公布日：2024.06.07
申請日：2024.03.27
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F3/30(2023.01)N;C02F1/56(2023.01)N;C02F1/50(2023.01)N;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發明提供了一種污水深度處理系統和方法，涉及污水處理技術領域，所述系統按照水流方向包括依次連接的一級AO反應池、中間沉淀池、二級AO反應池、MBR膜池和消毒池；其中，一級AO反應池按照水流方向包括依次連接一級缺氧池和一級好氧池，一級缺氧池和一級好氧池分別與活性炭存儲容器連接，以便于活性炭的投加至所述一級缺氧池和所述一級好氧池；所述一級好氧池末端與所述一級缺氧池連接，以將所述一級好氧池末端得到的混合液回流至一級缺氧池。設計巧妙，構思新穎，出水水質好，符合地表水IV類標準水質指標，節約投資及運行費用，運行簡單，出水水質可控，穩定達標，解決了部分特殊地區排水的痛點，具有良好的社會及經濟效益。
權利要求書
1.一種污水深度處理系統，其特征在于，所述系統按照水流方向包括依次連接的一級AO反應池、中間沉淀池、二級AO反應池、MBR膜池和消毒池；其中，一級AO反應池按照水流方向包括依次連接一級缺氧池和一級好氧池，一級缺氧池和一級好氧池分別與活性炭存儲容器連接，以便于活性炭的投加至所述一級缺氧池和所述一級好氧池；所述一級好氧池末端與所述一級缺氧池連接，以將所述一級好氧池末端得到的混合液回流至一級缺氧池。
2.根據權利要求1所述的污水深度處理系統，其特征在于，所述中間沉淀池污泥出口與一級AO反應池前端或二級AO反應池前端連接，以將所述中間沉淀池污泥回流至一級AO反應池前端或二級AO反應池前端；和/或，所述MBR膜池末端與所述二級AO反應池前端連接，以將MBR膜池內污泥回流至二級AO反應池前端；和/或，所述MBR膜池末端與所述消毒池前端連接。
3.根據權利要求1所述的污水深度處理系統，其特征在于，在所述一級AO反應池內設置混合液回流泵；和/或，所述MBR膜池中的膜為微濾膜、納濾膜、超濾膜中的一種；和/或，所述中間沉淀池內設置PAM投加系統；和/或，消毒池內設有攪拌裝置。
4.一種利用如權利要求1-3任一項所述的污水深度處理系統進行污水深度處理的方法，其特征在于，包括如下步驟：S1：生化污水依次進入一級AO反應池中的一級缺氧池和一級好氧池內，并在一級缺氧池和一級好氧池中投加活性炭，一級好氧池末端得到的混合液回流至一級缺氧池；S2：一級AO反應池出水進入中間沉淀池，在中間沉淀池內投加PAM，并在中間沉淀池出水中投加除磷劑，用以保證總磷小于0.5mg/l；S3：中間沉淀池出水依次進入二級AO反應池中的二級缺氧池和二級好氧池內，并在二級缺氧池內投加碳源和反硝化菌；S4：二級AO反應池出水進入MBR膜池；S5：MBR膜池出水進入消毒池，消毒池采用次氯酸鈉消毒。
5.根據權利要求4所述的污水深度處理方法，其特征在于，所述S1步驟中，所述活性炭投加方式為一次性投加或連續投加；所述一次性投加方式中，在缺氧池和好氧池中總的活性炭投加量一次性投加≥2000mg/l，用以保證缺氧池及好氧池內的活性炭濃度在2000mg/l以上；和/或，所述一級好氧池末端得到的混合液回流至一級缺氧池的回流比為250～350％。
6.根據權利要求4所述的污水深度處理方法，其特征在于，所述S1步驟中，所述活性炭的粒徑小于100um；和/或，所述活性炭的濃度為2000mg/l～5000mg/l。
7.根據權利要求4所述的污水深度處理方法，其特征在于，所述S2步驟中，所述的中間沉淀池的污泥負荷比≤180kg/(m2·d)；和/或，所述中間沉淀池內PAM的投加量≤10mg/l；和/或，所述除磷劑包括三氯化鐵、硫酸鐵、聚合氯化鋁、聚合硫酸氯化鋁鐵中的一種。
