基于碳源优化利用的磷回收及强化脱氮耦合工艺及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于碳源优化利用的磷回收及强化脱氮耦合工艺及系统，属于污水处理技术领域。
【背景技术】
[0002]据统计，截至2015年3月底，我国累计建成污水处理厂3763座，污水处理能力达
1.59亿立方米/日。其中城市建成运行污水处理厂共计2130座，形成污水处理能力1.30亿立方米/日。县城建成污水处理厂1633座，形成污水处理能力0.29亿立方米/日。其中执行一级A排放标准城镇污水处理厂1139座，规模3991万m3/d。污水厂出水氮磷的稳定达标成为污水处理厂运行的主要难题。从全国城镇污水处理信息系统的统计数据分析，目前国内污水处理厂中B0D5/TN达到5以上的不足20%，进水碳源不足成为影响污水处理厂一级A稳定达标的一个重要因素，投加外部碳源成为污水处理厂氮磷稳定达标的重要措施。同时，根据世界磷资源分析报告，世界磷矿储存量仅能保证未来100年的使用，磷资源作为一种重要的不可再生的非金属矿资源，对磷资源的回收越来越成为世界研究的重点，而污水处理系统中磷资源量巨大，污水处理磷回收可作为重要的磷回收途径。
[0003]基于上述问题，提高污水处理系统碳源利用率，提高污水处理系统脱氮能力的同时，回收系统的磷酸盐成为目前乃至未来城镇污水处理厂的发展趋势。
【发明内容】
[0004]本发明目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于碳源优化利用的磷回收及强化脱氮耦合工艺及系统，设置于污水处理工艺回流污泥系统，采用旁路回收系统中的磷酸盐，同时提高污水处理工艺脱氮能力。
[0005]按照本发明提供的技术方案，所述基于碳源优化利用的磷回收及强化脱氮耦合系统，包括回流污泥消氧区、生物释磷主反应区、碳源投加系统、砂滤系统、板框压滤系统和污泥调理系统；其特征是:
所述回流污泥消氧区的进口端与回流污泥栗房连通，回流污泥消氧区的底部与生物释磷主反应区连通，碳源投加系统的出口端与生物释磷主反应区连通，生物释磷主反应区的上清液出口端与砂滤系统的进口端连接，生物释磷主反应区的底部出口端与板框压滤系统的进口端连通，板框压滤系统的清液出口端与砂滤系统的出口端相连，板框压滤系统的底部污泥出口端与污泥调理系统连通，污泥调理系统的出口端与回流污泥栗房相连通。
[0006]所述基于碳源优化利用的磷回收及强化脱氮耦合工艺，其特征是，步骤如下:
a、回流污泥进入回流污泥消氧区，停留0.2?0.5小时；
b、步骤a所得预浓缩后的混合液进入后续生物释磷主反应区，碳源投加系统同步将碳源投加至生物释磷主反应区，停留时间1~1.5小时，进行厌氧释磷；
C、经步骤b厌氧释磷后的混合液静沉I?2小时，进行释磷后污泥的浓缩及产生部分富磷清液； d、步骤c所得富磷清液进入后续砂滤系统，滤速控制在6~8L/m2.s ；
e、步骤c所得浓缩污泥进入后续板框压滤系统，进行固液分离，得到含水率90%以上的污泥；
f、步骤e所得的污泥进入后续污泥调理系统，向污泥调理系统加入污水厂出水，将含水率90%以上的污泥调理为含水率95%以上的污泥，通过污泥栗回流至污水厂生物系统的缺氧区。
[0007]所述步骤e中得到的污泥含水率为90%?95%。
[0008]所述碳源投加系统的碳源投加量由污泥厌氧释磷能力确定。
[0009]本发明的有益效果:
1、在污水处理工艺回流污泥系统旁路设置生物释磷系统，在不影响主流工艺处理效果的基础上，通过投加外部碳源强化生物释磷，释磷后的污泥回流至生物系统缺氧区利用其反硝化除磷能力进一步强化系统脱氮，实现了碳源的“一碳两用”；
