分段进水多点回流强化市政污水自养脱氮系统及其方法与流程

本发明属于污水处理领域，涉及一种污水处理系统及其方法，具体涉及一种分段进水多点回流强化市政污水自养脱氮系统及其方法。

背景技术：

1、目前，市政污水处理厂一般采用生物法作为二级处理，主要通过硝化/反硝化的传统工艺实现污水中氮素的脱除。尽管硝化/反硝化污水处理工艺能够利用污水中的碳源将好氧段产生的硝态氮转化为氮气，但由于市政污水自身碳源不足，故依然需要外加碳源以实现出水总氮达标，但这无疑会增加污水处理厂运行费用。此外，传统的硝化反应需要供给大量氧气将氨氮转化为硝态氮，导致曝气系统消耗大量能源。如何对市政污水处理工艺进行优化和改造，实现节能降耗，提质增效，是行业发展的重要探索方向。

2、厌氧氨氧化作为一种新型污水处理技术，能够实现污水自养脱氮，厌氧氨氧化菌直接将氨氮和亚硝转化为氮气，相对于传统硝化/反硝化污水处理工艺，该技术基本无需碳源，将其应用于污水处理工艺中能够有效降低对碳源需求，并节省氧气的消耗量。目前，短程反硝化耦合厌氧氨氧化和短程硝化耦合厌氧氨氧化是厌氧氨氧化技术主要的研究与应用方向，如何将这两种技术方向与现有污水处理工艺结合，提高污水的自养脱氮占比，是面临的主要问题。

3、因此，设计开发一种易于传统工艺改造，方便运行，效果稳定的新型厌氧氨氧化自养脱氮系统与方法是亟待解决的问题。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种分段进水多点回流强化市政污水自养脱氮系统，该系统可在现有污水处理构筑物基础上进行原位改造，易于实施，方便运行，效果稳定，可促进市政污水的低碳高效处理。

2、本发明的另一目的在于提供一种分段进水多点回流强化市政污水自养脱氮的方法。

3、为了实现上述目的，本发明提供一种分段进水多点回流强化市政污水自养脱氮的系统，包括生化池、沉淀池、进水管或进水廊道、连接管、出水管、硝化液回流管、污泥回流管、上清液回流管和污泥排出管；

