一种兼具深度脱氮除磷和泥水重力分离的污水处理方法与装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种污水处理方法与装置，更具体地，涉及一种兼具深度脱氮除磷和 泥水重力分离的污水处理方法与装置。
【背景技术】
[0002] 氮和磷是导致水体富营养化的关键性污染物质，相对COD和TSS的去除，要难很 多。依据我国《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002)中一级A标准，出水 氨氮、总氮和总磷应分别小于5、15和0. 5毫克/升。而我国《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002)规定，第V类水环境中氨氮、总氮和总磷应分别小于2. 0, 2. 0和0. 4毫克/升。 这意味着，即使城市污水处理厂的达标出水，仍会严重污染环境容量已接近饱和的接纳水 体。
[0003] 然而，污水厂的提标改造正面临着两个难题：（1)缺乏经济且高效的深度脱氮除 磷工艺技术；（2)依靠现有工艺，外加辅助设施，即使能满足新的排放要求，但改造成本和 处理成本将大量上升。传统经典的生物脱氮除磷工艺，例如A 20、UCT等工艺，由于消化液回 流不完全和对原水中有机质利用不充分，大约能去除70%左右的氮和磷，出水总氮和总磷 分别在15晕克/升和1晕克/升左右。
[0004] 污泥截留与泥水分离，是污水处理中最关键的过程之一。依靠重力沉淀来实现 泥水分离是目前最常用的方式。这种方式虽然成本低，但占地面积大，而且难以提高反应 器水力负荷和污染物负荷。利用膜分离技术对污水进行处理，可以打破传统重力沉淀的 局限性，其优点是反应器体积小。常用的膜材料为细孔微滤膜（〇. 01-0. 5微米）和超滤膜 (0. 005-0. 2微米)，这两种膜材料几乎能完全去除污水中的悬浮物和浊度，以及大部分细菌 和部分病毒。但由于细孔微滤膜和超滤膜膜孔径小，易污染，用于泥水分离中还需频繁的反 冲洗和定期的化学冲洗。这使得膜分离装置的运行能耗、管理难度和工作量都会增加。
[0005] 基于上述的原因，急需一种低成本、高效率的深度脱氮除磷工艺与重力流膜分离 装置，在完成深度脱氮除磷的同时，既能发挥膜生物反应器在占地面积小、负荷高、污泥产 量少等优势，又能克服膜易污染、操作复杂和能耗高等缺点。
【发明内容】
[0006] 本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供了一种兼具深度脱氮除磷 和泥水重力分离的污水处理方法与装置，它显著提高了氮磷去除效率。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是： 一种兼具深度脱氮除磷和泥水重力分离的污水处理装置，由依次连通的搅拌一池、搅 拌二池、曝气/搅拌交替池、充氧池和泥水重力分离装置组成，所述搅拌一池和搅拌二池的 底部连通，所述搅拌二池通过设于池体上部的第二过水通道与曝气/搅拌交替池连通，所 述搅拌一池、搅拌二池和曝气/搅拌交替池均设有搅拌装置，所述曝气/搅拌交替池还设有 第一曝气装置和使曝气/搅拌交替池中的部分泥水回流至搅拌二池的泥水内循环装置，所 述曝气/搅拌交替池通过设于池体上部的第三过水通道与充氧池连通，所述充氧池包括第 二曝气装置；泥水重力分离装置与充氧池连通，所述泥水重力分离装置内设有使污泥回流 至搅拌一池的污泥回流装置。
[0008] 搅拌一池和搅拌二池中的搅拌器，处于连续工作状态。在搅拌一池中，回流的污泥 与进水混合，由于没有曝气且回流污泥中硝酸盐含量低，该池始终处于厌氧状态，起到水解 酸化和聚磷菌释磷的作用。搅拌二池始终处于缺氧状态，泥水内循环带回的硝酸盐和亚硝 酸盐，被还原成氮气，从而去除总氮。
