基于碳源優化利用的磷回收及強化脫氮耦合工藝及系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基于碳源優化利用的磷回收及強化脫氮耦合工藝及系統，屬于污水處理技術領域。
【背景技術】
[0002]據統計，截至2015年3月底，我國累計建成污水處理廠3763座，污水處理能力達
1.59億立方米/日。其中城市建成運行污水處理廠共計2130座，形成污水處理能力1.30億立方米/日。縣城建成污水處理廠1633座，形成污水處理能力0.29億立方米/日。其中執行一級A排放標準城鎮污水處理廠1139座，規模3991萬m3/d。污水廠出水氮磷的穩定達標成為污水處理廠運行的主要難題。從全國城鎮污水處理信息系統的統計數據分析，目前國內污水處理廠中B0D5/TN達到5以上的不足20%，進水碳源不足成為影響污水處理廠一級A穩定達標的一個重要因素，投加外部碳源成為污水處理廠氮磷穩定達標的重要措施。同時，根據世界磷資源分析報告，世界磷礦儲存量僅能保證未來100年的使用，磷資源作為一種重要的不可再生的非金屬礦資源，對磷資源的回收越來越成為世界研究的重點，而污水處理系統中磷資源量巨大，污水處理磷回收可作為重要的磷回收途徑。
[0003]基于上述問題，提高污水處理系統碳源利用率，提高污水處理系統脫氮能力的同時，回收系統的磷酸鹽成為目前乃至未來城鎮污水處理廠的發展趨勢。
【發明內容】
[0004]本發明目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種基于碳源優化利用的磷回收及強化脫氮耦合工藝及系統，設置于污水處理工藝回流污泥系統，采用旁路回收系統中的磷酸鹽，同時提高污水處理工藝脫氮能力。
[0005]按照本發明提供的技術方案，所述基于碳源優化利用的磷回收及強化脫氮耦合系統，包括回流污泥消氧區、生物釋磷主反應區、碳源投加系統、砂濾系統、板框壓濾系統和污泥調理系統；其特征是:
所述回流污泥消氧區的進口端與回流污泥栗房連通，回流污泥消氧區的底部與生物釋磷主反應區連通，碳源投加系統的出口端與生物釋磷主反應區連通，生物釋磷主反應區的上清液出口端與砂濾系統的進口端連接，生物釋磷主反應區的底部出口端與板框壓濾系統的進口端連通，板框壓濾系統的清液出口端與砂濾系統的出口端相連，板框壓濾系統的底部污泥出口端與污泥調理系統連通，污泥調理系統的出口端與回流污泥栗房相連通。
[0006]所述基于碳源優化利用的磷回收及強化脫氮耦合工藝，其特征是，步驟如下:
a、回流污泥進入回流污泥消氧區，停留0.2?0.5小時；
b、步驟a所得預濃縮后的混合液進入后續生物釋磷主反應區，碳源投加系統同步將碳源投加至生物釋磷主反應區，停留時間1~1.5小時，進行厭氧釋磷；
C、經步驟b厭氧釋磷后的混合液靜沉I?2小時，進行釋磷后污泥的濃縮及產生部分富磷清液； d、步驟c所得富磷清液進入后續砂濾系統，濾速控制在6~8L/m2.s ；
e、步驟c所得濃縮污泥進入后續板框壓濾系統，進行固液分離，得到含水率90%以上的污泥；
f、步驟e所得的污泥進入后續污泥調理系統，向污泥調理系統加入污水廠出水，將含水率90%以上的污泥調理為含水率95%以上的污泥，通過污泥栗回流至污水廠生物系統的缺氧區。
[0007]所述步驟e中得到的污泥含水率為90%?95%。
[0008]所述碳源投加系統的碳源投加量由污泥厭氧釋磷能力確定。
[0009]本發明的有益效果:
1、在污水處理工藝回流污泥系統旁路設置生物釋磷系統，在不影響主流工藝處理效果的基礎上，通過投加外部碳源強化生物釋磷，釋磷后的污泥回流至生物系統缺氧區利用其反硝化除磷能力進一步強化系統脫氮，實現了碳源的“一碳兩用”；
