[發(fā)明專利]一種污水處理系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410303724.3
• 申請(qǐng)日: 2014-06-30
• 公開（公告）號(hào): CN104671586B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張東曙
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海世淵環(huán)保科技有限公司
• 主分類號(hào): C02F9/14
• 分類號(hào): C02F9/14
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司31236
• 代理人: 胡晶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用生物固氮的污水處理系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

20世紀(jì)70年代以來，世界各國意識(shí)到控制水體中的氮磷含量是抑制水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要因素，進(jìn)而推進(jìn)了對(duì)污水處理中脫氮除磷要求的不斷提高，造成污水處理工藝及其運(yùn)行日益復(fù)雜化以及污水處理的投資及其運(yùn)行費(fèi)用也隨之越來越高的問題。因此如何在滿足處理要求的前提下，簡(jiǎn)化工藝流程，減少工程投資和運(yùn)行費(fèi)用，是世界各國所面臨的一個(gè)共同課題。現(xiàn)階段各種除磷脫氮工藝一般都是除碳、除氮、除磷三種流程的有機(jī)組合，其中廣泛運(yùn)用的為厭氧-缺氧-好氧生物脫氮除磷工藝(A2O)。

在現(xiàn)有的脫氮除磷處理技術(shù)領(lǐng)域，最為常規(guī)的厭氧-缺氧-好氧生物脫氮除磷工藝(A2O)的技術(shù)流程依次包含：

a.預(yù)處理階段：廢水進(jìn)水通過格柵、自然沉淀或加藥沉淀等物理化學(xué)手段分離污水中的漂浮物和懸浮顆粒；

b.厭氧階段：用于處理流出預(yù)處理裝置的廢水及同步進(jìn)入的自二沉池回流的含磷污泥，處理后污水中的磷濃度升高，溶解性有機(jī)物被微生物細(xì)胞吸收而使水中的BOD5濃度下降；同時(shí)，NH₃-N因細(xì)胞的合成而被去除一部分從而降低其濃度，但NO₃-N的含量不發(fā)生變化；

c.缺氧階段：反硝化菌利用污水中的有機(jī)物作為碳源，將回流混合液中帶入的大量NO₃-N及NO₂-N還原為N₂，從而使得BOD5及NO₃-N濃度下降，但磷濃度的變化較小；

d.好氧階段：有機(jī)物被微生物生化降解使有機(jī)物濃度下降；同時(shí)有機(jī)氮被氨化繼而被硝化，使NH₃-N濃度下降；隨著硝化過程中NO₃-N的濃度增加，磷濃度也隨著聚磷菌的過量攝取快速下降；

e.污泥處理：處理過程中產(chǎn)生的污泥通過濃縮、脫水的方式減小污泥體積，降低含水率，便于后續(xù)污泥處置。

其中，上述常規(guī)A2O工藝流程在實(shí)際運(yùn)用中存在以下問題：

1.反應(yīng)池容積較A/O工藝(厭氧好氧工藝)大且污泥回流量大、能耗高：工藝過程中的回流污泥全部進(jìn)入?yún)捬醵危鵀榱司S持較低的污泥負(fù)荷以保證系統(tǒng)的硝化性能，回流比一般需保持在40％-100％之間，使反應(yīng)池容積大大增加，使基建費(fèi)用升高，同時(shí)也增加了其運(yùn)行及維護(hù)等費(fèi)用；

2.脫氮除磷效果的相互抑制：當(dāng)系統(tǒng)回流污泥量較大時(shí)，回流污泥內(nèi)大量的硝酸鹽也將被夾帶至厭氧池，而聚磷菌釋放磷的條件為厭氧狀態(tài)并同時(shí)有溶解性BOD的存在。當(dāng)大量硝酸鹽存在時(shí)，反硝化菌會(huì)以有機(jī)物作為碳源進(jìn)行反硝化，等脫氮完全后方可開始磷的厭氧釋放，這使得厭氧階段內(nèi)進(jìn)行磷的厭氧釋放的有效容積大為減少，降低除磷的效果，相比而言脫氮效果較好；反之，若好氧段內(nèi)的硝化作用較差，則隨回流污泥進(jìn)入?yún)捬醵蝺?nèi)的硝酸鹽量便減少，使磷得以充分的厭氧釋放，增加其除磷效果，但由于硝化的不完全，導(dǎo)致脫氮效果不佳；

3.常規(guī)的A2O工藝處理含磷廢水時(shí)水處理系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生大量含磷污泥，此類污泥及其濃縮液如處置不當(dāng)，會(huì)再次進(jìn)入自然水體形成二次污染。而在另一方面，作為生命活動(dòng)中非常重要的一類物質(zhì)、同時(shí)也是工業(yè)生產(chǎn)中廣泛運(yùn)用的原料，磷元素在自然界中的轉(zhuǎn)移是單向的，因此大量的開采與使用將造成磷元素逐漸變成一種稀缺性資源。因此傳統(tǒng)的工藝對(duì)含磷污泥的處置存在著造成二次污染與資源浪費(fèi)的雙重矛盾；

4.常規(guī)A2O工藝是通過硝化-反硝化過程來實(shí)現(xiàn)脫氮除磷以及去除COD的效果的，故整個(gè)工藝流內(nèi)需要大比例的污泥回流以及大風(fēng)量曝氣以保證污泥濃度及供氧量，這使得工藝中的能量消耗增加；

5.常規(guī)A2O工藝技術(shù)脫氮除磷工藝流程長(zhǎng)控制條件復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種利用生物固氮的污水處理系統(tǒng)及方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的工藝流程長(zhǎng)、控制條件復(fù)雜、硝化-反硝化過程的高能耗、氧濃度分別制約脫氮和除磷效果以及常規(guī)工藝產(chǎn)生污泥因難以處置而形成二次污染的缺陷。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種污水處理系統(tǒng)，包括：

預(yù)處理子系統(tǒng)，用于對(duì)廢水進(jìn)行絕菌純化，使廢水內(nèi)不含其他菌種；

光能固氮反應(yīng)器，用于處理預(yù)處理后的廢水；所述光能固氮反應(yīng)器內(nèi)有大量表面附著生長(zhǎng)固氮細(xì)菌的厭氧污泥，并且，所述光能固氮反應(yīng)器內(nèi)置有光源，此外，所述光能固氮反應(yīng)器內(nèi)還設(shè)有控制所述光能固氮反應(yīng)器內(nèi)溫度的加熱裝置及溫度控制裝置，所述光能固氮反應(yīng)器頂部設(shè)置尾氣收集裝置；

藥劑投加裝置，用于向所述光能固氮反應(yīng)器內(nèi)投加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；