专利名称：一种污水厂原位强化发酵再生碳源污水处理系统的制作方法
技术领域：
本发明属于环保技术领域，具体涉及一种污水厂原位强化发酵再生碳源污水处理系统。
背景技术：
我国水之源相对贫乏，而水污染却日益严重。近年来中国环境状况公报显示，照成我 国水污染的主要原因包括氮、磷排放量过高。为了控制氮、磷污染，我国《城镇污水处理 厂污染物排放标准》(GB18918-2002)—级A标准规定，城镇二级污水厂中NH4+-N《5mg/L， TN《15mg/L， TP《0.5mg/L。虽然目前很多城市已经建成了污水处理厂，但是由于污水中 有机物含量比较低，实际的脱氮除磷效果并不理想，出水往往不能满足排放标准。虽然可 以通过投加甲醇、乙酸、葡萄糖等作为补充碳源，但是污水厂运行成本将显著增加。
污水厂产生的初沉污泥和剩余污泥中含有大量细菌和有机物，如果处理不当将危害环 境。污泥处理一般以无害化、稳定化、减量化和资源化为目的。为了达到上述目的，污泥 厌氧消化产甲烷是常用的工艺之一，但是产出的甲烷气中甲烷含量往往不高，可燃性不好。 另一种工艺为厌氧污泥消化产酸工艺，但是由于常规条件下产酸率不高，而且含有高浓度 的氮磷，因此该工艺在实际污水厂中较少使用。此外，虽然近年来报道碱性条件可以提高 厌氧产酸效率，但是迄今为止尚没有成熟的工艺可供污水厂使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种污水厂原位强化发酵再生碳源污水处理系统。 本发明提出的污水厂原位强化发酵再生碳源污水处理系统，由初沉池1、污水生物处
理系统2、 二沉池3、预调节池4、碱性发酵池5、调理池6、碳源存储池7及管道和阀门
连接组成，其中
碱性发酵池5内设有第一搅拌机8、温度计9、第一泥位计10和第--pH计11，底部 设有加热器30;
调理池6内设有第二搅拌机12、第二 pH计13、第二泥位计14、氮磷自动分析仪15 和磷自动分析仪16，调理池6顶部通过管道和第二阀门23连接酸碱调节池17，通过管道 和第三阀门24连接氨氮溶液池18，通过管道和第四阀门25连接磷溶液池19，通过管道 和第五阀门26连接镁离子溶液池20，通过管道和第六阀门27连接絮凝剂溶液池21;
初沉池1 一侧设有污水进水口，另一侧连接污水生物处理系统2，初沉池1底部通过管道连接预调节池4，污水生物处理系统2连接二沉池3，预调节池4通过管道和第一污 泥泵29连接碱性发酵池5,碱性发酵池5通过管道和第二污泥泵31连接调理池6 —侧， 调理池6底部通过管道和第二污泥泵32连接脱水设备33，调理池6另--侧通过第七阀门 28和管道连接碳源存储池7，脱水设备33连接干化场34;碳源存储池7通过管道连接初 沉池1与污水生物处理系统2的连接管道；
计算机综合控制系统35分别连接第一搅拌机8、温度计9，第一泥位计10、第一 pH 计ll、第二搅拌机12、第二pH计13、第二泥位计14、氮磷自动分析仪15、磷自动分析 仪16、第一阀门22、第二阀门23、第三阀门24、第四阀门25、第五阀门26、第六阀门 27、第七阀门28、第一污泥泵29、加热器30、第二污泥泵31和第三污泥泵32。
本发明提出的污水厂原位强化发酵再生碳源污水处理工艺，具体歩骤如下
(1) 以污水厂初沉污泥、剩余污泥、城巿餐厨垃圾中的一种或多种作为发酵原料， 发酵原料进入预调节池4;
(2) 预调节池4的发酵原料经第一污泥泵29进入碱性发酵池5，控制碱性发酵池5 内的pH值为8 14，碱性发酵池5温度为15 60°C，水力停留时间为1 30天，在第--搅拌机8搅拌下进行强化发酵产生碳源；
(3) 发酵后的混合物经第二污泥泵31进入调理池6，调理池6内分别加入氨氮、磷 或镁离子，并山第二搅拌机]2搅拌混合均匀后，停止搅拌，调理池6中的混合物静置、 分层，然后开启第七阀门28，将调理池6中的上清液排入到碳源存储池7中；
(4) 调理池6下层的沉淀物经第三污泥泵32进入污泥脱水设备33脱水，脱水滤液 进入碳源存储池7，脱水泥饼进入干化场34干化；
(5) 碳源存储池7中的液体回流到污水生物处理系统2，用作污水生物处理的补充碳源。
本发明的有益效果是
(1) 开发了成套的在温度和碱性pH联合下、污水厂原位强化发酵再生碳源用于污水 处理的新系统，有利于解决污水厂碳源不足、脱氮除磷效果差、出水水质难以满足国家标 准的问题；