2、將砂濾和板框壓濾過濾工藝用于富磷清液的收集，有效提高富磷清液的回收率，降低富磷清液的雜質含量，有利于提高后續磷回收產品的純度。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結合具體附圖對本發明作進一步說明。
[0012]如圖1所示，一種基于碳源優化利用的磷回收及強化脫氮耦合系統包括回流污泥消氧區1、生物釋磷主反應區2、碳源投加系統3、砂濾系統4、板框壓濾系統5、污泥調理系統6等。
[0013]如圖1所示，本發明包括回流污泥消氧區1，生物釋磷主反應區2、碳源投加系統3、砂濾系統4、板框壓濾系統5及污泥調理系統6 ;所述回流污泥消氧區I的進口端與回流污泥栗房連通，回流污泥消氧區I的底部與生物釋磷主反應區2連通，碳源投加系統3的出口端與生物釋磷主反應區2連通，生物釋磷主反應區2的上清液出口端與砂濾系統4的進口端連接，生物釋磷主反應區2的底部出口端與板框壓濾系統5的進口端連通，板框壓濾系統5的清液出口端與砂濾系統4的出口端相連，板框壓濾系統5的底部污泥出口端與污泥調理系統6連通，污泥調理系統6的出口端與回流污泥栗房相連通。
[0014]實施例1:
一種基于碳源優化利用的磷回收及強化脫氮耦合工藝，其步驟如下:
a、來自污水廠回流污泥栗房的回流污泥進入回流污泥消氧區1，停留0.2小時，以去除回流污泥中的溶解氧并進行回流污泥預濃縮；
b、步驟a所得預濃縮后的混合液進入后續生物釋磷主反應區2，碳源投加系統3同步將碳源投加至生物釋磷主反應區2，停留時間I小時，進行厭氧釋磷；
C、經步驟b厭氧釋磷后的混合液靜沉I小時，進行釋磷后污泥的濃縮及產生部分富磷清液；
d、步驟c所得富磷清液進入后續砂濾系統4以去除清液中的懸浮固體、膠體等雜質，濾速控制在6L/m2.s ；
e、步驟c所得濃縮污泥進入后續板框壓濾系統5，進行固液分離，板框壓濾后的清液與砂濾系統清液作為后續富磷清液用于后續磷回收；脫水后污泥含水率控制在90%以上，最好是在95%以下；
f、步驟e所得的污泥進入后續污泥調理系統6，通過向污泥調理系統加入污水廠出水，將含水率90%以上的污泥調理為含水率95%以上的污泥，通過污泥栗回流至污水廠生物系統的缺氧區。
[0015]實施例2:
一種基于碳源優化利用的磷回收及強化脫氮耦合工藝，其步驟如下:
a、來自污水廠回流污泥栗房的回流污泥進入回流污泥消氧區1，停留0.4小時，以去除回流污泥中的溶解氧并進行回流污泥預濃縮；
b、步驟a所得預濃縮后的混合液進入后續生物釋磷主反應區2，碳源投加系統3同步將碳源投加至生物釋磷主反應區2，停留時間1.2小時，進行厭氧釋磷；
C、經步驟b厭氧釋磷后的混合液靜沉1.5小時，進行釋磷后污泥的濃縮及產生部分富磷清液；
d、步驟c所得富磷清液進入后續砂濾系統4以去除清液中的懸浮固體、膠體等雜質，濾速控制在7L/m2.s ；
e、步驟c所得濃縮污泥進入后續板框壓濾系統5，進行固液分離，板框壓濾后的清液與砂濾系統清液作為后續富磷清液用于后續磷回收；脫水后污泥含水率控制在90%以上，最好是在95%以下；
f、步驟e所得的污泥進入后續污泥調理系統6，通過向污泥調理系統加入污水廠出水，將含水率90%以上的污泥調理為含水率95%以上的污泥，通過污泥栗回流至污水廠生物系統的缺氧區。
[0016]實施例3:
一種基于碳源優化利用的磷回收及強化脫氮耦合工藝，其步驟如下:
a、來自污水廠回流污泥栗房的回流污泥進入回流污泥消氧區1，停留0.5小時，以去除回流污泥中的溶解氧并進行回流污泥預濃縮；