8.根據權利要求4所述的污水深度處理方法，其特征在于，所述S3步驟中，在所述二級缺氧池內投加碳源，所述碳源按碳氮比4：1的比例進行投加；和/或，所述碳源包括葡萄糖、乙酸鈉、甲醇中的至少一種；和/或，在所述二級AO反應池的二級缺氧池內每兩個月投加一次反硝化菌。
9.根據權利要求4所述的污水深度處理方法，其特征在于，所述S5步驟中，所述消毒池內次氯酸鈉的投加量為15mg/l；和/或，消毒池的水力停留時間大于30min。
10.根據權利要求4所述的污水深度處理的方法，其特征在于，所述生化污水的水質滿足《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GBl8918-2002)一級A標準；和/或，一級AO反應池出水中總氮小于10mg/l，氨氮小于1mg/l，COD小于20mg/l；和/或，消毒池出水中總氮小于1.5mg/l，氨氮小于0.8mg/l，COD小于15mg/l，總磷小于0.3mg/l。
發明內容
本發明的目的在于提供一種污水深度處理系統和方法，對傳統生化處理技術及MBR工藝的改良，將生化處理過程與物化處理工藝過程有機結合。通過生化處理工藝去除好處理的有機物及氨氮、總氮等污染物質，進一步通過活性炭對污染物的吸附作用，把難降解COD通過吸附在活性炭表面進行去除，另外，活性炭表面吸附有大量的微生物，將剩余總氮都轉化為硝態氮，然后通過缺氧過程將硝態氮轉化為氮氣，保證氨氮值小于1mg/l，從而滿足總氮的出水要求。解決了傳統生化處理工藝主要污染物質出水水質不能達到地表水IV類標準水質指標的難題。對于特殊排放地區如景區、水源保護地等排放水處理具有良好的效果，解決了污水要達到地表水IV類標準水質指標必須采用納濾或反滲透處理工藝，投資大，運行費用高，并且存在濃鹽水無法處理的問題。
為了實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：
本發明提供了一種污水深度處理系統，所述系統按照水流方向包括依次連接的一級AO反應池、中間沉淀池、二級AO反應池、MBR膜池和消毒池；
其中，一級AO反應池按照水流方向包括依次連接一級缺氧池和一級好氧池，一級缺氧池和一級好氧池分別與活性炭存儲容器連接，以便于活性炭的投加至所述一級缺氧池和所述一級好氧池；
所述一級好氧池末端與所述一級缺氧池連接，以將所述一級好氧池末端得到的混合液回流至一級缺氧池。
進一步的，在本發明上述技術方案的基礎之上，所述中間沉淀池污泥出口與一級AO反應池前端或二級AO反應池前端連接，以將所述中間沉淀池污泥回流至一級AO反應池前端或二級AO反應池前端；
和/或，所述MBR膜池末端與所述二級AO反應池前端連接，以將MBR膜池內污泥回流至二級AO反應池前端；
和/或，所述MBR膜池末端與所述消毒池前端連接。
進一步的，在本發明上述技術方案的基礎之上，在所述一級AO反應池內設置混合液回流泵；
和/或，所述MBR膜池中的膜為微濾膜、納濾膜、超濾膜中的一種；
和/或，所述中間沉淀池內設置PAM投加系統；
和/或，消毒池內設有攪拌裝置。
本發明還提供一種利用上述污水深度處理系統進行污水深度處理的方法，包括如下步驟：
S1：生化污水依次進入一級AO反應池中的一級缺氧池和一級好氧池內，并在一級缺氧池和一級好氧池中投加活性炭，一級好氧池末端得到的混合液回流至一級缺氧池；
S2：一級AO反應池出水進入中間沉淀池，在中間沉淀池內投加PAM，并在中間沉淀池出水中投加除磷劑，用以保證總磷小于0.5mg/l；
S3：中間沉淀池出水依次進入二級AO反應池中的二級缺氧池和二級好氧池內，并在二級缺氧池內投加碳源和反硝化菌；
