基于脱氮除磷工艺的污水处理方法、硝化液分离回流装置及污水处理系统与流程

1.本发明涉及污水处理领域，尤其涉及一种基于脱氮除磷工艺的污水处理方法、硝化液分离回流装置及污水处理系统。


背景技术：

2.传统污水处理工艺中，二沉池的泥水分离系统多为竖流式、平流式或辐流式重力沉降，其沉降效果与活性污泥性状有密切联系，且可容纳活性污泥浓度一般不超过5000mg/l，污泥浓度过高会抬升泥区高度，降低沉淀效果，导致出水ss超标，且空间占用面较大。因此，为了减少污水处理厂的占地面积，滤出原水中固态悬浮物、胶体等物质，提高出水品质，通常采用mbr代替传统工艺中的二沉池。
3.然而，在现有mbr技术中，因取消了二沉池，生物脱氮除磷必须经膜池至好氧池、好氧池至缺氧池、缺氧池至厌氧池的多级回流方能实现，多级回流系统复杂且耗电量大，是制约mbr工艺发展的关键因素之一。因此，如何将上述两种污水处理工艺有机结合，在降低污水处理系统占用面积的同时，提升脱氮除磷效率，降低运行能耗是亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服上述背景技术的缺陷和不足，提供一种基于脱氮除磷工艺的污水处理方法、硝化液分离回流装置及污水处理系统，能够在降低污水处理系统占用面积的同时，提升脱氮除磷效率，降低运行能耗。
5.为实现上述目的，本发明提供一种基于脱氮除磷工艺的污水处理方法，该污水处理方法利用mbr与泥水分离结合的方式对污水进行处理，包括以下步骤：污水顺次进入缺氧区和厌氧区进行生化处理后进入好氧膜池区；好氧膜池区的硝化液经位于厌氧区上方的分离区进行分离回流，其中，上清液回流至缺氧区进行反硝化脱氮反应，余下浓缩液进入厌氧区进行除磷反应；浓缩液靠重力直接进入厌氧区进行除磷反应，减少回流泵个数，降低运行功耗，上清液直接进入缺氧区，浓缩液直接下沉至厌氧区，减少高含氧量的硝化液对厌氧区环境的干扰，提高脱氮除磷效率。
6.进一步地，所述的分离区具有将好氧膜池区处理后的污水引入分离区的配水花墙；和硝化液分离回流装置；其中，所述配水花墙位于连通好氧膜池区和分离区的配水渠内，该配水花墙上的配水孔朝向好氧膜池区；将进水区设置成配水花墙，有利于从好氧膜池回流的硝化液更均匀分布，保持较好的配水环境；所述硝化液分离回流装置设置在厌氧区上方，并位于配水花墙水流方向的下游，经过配水花墙的水进入该硝化液分离回流装置将硝化液分离、回流；便于污水进入硝化液分离回流装置进行处理。
7.进一步地，经过所述配水孔的水流速为0.07-0.1m/s；水流速为0.07-0.1m/s，有利于硝化液的固液分离。
8.进一步地，所述的硝化液分离回流装置包括：折板组，若干所述折板组沿着水流方向布置，构成所述折板组的每个折板的顶部均具有间断布置的过水缝隙；和集水构件，设置在折板组上方，在所述集水构件的侧壁上开设有若干过水孔；其中，经所述过水孔进入所述集水构件内的上清液经回流泵引至缺氧区，余下浓缩液沿折板进入厌氧区；通过设置折板组，多层折板将固液分离，且保证分离效果稳定，折板顶部的过水缝隙便于上清液通过，从而便于集水构件的收集。
9.进一步地，所述折板组包括：若干上下间隔布置的折板，每层所述折板对应的配水孔均位于相应的折板下方；其中，所述折板具有开口向下的v形横截面，且v形夹角的角度可调，其夹角调节范围为50
°‑
100
°
；构成v形横截面的左侧板和右侧板的长度均可调，长度调节范围为100mm-170mm，通过调整两侧板夹角以及长度，不仅使得上清液更易被集水构件收集，而且能够控制折板上表面积泥厚度，实现不同含水率的浓缩液沿折板滑落入厌氧区，进而控制厌氧区污泥含量，调和脱氮除磷的矛盾。
10.本发明还提供一种硝化液分离回流装置，用于上述基于脱氮除磷工艺的污水处理方法中，将好氧膜池区的硝化液分流出来并回流至缺氧区，该硝化液分离回流装置设置在分离区内，并位于厌氧区上方，该硝化液分离回流装置包括：折板组，该折板组通过固定架并排设置在分离区内；和集水构件，设置在折板组上方，所述集水构件迎着水流方向布置，在该集水构件的管壁上开设有若干间隔布置的过水孔；其中，若干所述过水孔均水平布置，所述集水构件的一端封闭，另一端与回流泵的进水端连接，所述回流泵的出水端与缺氧区连接；将硝化液分离回流装置设置在厌氧区上方，便于分离出来的浓缩液进入厌氧池，从而减少使用回流泵的数量，降低运行能耗；设置折板组和集水构件，便于将固液分离，从而取代mbr的多级回流方式，降低运行能耗的同时，降低污水处理系统的面积；过水孔水平布置，便于收集上清液的同时，防止泥污进入集水构件。