2、将砂滤和板框压滤过滤工艺用于富磷清液的收集，有效提高富磷清液的回收率，降低富磷清液的杂质含量，有利于提高后续磷回收产品的纯度。
【附图说明】
[0010]图1为本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0011]下面结合具体附图对本发明作进一步说明。
[0012]如图1所示，一种基于碳源优化利用的磷回收及强化脱氮耦合系统包括回流污泥消氧区1、生物释磷主反应区2、碳源投加系统3、砂滤系统4、板框压滤系统5、污泥调理系统6等。
[0013]如图1所示，本发明包括回流污泥消氧区1，生物释磷主反应区2、碳源投加系统3、砂滤系统4、板框压滤系统5及污泥调理系统6 ;所述回流污泥消氧区I的进口端与回流污泥栗房连通，回流污泥消氧区I的底部与生物释磷主反应区2连通，碳源投加系统3的出口端与生物释磷主反应区2连通，生物释磷主反应区2的上清液出口端与砂滤系统4的进口端连接，生物释磷主反应区2的底部出口端与板框压滤系统5的进口端连通，板框压滤系统5的清液出口端与砂滤系统4的出口端相连，板框压滤系统5的底部污泥出口端与污泥调理系统6连通，污泥调理系统6的出口端与回流污泥栗房相连通。
[0014]实施例1:
一种基于碳源优化利用的磷回收及强化脱氮耦合工艺，其步骤如下:
a、来自污水厂回流污泥栗房的回流污泥进入回流污泥消氧区1，停留0.2小时，以去除回流污泥中的溶解氧并进行回流污泥预浓缩；
b、步骤a所得预浓缩后的混合液进入后续生物释磷主反应区2，碳源投加系统3同步将碳源投加至生物释磷主反应区2，停留时间I小时，进行厌氧释磷；
C、经步骤b厌氧释磷后的混合液静沉I小时，进行释磷后污泥的浓缩及产生部分富磷清液；
d、步骤c所得富磷清液进入后续砂滤系统4以去除清液中的悬浮固体、胶体等杂质，滤速控制在6L/m2.s ；
e、步骤c所得浓缩污泥进入后续板框压滤系统5，进行固液分离，板框压滤后的清液与砂滤系统清液作为后续富磷清液用于后续磷回收；脱水后污泥含水率控制在90%以上，最好是在95%以下；
f、步骤e所得的污泥进入后续污泥调理系统6，通过向污泥调理系统加入污水厂出水，将含水率90%以上的污泥调理为含水率95%以上的污泥，通过污泥栗回流至污水厂生物系统的缺氧区。
[0015]实施例2:
一种基于碳源优化利用的磷回收及强化脱氮耦合工艺，其步骤如下:
a、来自污水厂回流污泥栗房的回流污泥进入回流污泥消氧区1，停留0.4小时，以去除回流污泥中的溶解氧并进行回流污泥预浓缩；
b、步骤a所得预浓缩后的混合液进入后续生物释磷主反应区2，碳源投加系统3同步将碳源投加至生物释磷主反应区2，停留时间1.2小时，进行厌氧释磷；
C、经步骤b厌氧释磷后的混合液静沉1.5小时，进行释磷后污泥的浓缩及产生部分富磷清液；
d、步骤c所得富磷清液进入后续砂滤系统4以去除清液中的悬浮固体、胶体等杂质，滤速控制在7L/m2.s ；
e、步骤c所得浓缩污泥进入后续板框压滤系统5，进行固液分离，板框压滤后的清液与砂滤系统清液作为后续富磷清液用于后续磷回收；脱水后污泥含水率控制在90%以上，最好是在95%以下；
f、步骤e所得的污泥进入后续污泥调理系统6，通过向污泥调理系统加入污水厂出水，将含水率90%以上的污泥调理为含水率95%以上的污泥，通过污泥栗回流至污水厂生物系统的缺氧区。
[0016]实施例3:
一种基于碳源优化利用的磷回收及强化脱氮耦合工艺，其步骤如下:
a、来自污水厂回流污泥栗房的回流污泥进入回流污泥消氧区1，停留0.5小时，以去除回流污泥中的溶解氧并进行回流污泥预浓缩；
