公布日：2024.04.26
申請日：2023.12.30
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F101/10(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N;C02F101/38(2006.01)N;C02F3/30(2023.01)N;C02F7/00(2006.01)N;
C02F1/00(2023.01)N
摘要
本發明涉及一種用于污水深度脫氮除磷的HAOA處理方法及其處理系統，其特征在于：其中處理系統包括從左往右依次設置的污泥水解區用池體、厭/缺氧多功能區用池體、好氧區用池體、缺氧區用池體、缺/好氧多功能區用池體和二沉池，所述的污泥水解區用池體通過第一管道與所述的厭/缺氧多功能區用池體相連通，所述的厭/缺氧多功能區用池體通過進水泵與污水進水管道相連通，所述的厭/缺氧多功能區用池體通過第二管道與所述的好氧區用池體相連通，所述的好氧區用池體通過第三管道與所述的缺氧區用池體相連通。本設計具有結構簡單、易于制造和實用高效的優點。
權利要求書
1.一種用于污水深度脫氮除磷的HAOA處理方法，其特征在于：包括以下步驟：S1：對于輸送進污泥水解區用池體內污泥進行水解發酵，利用水解發酵產生rbCOD和VFAs；S2：將經過步驟S1水解發酵后含有rbCOD和VFAs的混合液通過管道輸送進厭/缺氧多功能區用池體內，與此同時向厭/缺氧多功能區用池體內輸送污水，根據對厭/缺氧多功能區用池體出水中TN的需求打開或關閉厭/缺氧多功能區用池體與好氧區用池體之間的回流管，污水在厭/缺氧多功能區用池體內進行厭/缺氧功能處理；S3：將經過步驟S2厭/缺氧功能處理后污水混合液輸送入好氧區用池體內，污水混合液在好氧區用池體內進行硝化和除磷處理，在此階段通過精準曝氣控制實現短程硝化，同時曝氣的精準控制也減少了內碳源的好氧消耗，污水混合液在好氧區用池體內通過O2進行過量吸磷；S4：經過步驟S3硝化和除磷處理的污水混合液輸送入缺氧區用池體內，通過設置4-5h的HRT使污水混合液中的污泥利用內碳源進行反硝化深度脫氮；S5：經過步驟S4反硝化深度脫氮的污水混合液輸送入缺/好氧多功能區中，通過缺氧以及微曝氣的結合模式對污水混合液進行處理，改善污泥沉降性能；S6：經過步驟S5處理后的污水混合液輸送入二沉池中，污水混合液在二沉池中自動進行泥水分離，上清液排出進入深度處理系統進行后續處理，沉降的活性污泥進行污泥回流和剩余污泥排放，其中活性污泥通過污泥回流管道輸送入污泥水解區用池體中。
2.根據權利要求1所述的一種用于污水深度脫氮除磷的HAOA處理方法，其特征在于：所述步驟S2中需要更低的TN值后，則打開回流管上第二回流泵，厭/缺氧多功能區發揮缺氧區功能，利用進水中易降解有機物進行高速率的反硝化脫氮，同時將慢速可生物降解COD儲存為內碳源，當出水中TN值滿足需求后，則關閉第二回流泵，厭/缺氧多功能區發揮厭氧區功能，污泥進行進一步釋磷及內碳源儲存。
3.根據權利要求1所述的一種用于污水深度脫氮除磷的HAOA處理方法，其特征在于：所述的步驟S4中污水混合液在反硝化深度脫氮的過程中可同步實現反硝化除磷，達到一碳兩用的效果。
4.根據權利要求1所述的一種用于污水深度脫氮除磷的HAOA處理方法，其特征在于：所述的步驟S5中缺氧以及微曝氣的結合模式的HRT設為2h，其中缺氧處理為1.5h，微曝氣處理為0.5h。
