申請日2013.09.24

　　公開(公告)日2014.01.15

　　IPC分類號C02F9/14

　　摘要

　　本發明提供了一種能夠提高活性污泥濃度的污水處理系統及其工藝，涉及污水處理技術領域。針對現有的污水處理工藝固液分離效率低，污泥濃縮效果差，生化反應池內的微生物難以維持較高的濃度，導致處理能力低;而處理系統中重力沉淀池表面負荷低、占地面積大的問題。系統：脫氮除磷反應單元包括依次連通的厭氧區、缺氧區和好氧區，好氧區與缺氧區的輸入端通過管路連通，與脫氮除磷反應單元串聯的固液分離單元，它包括依次連通的溶氣深池和氣浮池，好氧區的輸出端與溶氣深池的輸入端連通。工藝：一、厭氧釋磷反應;二、反硝化反應;三、碳氧化、好氧吸磷和硝化反應;四、深池溶氣;五、固液分離。本發明尤其適用于連續流污水處理廠的新建工程中。

　　權利要求書

　　1.一種能夠提高活性污泥濃度的污水處理系統，它包括脫氮除磷反應單元，所述脫氮除磷反應單元包括依次連通的厭氧區、缺氧區和好氧區，所述好氧區與所述缺氧區的輸入端通過管路連通，其特征在于：還包括與所述脫氮除磷反應單元連通的固液分離單元，所述固液分離單元包括依次連通的溶氣深池和氣浮池，所述好氧區的輸出端與所述溶氣深池的輸入端連通。

　　2.根據權利要求1所述的污水處理系統，其特征在于：所述溶氣深池的深度為30m～100m。

　　3.根據權利要求2所述的污水處理系統，其特征在于：所述溶氣深池深度為40m～50m。

　　4.根據權利要求1所述的污水處理系統，其特征在于：所述氣浮池通過管路與所述厭氧區的輸入端連通。

　　5.一種采用權利要求1至4任一項權利要求所述的污水處理系統的污水處理工藝，其步驟如下：

　　一、厭氧釋磷反應：在所述厭氧區，待處理污水與所述氣浮池回流到所述厭氧區的活性污泥混合發生厭氧釋磷反應;

　　二、反硝化反應：在所述缺氧區，經所述步驟一后的所述厭氧區的出水，與所述好氧區回流到所述缺氧區的硝化液進行反硝化反應;

　　三、碳氧化、好氧吸磷和硝化反應：在所述好氧區，經所述步驟二后的所述缺氧區的出水，進入所述好氧區進行碳氧化、好氧吸磷和硝化過程，所述好氧區的出水一部分回流至所述缺氧區，另一部分進入所述溶氣深池;

　　四、深池溶氣：所述步驟三中的好氧區出水在所述溶氣深池中完成溶氣過程;

　　五、固液分離：經所述步驟四的出水進入所述氣浮池進行固液分離，所述氣浮池表面形成的濃縮的活性污泥回流至所述厭氧區，其余則作為剩余污泥排出系統。

　　6.根據權利要求5所述的污水處理工藝，其特征在于：所述步驟四中，所述好氧區的出水是進入深度為30m～100m的所述溶氣深池進行加壓溶氣。

　　7.根據權利要求6所述的污水處理工藝，其特征在于：所述溶氣深池的深度為40m～50m。

　　8.根據權利要求5所述的污水處理工藝，其特征在于：所述步驟五中，所述活性污泥回流比為30%～100%。

　　9.根據權利要求8所述的污水處理工藝，其特征在于：所述回流比為45%～55%。

　　說明書

　　一種能夠提高活性污泥濃度的污水處理系統及其工藝

　　技術領域

　　本發明涉及污水處理技術領域，特別涉及一種能夠提高活性污泥濃度的污水處理系統及其工藝。

　　背景技術

　　當前，我國正處于工業化、城鎮化快速發展時期，城市地價持續攀升，建設用地十分緊缺。節約用地既是要素制約所迫，也是長遠生存之計，只有在經濟穩步增長的同時，走出一條建設占地少、土地利用效率高的污水處理廠建設用地新路子，才能持續推動城市化發展，實現建設資源節約型、環境友好型社會的目標。

　　開發時間短、占地面積小的高效脫氮除磷的污水處理系統及其工藝一直是污水處理領域的研究重點。長期的污水處理廠設計運行經驗表明：污水處理工藝的效能與活性污泥的濃度息息相關，而活性污泥的濃度又受泥水分離效果的限制。

　　專利號200410091587.8，授權公告號CN 1309665C，名稱為脫氮除磷工藝-NPR工藝的中國發明專利，請參見附圖1(圖中BAF為生物濾池)，其處理工藝分為兩個主體生物段，第一主體生物段設置有厭氧池、缺氧池和氧保持池共三部分。在厭氧池中，回流的污泥充分釋放磷，部分有機物進行降解;在缺氧池進行反硝化脫氮，同時去除大部分有機物;氧保持池保持溶解氧的濃度，氧保持池的出水經二沉池沉淀處理后，進入第二主體生物段，第二主體生物段的生物濾池中安裝有生物濾料，完成對污水中有機物的降解、氨氮的硝化和磷的去除;處理后的出水一部分排放，另一部分回流到缺氧池中進行反硝化。二沉池產生的污泥一部分回流到厭氧池，磷通過排泥被除去，另一部分含有磷的剩余污泥排出系統之外進行脫水處理。