b、步骤a所得预浓缩后的混合液进入后续生物释磷主反应区2，碳源投加系统3同步将碳源投加至生物释磷主反应区2，停留时间1.5小时，进行厌氧释磷；
C、经步骤b厌氧释磷后的混合液静沉2小时，进行释磷后污泥的浓缩及产生部分富磷清液；
d、步骤c所得富磷清液进入后续砂滤系统4以去除清液中的悬浮固体、胶体等杂质，滤速控制在8L/m2.s ；
e、步骤c所得浓缩污泥进入后续板框压滤系统5，进行固液分离，板框压滤后的清液与砂滤系统清液作为后续富磷清液用于后续磷回收；脱水后污泥含水率控制在90%以上，最好是在95%以下；
f、步骤e所得的污泥进入后续污泥调理系统6，通过向污泥调理系统加入污水厂出水，将含水率90%以上的污泥调理为含水率95%以上的污泥，通过污泥栗回流至污水厂生物系统的缺氧区。
【主权项】
1.一种基于碳源优化利用的磷回收及强化脱氮耦合系统，包括回流污泥消氧区(I)、生物释磷主反应区(2)、碳源投加系统(3)、砂滤系统(4)、板框压滤系统(5)和污泥调理系统(6);其特征是: 所述回流污泥消氧区(I)的进口端与回流污泥栗房连通，回流污泥消氧区(I)的底部与生物释磷主反应区(2)连通，碳源投加系统(3)的出口端与生物释磷主反应区(2)连通，生物释磷主反应区(2)的上清液出口端与砂滤系统(4)的进口端连接，生物释磷主反应区(2)的底部出口端与板框压滤系统(5)的进口端连通，板框压滤系统(5)的清液出口端与砂滤系统(4)的出口端相连，板框压滤系统(5)的底部污泥出口端与污泥调理系统(6)连通，污泥调理系统(6 )的出口端与回流污泥栗房相连通。2.—种基于碳源优化利用的磷回收及强化脱氮耦合工艺，其特征是，步骤如下: a、回流污泥进入回流污泥消氧区(I)，停留0.2?0.5小时； b、步骤a所得预浓缩后的混合液进入后续生物释磷主反应区(2)，碳源投加系统(3 )同步将碳源投加至生物释磷主反应区(2)，停留时间1~1.5小时，进行厌氧释磷； C、经步骤b厌氧释磷后的混合液静沉I?2小时，进行释磷后污泥的浓缩及产生部分富磷清液； d、步骤c所得富磷清液进入后续砂滤系统(4)，滤速控制在6~8L/m2.s ； e、步骤c所得浓缩污泥进入后续板框压滤系统(5)，进行固液分离，得到含水率90%以上的污泥； f、步骤e所得的污泥进入后续污泥调理系统(6)，向污泥调理系统(6)加入污水厂出水，将含水率90%以上的污泥调理为含水率95%以上的污泥，通过污泥栗回流至污水厂生物系统的缺氧区。3.如权利要求2所述的基于碳源优化利用的磷回收及强化脱氮耦合工艺，其特征是:所述步骤e中得到的污泥含水率为90%?95%。
【专利摘要】本发明涉及一种基于碳源优化利用的磷回收及强化脱氮耦合工艺及系统，包括回流污泥消氧区、生物释磷主反应区、碳源投加系统、砂滤系统、板框压滤系统和污泥调理系统。本发明通过在污水处理工艺回流污泥系统旁路设置磷回收系统，将生物释磷及反硝化除磷的功能进行耦合，实现外部投加碳源的“一碳两用”，提高了碳源利用率，在回收污水系统磷酸盐的基础上强化了系统的脱氮能力，同时将砂滤和板框压滤用于系统的清液收集，提高了富磷清液的回收率，降低了富磷清液的杂质含量，为后续磷回收系统的产品纯度提供了保障，可作为未来污水处理厂生物系统旁路磷回收工艺系统。
【IPC分类】C02F11/00, C02F9/14
【公开号】CN105060640
【申请号】CN201510489667
【发明人】李鹏峰, 隋克俭, 尚巍, 郭亚琼, 周蕾
【申请人】中国市政工程华北设计研究总院有限公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年8月10日