5.一種用于污水深度脫氮除磷的HAOA處理系統，其特征在于：包括從左往右依次設置的污泥水解區用池體(1)、厭/缺氧多功能區用池體(2)、好氧區用池體(3)、缺氧區用池體(4)、缺/好氧多功能區用池體(5)和二沉池(6)，所述的污泥水解區用池體通過第一管道與所述的厭/缺氧多功能區用池體相連通，所述的厭/缺氧多功能區用池體通過進水泵與污水進水管道相連通，所述的厭/缺氧多功能區用池體通過第二管道與所述的好氧區用池體相連通，所述的好氧區用池體通過第三管道與所述的缺氧區用池體相連通，所述的缺氧區用池體通過第四管道與所述的缺/好氧多功能區用池體相連通，所述的缺/好氧多功能區用池體通過第五管道與二沉池相連通，所述二沉池的上端側壁上通過出水泵連接有出水管，所述二沉池的下端呈漏斗狀并且其底部的出口通過開關控制閥門與污泥回流管(7)相連，所述的污泥回流管通過壓力保護裝置(14)與第一回流泵相連，所述的第一回流泵與污泥水解區用池體相連通，所述開關控制閥門的底部開設有排泥口，所述的排泥口與排泥管道相連，所述好氧區用池體的底部與所述厭/缺氧多功能區用池體的底部之間設置有回流管(8)，所述的回流管上安裝有第二回流泵，所述的污泥水解區用池體、所述的厭/缺氧多功能區用池體、所述的缺氧區用池體以及所述的缺/好氧多功能區用池體內都設置有攪拌器，所述好氧區用池體的下端內設置有第一曝氣管道組件，所述的缺/好氧多功能區用池體內也設置有第二曝氣管道組件。
6.根據權利要求5所述的用于污水深度脫氮除磷的HAOA處理系統，其特征在于：所述的污泥回流管呈傾斜設置，其的上端與開關控制閥門相連，所述的開關控制閥門是由第一閥體(10-1)、閥芯(10-2)和電動缸(10-3)，所述第一閥體的上下兩端之間開設有貫穿其自身的導流通道，導流通道上端的進泥口與二沉池的出口相連通，導流通道下端的排泥口與排泥管道相連通，所述導流通道一側的第一閥體上開設有污泥回流口，導流通道通過污泥回流口與污泥回流管的上端相連通，所述導流通道另一側的第一閥體的內壁上開設有豎直導向槽，所述的閥芯上下活塞式連接在導流通道內，閥芯的一端伸入豎直導向槽內，所述的電動缸安裝在第一閥體的頂部其的出軸端伸入豎直導向槽內與閥芯相連，所述污泥回流管的下端可拆卸地安裝有密封蓋(12)并且其內活塞式連接有推桿(11)，推桿(11)的一端穿過密封蓋伸入污泥回流管內，所述的密封蓋與推桿之間設置有橡膠密封圈。
7.根據權利要求6所述的用于污水深度脫氮除磷的HAOA處理系統，其特征在于：所述的壓力保護裝置包括第二閥體(14-1)、第二閥芯(14-5)和彈簧(14-6)，所述第二閥體的上下兩端之間開設有貫穿其自身的第二導流通道(14-2)，第二導流通道的上端通過第一抽送管道(15)與第一回流泵相連，第二導流通道的下端通過第二抽送管道(13)與污泥回流管的下端相連通，所述第二導流通道一側的第二閥體內開設有壓力保護通道，所述的壓力保護通道是由第一通道(14-4)和第二通道(14-3)左右連成一體所組成，所述的第一通道與大氣相連通，第二通道與第二導流通道相連通，第一通道的內徑小于第二通道的內徑，第一通道的右端與第二通道的左端之間形成階梯面，所述的第二閥芯通過彈簧活塞式連接在第二通道內，所述的彈簧連接在階梯面上，所述第二通道正上方的第二閥體內開設有導流孔(14-7)，所述的導流孔通過第二閥芯進行密封，所述第一抽送管道通過輔助管道(16)與導流孔相連通。