(2) 可以有效降低污水厂初沉污泥和剩余污泥的处理费用，同时能够使城市餐厨垃 圾和污水厂废弃污泥资源化再利用；
(3) 在处理废弃物、产生碳源提高污水厂脱氮除磷效果的同时，获取了一种肥效较 高的副产品，该副产品可以作农用肥料，具有一定的经济效益；
(4) 使用本发明，可以大大减少污水厂的运行成本，提高出水水质，改进、优化有的城市污水处理系统；本系统对工厂及小区污水处理站的运行也具有一定指导意义。
本发明以污水厂的初沉污泥、剩余污泥、城市餐厨垃圾为原料，经过预调节池调理后 进入碱性发酵池在一定温度和碱性pH联合作用下强化发酵再生碳源，随后在调理池中投 加一些化学药剂，从而不仅简便地获取了优质的碳源，还获取一种可用作肥料的副产品， 并达到了废弃污泥稳定化、减量化、无害化、资源化的目的。
图1是本发明污水厂原位强化发酵再生碳源用于污水处理系统结构图示。
图2是本发明污水厂原位强化发酵再生碳源用于污水处理工艺的自动控制系统结构图示。
图中标号1为初沉池，2为污水生物处理系统，3为二沉池，4为预调节池，5为碱 性发酵池，6为调理池，7为碳源存储池，8为第一搅拌机，9为温度计，IO为第一泥位计， ll为第一pH计，12为第二搅拌机，13为第二pH计，14为第二泥位计，15为氮磷自动分 析仪，16为磷自动分析仪，17为酸碱调节池，18为氨氮溶液池，19为磷溶液池，20为镁 离子溶液池，21为絮凝剂溶液池，22为第一阀门，23为第二阀门，24为第三阀门，25为 第四阀门，26为第五阀门，27为第六阀门，28为第七阀门，29为第一污泥泵，30为加热 器，31为第二污泥泵，32为第三污泥泵，33为脱水设备，34为千化场，35为计算机控制 系统。
具体实施例方式
下面通过实施例结合附图作进一歩详细说明 实施例1:
某城市污水处理j —(处理能力2万吨/天)实施工艺改造，改造的目的是利用污水厂 的初沉污泥、剩余污泥以及附近餐饮业的餐厨垃圾强化产生的碳源提高污水厂除磷脱氮效
果。在该改造工程中，采用的设备型号如下阀门22-27采用DN25型电动阀门；阀门28 采用DN200型电动阀门；污泥泵29、 31、 32采用流量100m7h、功率55kw的污泥泵；搅 拌机8、 12采用QJZB-7. 5型潜水搅拌机；pH计ll、 13采用Jenco 3675工业pH计；温度 计9采用377-2温度计；泥位计10、 14采用DPS300污泥界面分析仪；加热器30采用KCS-1 可拆式热交换器；氨氮自动分析仪15采用刚4D sc氨氮分析仪；磷自动分析仪16采 用NPW-150总磷在线分析仪。
如图1所示，初沉污泥、剩余污泥、餐厨垃圾三种物质的混合物，或者上述三种物质 中任意两种物质的混合物，或者上述三种物质中任意一种单一物质，进入预调节池4作为 发酵产酸的发酵原料；经预调节池4调节后，发酵原料进入碱性发酵池5，原料在该池的水力停留时间为l 30天;
碱性发酵池5中的碱性pH控制在8 14之间，当第一 pH计10测量的范围不在此范 围内时，溶液池17中的药剂经第-一阀门22被加入到碱性发酵池5中用来调节pH值，直 至调整到设定的pH;
碱性发酵池5中的温度范围为15 6(TC，当温度计9测量的范围不在此范围内时，加 热器30开启调节温度，调整到设定的温度后停止加热；
碱性发酵池5中液面由第一泥位计10控制，当液面高于设定高度H,时，第一污泥泵 29停止工作；当液面低于设定高度H2时，第二污泥泵31停止工作；第一污泥泵29和第二 污泥泵31的开启时间由发酵原料在碱性发酵池5的停留时间决定；
发酵混合物经第二污泥泵31输入调理池6后，氨氮自动分析仪15和磷自动分析仪16 将氨氮和磷浓度反馈到计算机智能综合控制系统，计算所需投加的氨氮、磷或镁离子的量。 氨氮、磷或镁离子通过开启第三阀门24、第四阀门25、第五阀门26投加；第三阀门24、 第四阀门25、第五阀门26分别连接相应的氨氮溶液池18、憐溶液池19和镁离子溶液池
20;在搅拌条件下，氨氮、磷或镁离子后，调理池6中的pH值由第二pH计13测量，如 果不在范围pH 8 10之间，第二阀门23开启调节pH值，直至调整到设定的pH后关闭；
pH调整完毕后，絮凝剂溶液21中的絮凝剂经阀门27加入到调理池6中，充分搅拌后， 停止第二搅拌机12，静置一段时间后，其中的上清液由第二泥位计14控制，经第七阀门 28进入碳源存储池7;
