的污泥一部分回流到生物除磷脫氮池的前 端形成回流污泥，另一部分則作為剩余污泥； 2) 將步驟1)所述的剩余污泥中的惰性無機物分離出來，進而形成有機質(zhì)含量較低的 底流污泥和有機質(zhì)含量較高的溢流污泥；底流污泥進行脫水處理后，使其脫水含水率小于 80%后外運； 3) 將步驟2)所述的溢流污泥通過強化水解酸化工藝使其中的有機質(zhì)從固態(tài)難降解有 機質(zhì)轉(zhuǎn)化為溶解態(tài)的易降解碳源，并促進揮發(fā)性脂肪酸的轉(zhuǎn)化，進而形成碳源回流液；該碳 源回流液回流至生物除磷脫氮池的前端；實現(xiàn)污泥碳源的循環(huán)利用。
[0009] 為了使上述方法達(dá)到良好的處理效果，步驟3)中所述的溢流污泥的污泥濃度應(yīng) 多10000mg/L，污泥中有機質(zhì)含量應(yīng)多40% ;該溢流污泥進行強化水解酸化的時間不少于一 天，進行強化水解酸化的反應(yīng)環(huán)境的ORP < 50mv。
[0010] 進一步地，根據(jù)需要，將步驟1)所述的被沉淀污泥的4-10% (質(zhì)量比）作為剩余污 泥。
[0011] 基于污泥碳源循環(huán)利用的強化除磷脫氮污水處理系統(tǒng)，包括主流污水處理系統(tǒng)和 側(cè)流污泥碳源循環(huán)系統(tǒng)： 所述的主流污水處理系統(tǒng)包括沉砂池、生物除磷脫氮池和二沉池，所述的沉砂池設(shè)置 有進水管，用于將污水引入，該沉砂池通過沉砂池出水管與所述的生物除磷脫氮池連通；所 述的生物除磷脫氮池上設(shè)置有曝氣系統(tǒng)，用于曝氣，該生物除磷脫氮池通過混合液排放管 與所述的二沉池連通；所述的二沉池設(shè)置有用于排出處理后凈水的出水管、污泥回流管和 剩余污泥排放管；所述污泥回流管一端與二沉池連通，另一端與生物除磷脫氮池的前端連 通，用于將活性污泥回流；所述的剩余污泥排放管一端與二沉池連通，另一端與側(cè)流污泥碳 源循環(huán)系統(tǒng)連通，用于將污泥排入污泥碳源循環(huán)系統(tǒng)。
[0012] 當(dāng)生物除磷脫氮池需要外投碳源時，啟動側(cè)流污泥碳源循環(huán)系統(tǒng)進行補碳。
[0013] 所述側(cè)流污泥碳源循環(huán)系統(tǒng)包括污泥無機物分離器、污泥碳源化池和污泥脫水系 統(tǒng)；所述的剩余污泥排放管與污泥無機物分離器連通；所述的污泥無機物分離器通過溢流 污泥排放管與所述的污泥碳源化池連通，通過底流污泥排放管與所述的污泥脫水系統(tǒng)連 通；污泥碳源化池通過污泥碳源回流管與生物除磷脫氮池的前端連通。
[0014] 進一步地，所述的生物除磷脫氮池可以為A2/0生化反應(yīng)池、氧化溝以及其演變工 藝等具有脫氮、除磷以及去除有機物功能的設(shè)施。
[0015] 進一步地，為了調(diào)節(jié)排入側(cè)流污泥碳源循環(huán)系統(tǒng)的污泥量，在所述的剩余污泥排 放管12上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥。
[0016] 與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果： 1、污泥無機物分離器能夠?qū)⑹Ｓ辔勰嘀邪亩栊詿o機物分離出來，達(dá)到提高剩余污 泥有機質(zhì)含量的目的，從而提高污泥碳源化效率。
[0017] 2、通過強化水解酸化等措施使剩余污泥碳源化，以污泥碳源為系統(tǒng)內(nèi)碳源回流至 主流污水處理工藝系統(tǒng)中，不僅可以緩解厭氧釋磷和缺氧反硝化的碳源競爭，提高污水處 理系統(tǒng)脫氮除磷的效率，保障出水水質(zhì)。還能實現(xiàn)剩余污泥的資源化和污泥碳源循環(huán)利用， 避免了外碳源的投加，有效的減小了污水廠的運行費用。
[0018]
【附圖說明】
[0019] 圖1為本發(fā)明的污水處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及物質(zhì)流向示意圖。