b、步驟a所得預濃縮后的混合液進入后續生物釋磷主反應區2，碳源投加系統3同步將碳源投加至生物釋磷主反應區2，停留時間1.5小時，進行厭氧釋磷；
C、經步驟b厭氧釋磷后的混合液靜沉2小時，進行釋磷后污泥的濃縮及產生部分富磷清液；
d、步驟c所得富磷清液進入后續砂濾系統4以去除清液中的懸浮固體、膠體等雜質，濾速控制在8L/m2.s ；
e、步驟c所得濃縮污泥進入后續板框壓濾系統5，進行固液分離，板框壓濾后的清液與砂濾系統清液作為后續富磷清液用于后續磷回收；脫水后污泥含水率控制在90%以上，最好是在95%以下；
f、步驟e所得的污泥進入后續污泥調理系統6，通過向污泥調理系統加入污水廠出水，將含水率90%以上的污泥調理為含水率95%以上的污泥，通過污泥栗回流至污水廠生物系統的缺氧區。
【主權項】
1.一種基于碳源優化利用的磷回收及強化脫氮耦合系統，包括回流污泥消氧區(I)、生物釋磷主反應區(2)、碳源投加系統(3)、砂濾系統(4)、板框壓濾系統(5)和污泥調理系統(6);其特征是: 所述回流污泥消氧區(I)的進口端與回流污泥栗房連通，回流污泥消氧區(I)的底部與生物釋磷主反應區(2)連通，碳源投加系統(3)的出口端與生物釋磷主反應區(2)連通，生物釋磷主反應區(2)的上清液出口端與砂濾系統(4)的進口端連接，生物釋磷主反應區(2)的底部出口端與板框壓濾系統(5)的進口端連通，板框壓濾系統(5)的清液出口端與砂濾系統(4)的出口端相連，板框壓濾系統(5)的底部污泥出口端與污泥調理系統(6)連通，污泥調理系統(6 )的出口端與回流污泥栗房相連通。2.—種基于碳源優化利用的磷回收及強化脫氮耦合工藝，其特征是，步驟如下: a、回流污泥進入回流污泥消氧區(I)，停留0.2?0.5小時； b、步驟a所得預濃縮后的混合液進入后續生物釋磷主反應區(2)，碳源投加系統(3 )同步將碳源投加至生物釋磷主反應區(2)，停留時間1~1.5小時，進行厭氧釋磷； C、經步驟b厭氧釋磷后的混合液靜沉I?2小時，進行釋磷后污泥的濃縮及產生部分富磷清液； d、步驟c所得富磷清液進入后續砂濾系統(4)，濾速控制在6~8L/m2.s ； e、步驟c所得濃縮污泥進入后續板框壓濾系統(5)，進行固液分離，得到含水率90%以上的污泥； f、步驟e所得的污泥進入后續污泥調理系統(6)，向污泥調理系統(6)加入污水廠出水，將含水率90%以上的污泥調理為含水率95%以上的污泥，通過污泥栗回流至污水廠生物系統的缺氧區。3.如權利要求2所述的基于碳源優化利用的磷回收及強化脫氮耦合工藝，其特征是:所述步驟e中得到的污泥含水率為90%?95%。
【專利摘要】本發明涉及一種基于碳源優化利用的磷回收及強化脫氮耦合工藝及系統，包括回流污泥消氧區、生物釋磷主反應區、碳源投加系統、砂濾系統、板框壓濾系統和污泥調理系統。本發明通過在污水處理工藝回流污泥系統旁路設置磷回收系統，將生物釋磷及反硝化除磷的功能進行耦合，實現外部投加碳源的“一碳兩用”，提高了碳源利用率，在回收污水系統磷酸鹽的基礎上強化了系統的脫氮能力，同時將砂濾和板框壓濾用于系統的清液收集，提高了富磷清液的回收率，降低了富磷清液的雜質含量，為后續磷回收系統的產品純度提供了保障，可作為未來污水處理廠生物系統旁路磷回收工藝系統。
【IPC分類】C02F11/00, C02F9/14
【公開號】CN105060640
【申請號】CN201510489667
【發明人】李鵬峰, 隋克儉, 尚巍, 郭亞瓊, 周蕾
【申請人】中國市政工程華北設計研究總院有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年8月10日