8.根據權利要求5所述的用于污水深度脫氮除磷的HAOA處理系統，其特征在于：所述的第一曝氣管道組件是由平移支架(17-2)、平移電缸(17-1)、密封導向套筒(17-3)、曝氣管(17-5)、固定架(17-7)、吊桿(17-9)和曝氣氣體輸送管(17-8)，所述的平移支架和固定架相對設置在好氧區用池體的下端內，所述的平移電缸安裝在好氧區用池體的外壁上，平移電缸的出軸端伸入好氧區用池體內與平移支架相連，所述平移支架朝向固定架的一側水平設置有若干根密封導向套筒，所述固定架朝向平移支架的一側也設置有三根曝氣管，三根曝氣管正對著密封導向套筒，曝氣管的一端伸入密封導向套筒內并與其活動連接，所述密封導向套筒遠離平移支架一端的內壁上安裝有密封圈，所述曝氣管的外壁上開設有若干個曝氣孔，伸入密封導向套筒內的曝氣孔通過密封圈進行密封，所述固定架的前后兩端各固定有一根吊桿，所述曝氣氣體輸送管的下端連接在固定架上并通過開設在其內部的導流槽道與三根曝氣管相連通。
9.根據權利要求8所述的用于污水深度脫氮除磷的HAOA處理系統，其特征在于：所述密封導向套筒遠離平移支架的一端可拆卸地安裝有環形刮板(17-4)，所述環形刮板的內徑與曝氣管的外徑相匹配。
10.根據權利要求5所述的用于污水深度脫氮除磷的HAOA處理系統，其特征在于：所述的第二曝氣管道組件包括空心吊桿(18)、輸送管道(19)和曝氣端頭(21)，所述空心吊桿的下端連接在輸送管道上，輸送管道通過空心吊桿伸入至缺/好氧多功能區用池體內的下端，輸送管道的兩端通過法蘭組件(20)各連接有一個曝氣端頭，所述曝氣端頭是由曝氣端頭主體(21-1)、密封端頭(21-3)和開關電缸(21-2)，所述曝氣端頭主體的截面呈凹字形，其遠離輸送管道的一端開設有凹槽，所述的開關電缸安裝在凹槽內并與密封端頭相連，所述的密封端頭平移活動連接在凹槽內并通過開關電缸的驅動伸出曝氣端頭主體，所述凹槽的內壁上均勻開設有若干個第二曝氣孔(21-4)，所述的密封端頭通過套裝在外壁上的密封橡膠圈與凹槽的內壁相接觸并對第二曝氣孔進行密封。
發明內容
本發明為了解決上述問題設計了一種用于污水深度脫氮除磷的HAOA處理方法及其處理系統，將生物除磷及脫氮分隔開，利用活性污泥水解發酵產生的rbCOD和VFAs進行生物除磷，進水中的碳源優先用于生物脫氮，且后置缺氧池解除了內回流量對生物脫氮的限制。
為解決上述的技術問題，本發明提供了一種用于污水深度脫氮除磷的HAOA處理方法，其特征在于：包括以下步驟：
S1：對于輸送進污泥水解區用池體內污泥進行水解發酵，利用水解發酵產生rbCOD和VFAs；
S2：將經過步驟S1水解發酵后含有rbCOD和VFAs的混合液通過管道輸送進厭/缺氧多功能區用池體內，與此同時向厭/缺氧多功能區用池體內輸送污水，根據對厭/缺氧多功能區用池體出水中TN的需求打開或關閉厭/缺氧多功能區用池體與好氧區用池體之間的回流管，污水在厭/缺氧多功能區用池體內進行厭/缺氧功能處理；
S3：將經過步驟S2厭/缺氧功能處理后污水混合液輸送入好氧區用池體內，污水混合液在好氧區用池體內進行硝化和除磷處理，在此階段通過精準曝氣控制實現短程硝化，同時曝氣的精準控制也減少了內碳源的好氧消耗，污水混合液在好氧區用池體內通過O2進行過量吸磷；