4、其中，该生化池依次设置第一缺氧区、第二缺氧区、第一好氧区、第二好氧区；

5、该进水管包括进水总管和进水总管末端连接的第一进水管和第二进水管；

6、该进水廊道包括进水总廊道和进水总廊道末端连接的第一进水廊道和第二进水廊道；

7、该第一进水管或该第一进水廊道连接该第一缺氧区，该第二进水管或该第二进水廊道连接该第二缺氧区；

8、该连接管连接该第二好氧区和沉淀池；

9、该出水管连接该沉淀池；

10、该硝化液回流管连接该第二好氧区和该第二缺氧区；

11、该污泥回流管连接该沉淀池底部和该第二缺氧区；

12、该上清液回流管连接该沉淀池上部和该第一缺氧区；

13、该第一缺氧区内设置有固定式填料；

14、该第一好氧区内设置有固定式填料。

15、优选地，在该第一缺氧区内设置的固定式填料填充比例为30-50v/v％；该第一好氧区内设置的固定式填料填充比例为30-50v/v％。

16、填料的设置为附着生长的微生物提供生存环境，促进生物膜的形成。

17、优选地，所述固定式填料为聚氨酯海绵填料或高密度聚乙烯多孔塑料填料。

18、或，所述固定式填料为聚氨酯海绵填料和高密度聚乙烯多孔塑料填料的混合使用；其中，聚氨酯海绵填料和高密度聚乙烯多孔塑料填料的数量比为1:1。

19、优选地，第一缺氧区底部设置有一个或多个潜水搅拌器，第二缺氧区底部设置有一个或多个潜水搅拌器。

20、两个区域潜水搅拌器的设置实现进水与回流的混合扰动，促进物质与微生物的接触与传递。

21、优选地，该第一好氧区底部设置有一或多个曝气盘，该第二好氧区底部设置有一或多个曝气盘。

22、曝气盘的设置将压缩空气分散于水中，提高氧的传递效率。

23、本发明还提供一种分段进水多点回流强化市政污水自养脱氮方法，包括如下步骤：

24、1)将流量为1q的市政污水分成两股送入上述的分段进水多点回流强化市政污水自养脱氮系统的生化池中；其中，进入到第一缺氧区的污水量控制在0.2q～0.5q，剩余污水进入到第二缺氧区，上清液回流量控制为0.2q～1q，污泥回流量控制为1q～1.5q，硝化液回流量控制在0.5q～1q

25、2)第一缺氧区的水力停留时间为1-2h，第二缺氧区的水力停留时间为2-4h，第一好氧区的水力停留时间为5-10h，第二好氧区的水力停留时间为2-4h；

26、3)第二好氧区的出水一部分作为硝化液回流到第二缺氧区，硝化液回流量为0.5q～1q，余量出水进入沉淀池；

27、4)沉淀池上清液部分回流至第一缺氧区，回流量为0.2q～1q；沉淀下来的污泥回流到第二缺氧区，回流量为1q～1.5q；余水排出。

28、优选地，第二缺氧区至第二好氧区的絮体污泥浓度为3000-6000mg/l。

29、优选地，第一好氧区的溶解氧浓度为1.0-2.5mg/l。

30、优选地，第二好氧区的溶解氧浓度在3-5mg/l。

31、本发明提供的生化池第一缺氧区为纯生物膜反应区，部分污水和沉淀池上清液回流进入该反应区，厌氧氨氧化菌富集于生物膜中，相对于泥膜共生系统，纯生物膜能够避免絮体污泥与生物膜竞争底物，为短程反硝化耦合厌氧氨氧化提供更好的反应条件；水中的有机物、氨氮、和硝态氮通过反硝化、短程反硝化耦合厌氧氨氧化等反应被同步去除。

32、本发明提供的生化池第二缺氧区为活性污泥区，部分污水、回流污泥和硝化液回流进入到该反应区，絮体污泥中的微生物以污水中的有机物为碳源将回流液中的硝态氮转化为氮气。

33、本发明提供的生化池第一好氧区为生物膜和絮体污泥混合区，硝化反应、短程硝化耦合厌氧氨氧化在该反应区同步进行，污水经过前端缺氧区的处理后，剩余的氨氮和有机物在第一好氧区进一步被处理，污水中氨氮通过硝化反应转化为硝态氮，通过短程硝化耦合厌氧氨氧化反应转化为氮气。

34、本发明提供的生化池第二好氧区为絮体污泥区，负责将水中剩余的氨氮全部转化为硝态氮，以保障出水氨氮达标，同时硝化液由该反应区回流至前端第二缺氧区。

35、生化池的泥水混合液进入沉淀池，并在沉淀池中进行泥水分离，底部沉淀的污泥部分回流至生化池第二缺氧区，部分以剩余污泥的形式从系统排出；沉淀池上部的上清液部分回流至生化池第一缺氧区，剩余部分上清液作为出水从系统流出。部分上清液回流生化池第一缺氧区用于保证该区域维持生物膜形态而不会形成絮体污泥。

36、本发明的有益效果在于：

37、本发明提供一种分段进水多点回流强化市政污水自养脱氮系统及自养脱氮方法，该系统将纯生物膜、泥膜共生以及纯絮体污泥三种微生物聚集形态相结合，能够充分发挥各形态污泥的优势，为系统自养脱氮创造有利条件，显著减少对外碳源的需求，同时降低曝气能耗。该系统可在现有污水处理构筑物基础上进行原位改造，易于实施，方便运行，效果稳定，可促进市政污水的低碳高效处理。