一种低碳污水强化除磷装置及包括其的污水处理系统

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，特别是涉及一种低碳污水强化除磷装置及包括其的污水处理系统。

背景技术

常用的城市污水处理工艺包括厌氧-缺氧-好氧(Anaerobic-Anoxic-Oxic，A/A/O)处理工艺及其变形改良工艺，在实际工程中展示出了良好的除磷性能。A/A/O处理工艺的技术关键在于，厌氧条件下污水中必须有足够的有机碳源，以保证聚磷菌能实现良好的释磷效果，并储备足量的聚羟基脂肪酸酯(polyhydroxyalkanoates，PHA)和聚-β-羟丁酸(poly-β-hydroxybutyrate，PHB)，以用于后续过量吸磷。然而，现有很多污水厂进水中碳磷比远远不足，尤其是华南地区的进水碳源更低，导致总磷的去除效果不好。

目前通常通过在污水处理的进水端投加外来碳源的方式提高C/P比，从而实现出水总磷达标。但是，由于污水处理工艺中各池体的污泥浓度一般维持在2000-4000mg/L，污泥浓度不高，并且聚磷菌在菌群中占比较低，使得在进水口补充外加碳源时，容易因厌氧池的厌氧条件不充分，导致碳源被其他菌类无效消耗，聚磷菌无法最大程度利用外加碳源，造成碳源投加量大，成本高，强化除磷效果不好，效率不高。

发明内容

鉴于以上问题，本发明的目的是提供一种低碳污水强化除磷装置及包括其的污水处理系统，以解决现有污水除磷中，碳源投加量大，成本高，强化除磷效果不好，效率不高的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一个方面是提供一种低碳污水强化除磷装置，用于污水处理系统，所述污水处理系统包括厌氧池和沉淀池，所述低碳污水强化除磷装置包括碳源池和两相厌氧除磷池，其中，所述碳源池与所述两相厌氧除磷池连接，以向所述两相厌氧除磷池供给碳源；所述两相厌氧除磷池与所述沉淀池的污泥排出口连接，以接收所述沉淀池排出的污泥；所述两相厌氧除磷池与所述厌氧池连接，以使得经所述两相厌氧除磷池处理后的污泥回流至所述厌氧池中。

优选地，所述碳源池中的碳源为乙酸溶液或包括挥发性脂肪酸的污泥发酵液。

优选地，所述两相厌氧除磷池中设置有磁性填料。

优选地，所述两相厌氧除磷池中设置有悬浮污泥。

优选地，所述悬浮污泥的浓度为6～8g/L。

优选地，所述两相厌氧除磷池的化学需氧量为50～90mg/L。

优选地，所述碳源池和所述两相厌氧除磷池中均设置有搅拌装置。

本发明的另一个方面是提供一种污水处理系统，包括：如上所述的低碳污水强化除磷装置以及依次连接的厌氧池、缺氧池、好氧池和沉淀池，其中，所述厌氧池设置有进水口和污泥回流口，所述缺氧池设置有硝化液回流口，所述硝化液回流口与所述好氧池连接，所述沉淀池设置有出水口和污泥排出口，所述低碳污水强化除磷装置中的两相厌氧除磷池连接在所述污泥排出口与所述污泥回流口之间。

优选地，所述厌氧池、所述缺氧池和所述好氧池中均设置有搅拌装置。

优选地，所述缺氧池中的溶解氧为0.2～0.6mg/L，所述缺氧池的硝化液回流比为100％～400％。

本发明实施例一种低碳污水强化除磷装置及包括其的污水处理系统与现有技术相比，其有益效果在于：

本发明实施例的低碳污水强化除磷装置通过设置两相厌氧除磷池，并在两相厌氧除磷池中补充碳源进行强化除磷，可在进水低碳源条件下，实现补充碳源在两相厌氧除磷池中被高浓度除磷菌有效且充分利用，提升系统的总磷去除能力。

并且，本发明可以在两相厌氧除磷池中实现系统对反硝化聚磷菌的筛选和大量富集，有利于降低低碳源污水处理系统对碳源的依赖，提高对低碳源污水处理系统除磷的稳定性。

附图说明

图1是本发明实施例所述低碳污水强化除磷装置的装置示意图；

图2是本发明实施例所述污水处理系统的除磷效果示意图；

图中，1、厌氧池；2、缺氧池；3、好氧池；4、沉淀池；41、出水口；42、污泥排出口；5、碳源池；6、两相厌氧除磷池；7、磁性填料。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明所述低碳污水强化除磷装置应用于污水处理系统，尤其是进水端碳源补充量不足的污水处理系统，可以是城市污水处理系统。其中，所述污水处理系统中至少包括厌氧池1和沉淀池4，所述厌氧池1设置有进水口，所述沉淀池4设置有出水口41和污泥排出口42。

如图1所示，本发明实施例优选实施例的一种低碳污水强化除磷装置，包括碳源池5和两相厌氧除磷池6，其中，所述碳源池5与所述两相厌氧除磷池6连接，以向所述两相厌氧除磷池6供给碳源；所述两相厌氧除磷池6与所述沉淀池4的污泥排出口42连接，以接收所述沉淀池4排出的污泥；所述两相厌氧除磷池6与所述厌氧池1连接，以使得经所述两相厌氧除磷池6处理后的污泥回流至所述厌氧池1中。