S4：二級AO反應池出水進入MBR膜池；
S5：MBR膜池出水進入消毒池，消毒池采用次氯酸鈉消毒。
進一步的，在本發明上述技術方案的基礎之上，所述S1步驟中，所述活性炭投加方式為一次性投加或連續投加；
所述一次性投加方式中，在缺氧池和好氧池中總的活性炭投加量一次性投加≥2000mg/l，用以保證缺氧池及好氧池內的活性炭濃度在2000mg/l以上；
和/或，所述一級好氧池末端得到的混合液回流至一級缺氧池的回流比為250～350％。
進一步的，在本發明上述技術方案的基礎之上，所述S1步驟中，所述活性炭的粒徑小于100um；
和/或，所述活性炭的濃度為2000mg/l～5000mg/l。
進一步的，在本發明上述技術方案的基礎之上，所述S2步驟中，所述的中間沉淀池的污泥負荷比≤180kg/(m2·d)；
和/或，所述中間沉淀池內PAM的投加量≤10mg/l；
和/或，所述除磷劑包括三氯化鐵、硫酸鐵、聚合氯化鋁、聚合硫酸氯化鋁鐵中的一種。
進一步的，在本發明上述技術方案的基礎之上，所述S3步驟中，在所述二級缺氧池內投加碳源，所述碳源按碳氮比4：1的比例進行投加；
和/或，所述碳源包括葡萄糖、乙酸鈉、甲醇中的至少一種；
和/或，在所述二級AO反應池的二級缺氧池內每兩個月投加一次反硝化菌。
進一步的，在本發明上述技術方案的基礎之上，所述S5步驟中，所述消毒池內次氯酸鈉的投加量為15mg/l；
和/或，消毒池的水力停留時間大于30min。
進一步的，在本發明上述技術方案的基礎之上，所述生化污水的水質滿足《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GBl8918-2002)一級A標準；
和/或，一級AO反應池出水中總氮小于10mg/l，氨氮小于1mg/l，COD小于20mg/l；
和/或，消毒池出水中總氮小于1.5mg/l，氨氮小于0.8mg/l，COD小于15mg/l，總磷小于0.3mg/l。
本發明提供的一種污水深度處理系統和方法，有益效果如下：
1、本發明提供的一種污水深度處理系統和方法，在一級AO反應池內投加活性炭，將難降解COD通過吸附在活性炭表面進行去除，而且活性炭表面吸附有大量的微生物，將水中的氨氮轉化為硝態氮，然后通過缺氧過程將硝態氮轉化為氮氣，保證氨氮值小于1mg/l，從而滿足總氮的出水要求。解決了傳統生化處理工藝主要污染物質出水水質不能達到地表水IV類標準水質指標的難題。
2、本發明提供的一種污水深度處理系統和方法，在一級AO反應池后設置中間沉淀池，一方面減少進入MBR膜池的活性炭量，保護MBR膜，有效提高膜通量，另一方面，防止進入二級缺氧池內的溶解氧過多，導致二級缺氧池的缺氧環境保證不了，影響了二級缺氧池的脫氮效果。
3、本發明提供的一種污水深度處理系統和方法，通過兩段AO處理工藝，在第一級AO處理工藝中，投加粉末活性炭，通過微生物的生化反應及活性炭的吸附作用，保證一級AO的出水中總氮小于10mg/l，氨氮小于1mg/l，COD小于20mg/l。一級AO反應池經二沉池(即中間沉淀池)后進入二級AO，在二級AO中過量投加碳源，通過二級缺氧池將總氮去除，出水小于1.5mg/，過量投加的部分COD通過二級好氧池去除。
4、本發明提供的一種污水深度處理系統和方法，設計巧妙，構思新穎，改變了現有的污水凈化方式，避免現有技術中水處理設施占地面積大、工藝流程長、流程復雜、一次性投資高、運行管理復雜、抗負荷沖擊能力差等問題。
5、本發明提供的一種污水深度處理系統和方法，出水水質好，符合地表水IV類標準水質指標，節約投資及運行費用，運行簡單，出水水質可控，穩定達標，解決了部分特殊地區排水的痛點，具有良好的社會及經濟效益。
（發明人：高濤;惠建剛;馬曉暉）