调理池6下层的沉淀物经第三污泥泵32进入污泥脱水设备33脱水，脱水滤液进入碳 源存储池7，脱水泥饼进入干化场34干化，干化后的物质富含氮、磷等营养元素，可以作 为肥料使用；
碳源存储池7中的液体回流到污水处理系统，用作污水生物处理的补充碳源。 图1所示系统可以由图2所示的计算机智能综合控制系统(35)在线自动控制，也可 以由人工操作完成。计算机综合控制系统35分别连接第一搅拌机8、温度计9，第一泥位 计10、第一 pH计11、第二搅拌机12、第二 pH计13、第二泥位计14、氮磷自动分析仪 15、磷自动分析仪16、第一阀门22、第二阀门23、第三阀门24、第四阀门25、第五阀门 26、第六阀门27、第七阀门28、第一污泥泵29、加热器30、第二污泥泵31和第三污泥 泵32。 .
上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对上述实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原 理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本 领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范 围之内。
权利要求
1、一种污水厂原位强化发酵再生碳源污水处理系统，由初沉池(1)、污水生物处理系统(2)、二沉池(3)、预调节池(4)、碱性发酵池(5)、调理池(6)、碳源存储池(7)及管道和阀门连接组成，其特征在于碱性发酵池(5)内设有第一搅拌机(9)、温度计(9)、第一泥位计(10)和第一pH计(11)，底部设有加热器(30)；调理池(6)内设有第二搅拌机(12)、第二pH计(13)、第二泥位计(14)、氮磷自动分析仪(15)和磷自动分析仪(16)，调理池(6)顶部通过管道和第二阀门(23)连接酸碱调节池(17)，通过管道和第三阀门(24)连接氨氮溶液池(18)，通过管道和第四阀门(25)连接磷溶液池(19)，通过管道和第五阀门(26)连接镁离子溶液池(20)，通过管道和第六阀门(27)连接絮凝剂溶液池(21)；初沉池(1)一侧设有污水进水口，另一侧连接污水生物处理系统(2)，初沉池(1)底部通过管道连接预调节池(4)，污水生物处理系统(2)连接二沉池(3)，预调节池(4)通过管道和第一污泥泵(29)连接碱性发酵池(5)，碱性发酵池(5)通过管道和第二污泥泵(31)连接调理池(6)一侧，调理池(6)底部通过管道和第二污泥泵(32)连接脱水设备(33)，调理池(6)另一侧通过第七阀门(28)和管道连接碳源存储池(7)，脱水设备(33)连接干化场(34)；碳源存储池(7)通过管道连接初沉池(1)与污水生物处理系统(2)的连接管道；计算机综合控制系统(35)分别连接第一搅拌机(8)、温度计(9)，第一泥位计(10)、第一pH计(11)、第二搅拌机(12)、第二pH计(13)、第二泥位计(14)、氮磷自动分析仪(15)、磷自动分析仪(16)、第一阀门(22)、第二阀门(23)、第三阀门(24)、第四阀门(25)、第五阀门(26)、第六阀门(27)、第七阀门(28)、第一污泥泵(29)、加热器(30)、第二污泥泵(31)和第三污泥泵(32)。
全文摘要
本发明属于环保技术领域，具体涉及一种污水厂原位强化发酵再生碳源污水处理系统。包含预调节池、碱性发酵池、调理池、碳源存储池等构筑物，以及配套的管道、仪表、脱水、干化、控制系统等设备。以污水厂的初沉污泥、剩余污泥、城市餐厨垃圾为发酵原料，经过预调节池调理后进入碱性发酵池在一定温度和碱性pH共同作用下强化发酵再生碳源，随后在调理池中投加一些化学药剂，从而不仅简便地获取了优质的碳源，还获取一种可用作肥料的副产品，并达到了废弃污泥稳定化、减量化、无害化、资源化的目的。该工艺具有投资少、运行成本低、再生碳源质量稳定、副产品价值高等优点。
文档编号C02F11/12GK101538101SQ20091004982
公开日2009年9月23日 申请日期2009年4月23日 优先权日2009年4月23日
发明者蕾 于, 超 张, 胡兰芳, 雄 郑, 陈银广, 顾国维 申请人:同济大学