S4：經過步驟S3硝化和除磷處理的污水混合液輸送入缺氧區用池體內，通過設置較長的HRT使污水混合液中的污泥利用內碳源進行反硝化深度脫氮；
S5：經過步驟S4反硝化深度脫氮的污水混合液輸送入缺/好氧多功能區中，通過缺氧以及微曝氣的結合模式對污水混合液進行處理，改善污泥沉降性能；
S6：經過步驟S5處理后的污水混合液輸送入二沉池中，污水混合液在二沉池中自動進行泥水分離，上清液排出進入深度處理系統進行后續處理，沉降的活性污泥進行污泥回流和剩余污泥排放，其中活性污泥通過污泥回流管道輸送入污泥水解區用池體中。
進一步：所述步驟S2中需要更低的TN值后，則打開回流管上第二回流泵，厭/缺氧多功能區發揮缺氧區功能，利用進水中易降解有機物進行高速率的反硝化脫氮，同時將慢速可生物降解COD儲存為內碳源，當出水中TN值滿足需求后，則關閉第二回流泵，厭/缺氧多功能區發揮厭氧區功能，污泥進行進一步釋磷及內碳源儲存。
又進一步：所述的步驟S4中污水混合液在反硝化深度脫氮的過程中可同步實現反硝化除磷，達到一碳兩用的效果。
再進一步：所述的步驟S5中缺氧以及微曝氣的結合模式的HRT設為2h，其中缺氧處理為1.5h，微曝氣處理為0.5h。
本發明還提供了一種用于污水深度脫氮除磷的HAOA處理系統，其特征在于：包括從左往右依次設置的污泥水解區用池體、厭/缺氧多功能區用池體、好氧區用池體、缺氧區用池體、缺/好氧多功能區用池體和二沉池，所述的污泥水解區用池體通過第一管道與所述的厭/缺氧多功能區用池體相連通，所述的厭/缺氧多功能區用池體通過進水泵與污水進水管道相連通，所述的厭/缺氧多功能區用池體通過第二管道與所述的好氧區用池體相連通，所述的好氧區用池體通過第三管道與所述的缺氧區用池體相連通，所述的缺氧區用池體通過第四管道與所述的缺/好氧多功能區用池體相連通，所述的缺/好氧多功能區用池體通過第五管道與二沉池相連通，所述二沉池的上端側壁上通過出水泵連接有出水管，所述二沉池的下端呈漏斗狀并且其底部的出口通過開關控制閥門與污泥回流管相連，所述的污泥回流管通過壓力保護裝置與第一回流泵相連，所述的第一回流泵與污泥水解區用池體相連通，所述開關控制閥門的底部開設有排泥口，所述的排泥口與排泥管道相連，所述好氧區用池體的底部與所述厭/缺氧多功能區用池體的底部之間設置有回流管，所述的回流管上安裝有第二回流泵，所述的污泥水解區用池體、所述的厭/缺氧多功能區用池體、所述的缺氧區用池體以及所述的缺/好氧多功能區用池體內都設置有攪拌器，所述好氧區用池體的下端內設置有第一曝氣管道組件，所述的缺/好氧多功能區用池體內也設置有第二曝氣管道組件。
進一步：所述的污泥回流管呈傾斜設置，其的上端與開關控制閥門相連，所述的開關控制閥門是由第一閥體、閥芯和電動缸，所述第一閥體的上下兩端之間開設有貫穿其自身的導流通道，導流通道上端的進泥口與二沉池的出口相連通，導流通道下端的排泥口與排泥管道相連通，所述導流通道一側的第一閥體上開設有污泥回流口，導流通道通過污泥回流口與污泥回流管的上端相連通，所述導流通道另一側的第一閥體的內壁上開設有豎直導向槽，所述的閥芯上下活塞式連接在導流通道內，閥芯的一端伸入豎直導向槽內，所述的電動缸安裝在第一閥體的頂部其的出軸端伸入豎直導向槽內與閥芯相連，所述污泥回流管的下端可拆卸地安裝有密封蓋并且其內活塞式連接有推桿，推桿的一端穿過密封蓋伸入污泥回流管內，所述的密封蓋與推桿之間設置有橡膠密封圈。