[0020] 圖中，1-沉砂池；2-生物除磷脫氮池；3-二沉池；4-污泥無機物分離器；5-污泥 碳源化池；6-污泥脫水系統(tǒng)；7-進水管；8-沉砂池出水管；9-混合液排放管；10-出水管； 11-污泥回流管；12-剩余污泥排放管；13-底流污泥排放管；14-溢流污泥排放管；15-污泥 碳源回流管；16-曝氣系統(tǒng)。
[0021]
【具體實施方式】
[0022] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)說明。
[0023] -、一種基于污泥碳源循環(huán)利用的強化除磷脫氮污水處理方法，按以下步驟操 作： 1) 將污水進行砂水分離后，將分離出來的污水導(dǎo)入生物除磷脫氮池，使之按照厭 氧-缺氧-好氧的方式運行以實現(xiàn)脫氮、除磷以及有機物的去除，通過生物除磷脫氮池曝氣 系統(tǒng)提供微生物分解污水中的營養(yǎng)物所需的氧氣；將完成生物除磷脫氮的污水通過沉淀完 成泥水分離，將處理后的凈水排出；將沉淀下來的污泥一部分回流到生物除磷脫氮池的前 端形成回流污泥，另一部分則作為剩余污泥； 2) 將步驟1)所述的剩余污泥中的惰性無機物分離出來，進而形成有機質(zhì)含量較低的 底流污泥和有機質(zhì)含量較高的溢流污泥；底流污泥進行脫水處理后，使其脫水含水率小于 80%后外運； 3) 將步驟2)所述的溢流污泥通過強化水解酸化工藝使其中的有機質(zhì)從固態(tài)難降解有 機質(zhì)轉(zhuǎn)化為溶解態(tài)的易降解碳源，并促進揮發(fā)性脂肪酸的轉(zhuǎn)化，進而形成碳源回流液；該碳 源回流液回流至生物除磷脫氮池的前端；實現(xiàn)污泥碳源的循環(huán)利用。
[0024] 步驟3)中所述的強化水解酸化工藝是在傳統(tǒng)的污泥厭氧消化工藝水解酸化段的 基礎(chǔ)上所進行的改進。污泥的水解酸化是指污泥厭氧消化中的水解階段和酸化階段的合 稱，水解酸化作用可以使大分子和難降解有機物斷鏈而轉(zhuǎn)化為小分子有機酸。水解酸化過 程中主要的微生物為水解菌和產(chǎn)酸菌，上述兩菌種均為兼性菌。利用水解作用，讓產(chǎn)酸細(xì)菌 將污泥中的細(xì)菌外多糖粘質(zhì)層水解，把細(xì)菌的細(xì)胞壁打開，并將大分子的細(xì)胞物質(zhì)降解為 小分子有機物質(zhì)，也使污泥中大量復(fù)雜的有機物，如包括碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂類等水解 成小分子有機物，最終獲取大量的易生物降解的VFAs，使之作為補充用的碳源來強化生物 營養(yǎng)物質(zhì)（氮、磷）的去除。但是水解酸化過程是十分緩慢的，水解成為污泥分解的限制步 驟。強化水解酸化工藝則是通過人為的施加措施，如投加堿、超聲波、機械破解等措施來強 化污泥水解酸化過程，加速污泥細(xì)胞的破解并促使顆粒態(tài)有機物轉(zhuǎn)化為溶解態(tài)有機物。從 而實現(xiàn)污泥碳源化。本發(fā)明在污泥碳源池5中人為施加強化水解酸化措施，使污泥高效的 轉(zhuǎn)化為溶解態(tài)的有機物(碳源)，并將其回流到生物除磷脫氮池2的前端用于補充碳源，從而 提高了系統(tǒng)的處理效率。
[0025] 作為一種優(yōu)選的實施方式，為了使上述方法達(dá)到良好的處理效果，步驟3)中所述 的溢流污泥的污泥濃度應(yīng)多l(xiāng)〇〇〇〇mg/L，污泥中有機質(zhì)含量應(yīng)多40% ;該溢流污泥進行強化 水解酸化的時間不少于一天，進行強化水解酸化的反應(yīng)環(huán)境的ORP < 50mv。
[0026] 作為一種優(yōu)選的實施方式，根據(jù)需要，將步驟1)所述被沉淀污泥的4-10% (質(zhì)量 比）作為剩余污泥。
[0027] 本發(fā)明通過強化水解酸化等措施使剩余污泥在碳源化池中發(fā)生破解，污泥從固態(tài) 難降解有機質(zhì)轉(zhuǎn)化為溶解性易生物降解碳源；該污泥碳源作為內(nèi)碳源回流到生物除磷脫氮 池，在一定程度上緩解厭氧釋磷和缺氧反硝化的碳源競爭，從而提高生物除磷脫氮效率。由 于剩余污泥來自主流污水處理系統(tǒng)，在側(cè)流污泥碳源循環(huán)系統(tǒng)中將剩余污泥進行碳源化后 又作為內(nèi)碳源又回流到主流污水處理系統(tǒng)中，從而實現(xiàn)了污泥碳源的循環(huán)利用。
[0028] 二、基于污泥碳源