[0009] 利用控制裝置控制所述曝气/搅拌交替池中的搅拌装置和曝气装置交替运行，能 够创造好氧-缺氧-厌氧的交替环境，继续强化硝化和反硝化，去除BOD和氨氮的同时，继 续去除未能回流的硝酸盐。交替好氧-缺氧-厌氧的环境，也继续强化了聚磷菌的生长，更 利于聚磷菌的富集和总磷的去除。所述曝气/搅拌交替池，打破了传统工艺，如A 2O工艺， 硝化液回流受限和对有机碳利用不充分的问题，强化了对氮磷的去除。
[0010] 所述充氧池中的第二曝气装置，一直处于运行状态，进一步降低出水中的B0D、氨 氮和总磷。
[0011] 所述泥水重力分离装置，完成污泥截留与泥水分离。
[0012] 作为一种可选方案，所述泥水重力分离装置，包括重力沉淀池。所述重力沉淀池设 于充氧池的外部。所述重力沉淀池的上部设有供清水流出的出水口。
[0013] 作为另一种可选方案，所述泥水重力分离装置包括膜组件、清水池和反冲洗装置； 所述膜组件置于充氧池内；清水池和反冲洗装置设于充氧池外；所述膜组件由一个以上的 膜元件组成，所述膜元件包括设于所述膜元件外表面的外粗孔微滤膜层，所述膜元件通过 集水通道与所述清水池相连通。
[0014] 优选地，所述膜组件使用粗孔微滤膜污泥截留和泥水分离的材料，该膜材料通量 大，且不易污染。
[0015] 作为上述技术方案的改进，所述反冲洗装置包括设置于所述充氧池的液位监测 器、反冲洗栗和控制器，所述反冲洗栗位于所述集水通道上，所述控制器与所述液位监测器 和所述反冲洗栗相连接。当充氧池中液位高度到达液位监测器时，控制器自动启动反冲洗 栗，实现自动反冲洗，反冲洗后，膜通量增大，出水量大于进水量，液位将下降，实现液位调 控。
[0016] 作为上述技术方案的改进，充氧池设有低液位线和高液位线，集水通道为一条与 低液位线处于同一水平高度的集水管，液位监测器位于高液位线上。
[0017] 作为上述技术方案的改进，所述反冲洗装置包括设置于所述充氧池的液位监测 器、反冲洗栗和控制器，所述控制器与所述液位监测器和所述反冲洗栗相连接；所述集水 通道包括相互连通的集水管、设有控制阀的滤液出水管和设有所述反冲洗栗的反冲洗吸水 管；所述膜元件与所述集水管相连通，所述滤液出水管与所述清水池相连通，所述反冲洗吸 水管与所述清水池相连通。
[0018] 作为上述技术方案的改进，充氧池设有低液位线和高液位线，滤液出水管与低液 位线处于同一水平高度，液位监测器位于高液位线上。
[0019] 作为上述技术方案的改进，所述第二曝气装置设置于所述充氧池底部，所述膜组 件位于所述第二曝气装置的正上方。所述膜组件安装在第二曝气装置正上方，曝气时可缓 解膜污染速率，并依靠水的扰动，提高单位膜通量。
[0020] 作为上述技术方案的改进，所述膜元件为管状膜元件，所述管状膜元件与所述充 氧池池底垂直，所述第二曝气装置包括曝气头。将粗孔微滤膜制作成管状膜组件，可以增加 单位体积内的膜面积大小，与管状膜组件配合使用的为曝气头且管状膜元件垂直池底时， 曝气时产生的气泡会通过管状膜元件，气泡形成的剪切力可以清洗膜表面。
[0021] 作为上述技术方案的进一步改进，所述膜元件包括设于所述膜元件外表面的外粗 孔微滤膜层以及设于所述膜元件内的内粗孔微滤膜层，所述外粗孔微滤膜层与内粗孔微滤 膜层之间存在导流层。
[0022] 作为上述技术方案的改进，所述膜元件为平板膜元件，所述第二曝气装置包括曝 气管，所述曝气管与所述平板膜元件平行。与平板膜组件配合使用的为曝气管，且曝气管与 平板膜元件平行时，曝气时产生的气泡会贴着膜表面快速上升，缓解膜污染和提高单位膜 通量。
[0023] 作为上述技术方案的改进，所述平板膜元件与所述充氧池池底所成角度为 50~70。 。
[0024] 作为上述技术方案的改进，所述外粗孔微滤膜层膜孔孔径为1~50 μ m。
[0025] -种用于污水深度脱氮除磷的方法，采用所述兼具深度脱氮除磷和泥水重力分离 的污水处理装置进行，污水首先进入搅拌一池和搅拌二池，接着进入曝气/搅拌交替池，最 后进入充氧池和泥水重力分离装置，完成对有机质、氨氮、总氮、总磷等污染物的有效去除 以及污泥截留，具体包括如下步骤： S1、