又進一步：所述的壓力保護裝置包括第二閥體、第二閥芯和彈簧，所述第二閥體的上下兩端之間開設有貫穿其自身的第二導流通道，第二導流通道的上端通過第一抽送管道與第一回流泵相連，第二導流通道的下端通過第二抽送管道與污泥回流管的下端相連通，所述第二導流通道一側的第二閥體內開設有壓力保護通道，所述的壓力保護通道是由第一通道和第二通道左右連成一體所組成，所述的第一通道與大氣相連通，第二通道與第二導流通道相連通，第一通道的內徑小于第二通道的內徑，第一通道的右端與第二通道的左端之間形成階梯面，所述的第二閥芯通過彈簧活塞式連接在第二通道內，所述的彈簧連接在階梯面上，所述第二通道正上方的第二閥體內開設有導流孔，所述的導流孔通過第二閥芯進行密封，所述第一抽送管道通過輔助管道與導流孔相連通。
又進一步：所述的第一曝氣管道組件是由平移支架、平移電缸、密封導向套筒、曝氣管、固定架、吊桿和曝氣氣體輸送管，所述的平移支架和固定架相對設置在好氧區用池體的下端內，所述的平移電缸安裝在好氧區用池體的外壁上，平移電缸的出軸端伸入好氧區用池體內與平移支架相連，所述平移支架朝向固定架的一側水平設置有若干根密封導向套筒，所述固定架朝向平移支架的一側也設置有三根曝氣管，三根曝氣管正對著密封導向套筒，曝氣管的一端伸入密封導向套筒內并與其活動連接，所述密封導向套筒遠離平移支架一端的內壁上安裝有密封圈，所述曝氣管的外壁上開設有若干個曝氣孔，伸入密封導向套筒內的曝氣孔通過密封圈進行密封，所述固定架的前后兩端各固定有一根吊桿，所述曝氣氣體輸送管的下端連接在固定架上并通過開設在其內部的導流槽道與三根曝氣管相連通。
又進一步：所述密封導向套筒遠離平移支架的一端可拆卸地安裝有環形刮板，所述環形刮板的內徑與曝氣管的外徑相匹配。
再進一步：所述的第二曝氣管道組件包括空心吊桿、輸送管道和曝氣端頭，所述空心吊桿的下端連接在輸送管道上，輸送管道通過空心吊桿伸入至缺/好氧多功能區用池體內的下端，輸送管道的兩端通過法蘭組件各連接有一個曝氣端頭，所述曝氣端頭是由曝氣端頭主體、密封端頭和開關電缸，所述曝氣端頭主體的截面呈凹字形，其遠離輸送管道的一端開設有凹槽，所述的開關電缸安裝在凹槽內并與密封端頭相連，所述的密封端頭平移活動連接在凹槽內并通過開關電缸的驅動伸出曝氣端頭主體，所述凹槽的內壁上均勻開設有若干個第二曝氣孔，所述的密封端頭通過套裝在外壁上的密封橡膠圈與凹槽的內壁相接觸并對第二曝氣孔進行密封。
采用上述結構后，本發明采用上述設計具有的有益效果如下所示：
1、本發明將生物除磷及脫氮分隔開，利用活性污泥水解發酵產生的rbCOD和VFAs進行生物除磷，進水中的碳源優先用于生物脫氮，且后置缺氧池解除了內回流量對生物脫氮的限制。
2、本發明好氧區HRT設置4-5h，通過精準曝氣控制實現短程硝化。缺/好氧多功能區具備進行缺氧區和好氧區切換的條件，冬季低溫硝化速率降低對出水NH4+-N產生影響時，可彌補好氧區HRT的不足。
3、本發明提高了進水中碳源的利用率并利用回流活性污泥水解補充碳源，無需外加商業碳源，降低了污泥產率，運行成本低、出水水質穩定性好，可實現深度脫氮除磷。
4、相比于傳統AAO等工藝，本發明對高氮(進水TN大于50mg/L)且低C/N污水依然可以保持良好的脫氮效果，可使出水TN小于5mg/L。
（發明人：馬景德;劉禮祥;姚立三;佘曉敏;石長恩;陸桂勇;王云輝;朱鋮;嚴正銘;羅華瑞;張國鵬）