　　上述技術方案的處理工藝中，采用傳統重力沉淀池(即二沉池)進行泥水分離，固液分離效率低，污泥濃縮效果差，回流到厭氧池的活性污泥濃度只能維持在2000mg/L～3000mg/L，使得生化反應池(即第一主體生物段)內的微生物難以維持較高的濃度，導致污水處理廠處理能力始終處于較低水平，造成設施和設備的浪費;該處理系統中，重力沉淀池表面負荷低、占地面積大。為解決上述問題，目前，主要采用膜分離技術替代傳統的重力沉淀，以提高固液分離效率，膜分離技術是利用膜的選擇性分離功能實現料液的不同組分的分離、純化、濃縮，具有出水水質好、出水可直接回用、設備占地面積小、便于自控、活性污泥濃度高和剩余活性污泥產量低等優點，膜分離技術可顯著提高污水處理廠的處理能力。但其存在建設運行費用高、維護要求高等問題，推廣難度較大。

　　發明內容

　　針對現有的污水處理工藝中采用重力沉淀，固液分離效率低，污泥濃縮效果差，使得生化反應池內的微生物難以維持較高的濃度，導致處理能力低下;而污水處理系統中重力沉淀池表面負荷低、占地面積大的問題，本發明的目的是提供一種能夠提高活性污泥濃度的污水處理系統及其工藝，其建設用地省、運行能耗低、固液分離效果好、出水水質穩定優質，可用于連續流污水處理廠的新建工程。

　　本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：污水處理系統包括脫氮除磷反應單元，所述脫氮除磷反應單元包括依次連通的厭氧區、缺氧區和好氧區，所述好氧區與所述缺氧區的輸入端通過管路連通，還包括與所述脫氮除磷反應單元連通的固液分離單元，所述固液分離單元包括依次連通的溶氣深池和氣浮池，所述好氧區的輸出端與所述溶氣深池的輸入端連通。

　　進一步地，所述溶氣深池的深度為30m～100m。

　　更進一步地，所述溶氣深池深度為40m～50m。

　　所述氣浮池通過管路與所述厭氧區的輸入端連通。

　　另外，本發明還提供了一種能夠提高活性污泥濃度的污水處理工藝，其步驟如下：

　　一、厭氧釋磷反應：在所述厭氧區，待處理污水與所述氣浮池回流到所述厭氧區的活性污泥混合發生厭氧釋磷反應;

　　二、反硝化反應：在所述缺氧區，經所述步驟一后的所述厭氧區的出水，與所述好氧區回流到所述缺氧區的硝化液進行反硝化反應;

　　三、碳氧化、好氧吸磷和硝化反應：在所述好氧區，經所述步驟二后的所述缺氧區的出水，進入所述好氧區進行碳氧化、好氧吸磷和硝化過程，所述好氧區的出水一部分回流至所述缺氧區，另一部分進入所述溶氣深池;

　　四、深池溶氣：所述步驟三中的好氧區出水在所述溶氣深池中完成溶氣過程;

　　五、固液分離：經所述步驟四的出水進入所述氣浮池進行固液分離，所述氣浮池表面形成的濃縮的活性污泥回流至所述厭氧區，其余則作為剩余污泥排出系統。

　　進一步地，所述步驟四中，所述好氧區的出水是進入深度為30m～100m的所述溶氣深池進行加壓溶氣。

　　更進一步地，所述溶氣深池的深度為40m～50m。

　　所述步驟五中，所述活性污泥回流比為30%～100%。

　　優選地，所述回流比為45%～55%。

　　本發明的效果在于：本發明的污水處理系統，通過設置串聯的溶氣深池和氣浮池實現高效的固液分離，替代了傳統的重力沉淀池。本發明的污水處理系統在脫氮除磷反應單元與氣浮池之間設置了溶氣深池，溶氣深池利用水柱靜壓增加泥水混合物中的空氣溶解量，上述泥水混合物再進入氣浮池進行固液分離得到濃縮的活性污泥。采用溶氣深池的污水處理系統與常規處理系統相比，工程占地減少30%以上，可節約大量的征地費用，節約工程投資20%～30%。

　　本發明的污水處理工藝，將經過脫氮除磷處理工藝的泥水混合物在溶氣深池中進行加壓溶氣，以提高泥水混合物中的氣體含量，再進入氣浮池進行固液分離，相比單獨采用氣浮池進行固液分離的處理方法，泥水混合物中空氣溶解度增大，確保了氣浮效果，水力停留時間短，降低了能耗。在氣浮池中可形成濃度為20000mg/L～40000mg/L的濃縮的活性污泥;本處理工藝中濃縮的活性污泥回流比控制在30%～100%，使得進入脫氮除磷反應單元中的活性污泥濃度可達到5000mg/L以上，極大地提高了活性污泥的濃度，能夠充分發揮污水處理系統的處理潛力，顯著提升污染物的去除效率。