[發明專利]一種自適應水質變化的污水低碳生物處理系統及其方法

有效

• 申請號: 202210385125.5
• 申請日: 2022-04-13
• 公開（公告）號: CN114644434B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 董磊;張欣;陳銀廣;孫偉迪;鄭雄;馮雷雨;黃海寧;劉超;王鳶;郭兵;楊一烽
• 申請（專利權）人: 同濟大學;上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F11/04;C02F101/10;C02F101/16
• 代理公司: 北京挺立專利事務所(普通合伙) 11265
• 代理人: 余瑩

本發明公開了一種自適應水質變化的污水低碳生物處理系統及方法，包括污泥濃縮發酵池、矩形進水箱涵、多功能池、生物反應池、外回流污泥渠、二沉池、出水水質在線監測系統；所述矩形進水箱涵的兩側均連接有一所述多功能池，其2組多功能池均為矩形；所述多功能池的一側設有污泥濃縮發酵池，另一側連接所述生物反應池，所述多功能池與生物反應池之間設有超越箱涵，所述超越箱涵的進水端連接矩形進水箱涵的出水端口；所述生物反應池的出水端連接二沉池；所述二沉池的配水渠一側設有外回流污泥渠，所述外回流污泥渠延伸圍繞生物反應池、多功能池和污泥濃縮發酵池外圍設置。本發明解決水質不穩定時難以實現生物處理系統基質代謝平衡的技術難題。

技術領域

本發明屬于污水處理技術領域，具體地涉及一種自適應水質變化的污水低碳生物處理系統及其方法。

背景技術

眾所周知，污水生物處理系統既有脫氮除磷功能微生物，又有許多非功能微生物；后者消耗碳源卻不參與氮磷的去除，導致大量二氧化碳和污泥產生及除磷脫氮效率降低。功能微生物能夠在厭氧條件下，通過分解胞內聚磷獲得能量 (ATP)，將污水可利用碳基質(例如乙酸)吸收到胞內并合成為聚羥基烷酸(PHA，主要包括羥基丁酸(PHB)和聚羥基戊酸(PHV)；在隨后的好氧或缺氧條件下氧化分解PHA產生能量和還原力，用于好氧磷吸收和缺氧反硝化；與PHB相比，氧化 PHV產生能量和還原力速率與磷吸收和反硝化速率更接近，導致氮和磷去除率更高，溫室氣體(N₂O和CO₂)及NO產生量更低。

中國專利申請號為CN 111285568 A公開了一種低碳節能污水處理系統，公開了調節池、厭氧池、好氧池、膜生物反應池、污泥池等。但目前污水廠中通過設置調節池可實現進水水量的削峰填谷，但其水質負荷仍然會發生較大波動，而生物反應靠微生物降解有機負荷污染物，微生物系統很難適應水量的水質的大幅波動。隨之而來的問題是進水碳源不足，反硝化脫氮和厭氧釋磷相互競爭碳源，導致出水氮磷含量不穩定。而非功能微生物以過量消耗污水碳資源為代價，同時又產生大量二氧化碳、氧化亞氮及甲烷等溫室氣體；另一方面，污水得到處理后，隨之產生的污泥又給人類帶來了二次污染的危險。而污水處理廠產生的污泥中的固體成分主要由有機殘片、細菌菌體、無機顆粒、膠體等組成，是一種以有機成分為主的組成復雜的混合物，其中包含潛在利用價值的有機質、氮(N)、磷(P)、鉀(K)和各種微量元素養分，應當加以利用，變廢為寶。因此利用生物處理污水，需考慮水質變化的影響，減少污染物產生，使其符合排放標準。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種自適應水質變化的污水低碳生物處理系統及其處理模式，以達到解決水質不穩定時難以實現生物處理系統基質代謝平衡和短鏈脂肪酸(MSCFA)定向生產等工程技術難題，實現了污水廠低碳高效運行、微生物活性最佳維持和二次污染物超低排放的目的。

為實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種自適應水質變化的污水低碳生物處理系統，包括污泥濃縮發酵池、矩形進水箱涵、多功能池、生物反應池、外回流污泥渠、二沉池、出水水質在線監測系統；其中，所述矩形進水箱涵的兩側均連接有一座所述多功能池，其2組多功能池均為矩形，并以矩形進水箱涵為中心鏡面對稱；所述多功能池的一側設有污泥濃縮發酵池，所述污泥濃縮發酵池與多功能池共壁，其另一側連接所述生物反應池，所述多功能池與生物反應池之間設有超越箱涵，所述超越箱涵的進水端連接矩形進水箱涵的出水端口，所述超越箱涵的出水端連接所述生物反應池，所述生物反應池的出水端連接二沉池；所述二沉池的出水口尾端設有出水水質在線監測系統；所述二沉池的配水渠一側設有外回流污泥渠，所述外回流污泥渠延伸圍繞生物反應池、多功能池和污泥濃縮發酵池外圍設置。

進一步地，所述矩形進水箱涵的頂部的中間位置設有進水孔，所述矩形進水箱涵的進水端處設有進水水質在線監測系統。