本发明通过设置的碳源池5向两相厌氧除磷池6中补充碳源，可以解决进水端补充碳源不足的问题，并且，可以使得补充碳源在两相厌氧除磷池6中被高浓度除磷菌有效且充分利用，提升除磷能力。

需要说明的是，本发明中，两相厌氧除磷池中的两相指的是，所述两相厌氧除磷池中既包含有固定式生长的微生物，又包含有在池体内处于悬浮状态的微生物。

优选地，所述碳源池5中的碳源为乙酸溶液或包括挥发性脂肪酸(VFAs)的污泥发酵液。

需要说明的是，本发明对乙酸溶液的浓度等参数不做具体限定。

在一个可选的实施例中，所述两相厌氧除磷池6中设置有磁性填料7，可采用支架固定于所述两相厌氧除磷池6中，其中，所述磁性填料7的表面富集有用于捕捉并去除离子态的氧(如NOX的氧)的微生物，以保持该池的氧化还原电位始终处于严格厌氧范围。所述磁性填料为填充有磁粉的高分子立体弹性填料或悬浮填料，填料表面有2-10mT磁场强度。磁性填料的填充比例优选为10％-50％。

在一个可选的实施例中，所述两相厌氧除磷池6中设置有悬浮污泥，所述悬浮污泥处于悬浮状态，在所述两相厌氧除磷池6中均匀分布。进一步地，所述悬浮污泥的浓度为6～8g/L，所述悬浮污泥的停留时间为1～3h。

在一个可选的实施例中，所述两相厌氧除磷池6的化学需氧量(Chemical OxygenDemand，COD)为50～90mg/L。

在一个可选的实施例中，所述碳源池5和所述两相厌氧除磷池6中均设置有搅拌装置，以加速污泥发酵的反应，并使得泥水混合液与除磷菌在所述两相厌氧除磷池中充分接触反应，提升除磷效果。

如图1所示，本发明实施例所述污水处理系统，包括如上所述的低碳污水强化除磷装置以及依次连接的厌氧池1、缺氧池2、好氧池3和沉淀池4，其中，所述厌氧池1设置有进水口和污泥回流口，所述缺氧池2设置有硝化液回流口，所述硝化液回流口与所述好氧池3连接，所述沉淀池4设置有出水口41和污泥排出口42，所述低碳污水强化除磷装置中的两相厌氧除磷池6连接在所述污泥排出口42与所述污泥回流口之间。

本发明所述污水处理系统通过设置的低碳污水强化除磷装置，解决了进水端补充碳源不足的问题，降低了污水处理系统对进水端碳源的依赖，并且，可以提高系统的除磷效果。

需要说明的是，本发明中污水处理系统采用厌氧-缺氧-好氧的处理工艺，其属于现有常用处理工艺，本发明对此不作详细赘述。

在一个可选的实施例中，所述厌氧池1、所述缺氧池2和所述好氧池3中均设置有搅拌装置。

在一个可选的实施例中，所述厌氧池1的溶解氧为0mg/L；所述缺氧池2中的溶解氧为0.2～0.6mg/L；所述好氧池3的溶解氧不小于2.0mg/L。所述缺氧池2的硝化液回流比为100％～400％，水力停留时间为2～4h；所述好氧池3的水力停留时间为6～10h；所述沉淀池4的污泥回流比为50～100％，其中沉淀池4中的污泥回流至两相厌氧除磷池6中。

本发明所述污水处理系统的工作过程为：

污水自厌氧池1的进水口进入，依次经厌氧池1、缺氧池2和好氧池3处理后，部分硝化液泥水回流至缺氧池2，另一部分硝化液泥水进入沉淀池4中。硝化液泥水在沉淀池4中进行泥水分离后，悬浮于上方的清液经排水口排出，沉淀于下方的污泥经污泥排出口42排出。经所述污泥排出口42排出的污泥，部分回流至两相厌氧除磷池6中，另一部分作为剩余污泥排出。在两相厌氧除磷池6中添加一定量的碳源，使得污泥在两相厌氧除磷池6中进行聚磷菌的筛选处理，经处理的污泥回流至厌氧池1中，至此，完成污水处理的循环过程。

如图2所示，采用本发明所述污水处理系统进行污水处理，得到总磷量-时间变化图，结果显示，在低碳源进水(C/N＝3，C/P＝31)条件下，向两相厌氧除磷池6中补充碳源，当外加COD≥21mg/L时，系统生物除磷性能稳定，出水总磷量(Total Phosphorus，TP)稳定达到一级A排放标准(如图2中第III阶段所示)。

综上，本发明实施例提供一种低碳污水强化除磷装置及包括其的污水处理系统与现有技术相比，其有益效果在于：

本发明实施例的低碳污水强化除磷装置通过设置两相厌氧除磷池6，并在两相厌氧除磷池6中补充碳源进行强化除磷，可在进水低碳源条件下，实现补充碳源在两相厌氧除磷池6中被高浓度除磷菌有效且充分利用，提升系统的总磷去除能力。

并且，本发明可以在两相厌氧除磷池6中实现系统对反硝化聚磷菌的筛选和大量富集，有利于降低低碳源污水处理系统对碳源的依赖，提高对低碳源污水处理系统除磷的稳定性。

本发明可以在较少的外碳源补充量条件下，实现较好的除磷效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。