11.进一步地，所述折板组包括：若干上下间隔布置的折板，折板安装在固定架上，每层所述折板对应的配水孔均位于相应的折板下方；其中，所述折板为由左侧板和右侧板顶端相连构成的开口向下的v形结构，两侧板顶端相连处具有间断布置的过水缝隙，且两侧板之间的夹角可调；所述左侧板和右侧板均由上、下两部分组成，且上部侧板和下部侧板构成可伸缩结构的侧板，以调节侧板的长度；通过合理设置折板长度和角度，使硝化液固液分离后上清液更易被集水构件收集，控制折板上表面积泥厚度，实现不同含水率的浓缩液滑落入厌氧区，控制进入厌氧区的污泥含量，调和脱氮除磷的矛盾。
12.所述的上部侧板下端内表面上具有向内突出的卡条，下部侧板上端具有至少两个平行设置的与所述卡条适配的若干卡槽；该结构不仅能够实现折板的两侧板长度的调节，并且结构简单，便于制作和安装，从而为实施本发明提供便利条件。
13.本发明还提供一种基于脱氮除磷工艺的污水处理系统，包括依次连通的缺氧区、厌氧区和好氧膜池区，以及与好氧膜池区通过配水渠连通的分离区，分离区的出水端与所述缺氧区连接，该分离区底部与所厌氧区连通；在配水渠与分离区之间迎着水流方向设置有具有配水孔的配水花墙；在所述分离区内设置有上述的硝化液分离回流装置，硝化液分
离回流装置分离出的上清液回流至所述缺氧区，浓缩液落入所述厌氧区；在所述硝化液分离回流装置的每层折板的下方均对应设置有所述配水孔。
14.与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：1.本发明污水处理方法将利用mbr与泥水分离有机结合，分离出的浓缩液直接进入厌氧区除磷处理，上清液回流至缺氧区反硝脱氮反应，能够在降低污水处理系统占用面积的同时，提升脱氮除磷效率，降低运行能耗；2.本发明硝化液分离回流装置能够进行固液分离，且折板的长度和角度均可调节，通过合理设置折板长度和角度，使硝化液固液分离后上清液更易被集水构件收集，控制折板上表面积泥厚度，实现不同含水率的浓缩液滑落入厌氧区，控制进入厌氧区的污泥含量，调和脱氮除磷的矛盾；3.本发明硝化液分离回流装置包括折板组合集水构件，结构简单，方案设计合理，易于安装，分离出的上清液回流，浓缩液下沉，实用性强，多层折板的设置，保证了分离效果的稳定性；4.本发明污水处理系统通过设置配水花墙，有利于从好氧膜池回流的硝化液更均匀分布地进入硝化液分离回流装置内，保持良好的配水环境，利于硝化液的分离回流。
附图说明
15.构成本说明书的一部分、用于进一步理解本发明的附图示出了本发明的优选实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理和结构。图中：图1为本发明基于脱氮除磷工艺的污水处理方法的流程原理图；图2是本发明基于脱氮除磷工艺的污水处理系统的示意性结立体构图；图3是本发明的折板组件的排布方式及与固定架连接关系的示意图。
16.图4是本发明的折板伸缩结构的放大示意图。
17.图中标号：100、缺氧区；200、厌氧区；300、好氧膜池区；400、分离区；500、回流泵；600、配水花墙，610、配水孔；700、硝化液分离回流装置，710、折板组，711、折板，712、限位合页/限位器， 720、集水构件，721、过水孔；800、固定架，810、固定柱，820、承载台；900、伸缩结构，900a、卡条，900b、卡槽；e、折板两侧侧板的上部，f、折板两侧侧板的下部。
具体实施方式
18.以下结合附图对本发明的实施方式进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
19.实施例1：下面结合附图1对本发明的基于脱氮除磷工艺的污水处理方法进详细说明：本实施例提供一种基于脱氮除磷工艺的污水处理方法，该污水处理方法利用mbr与泥水分离结合的方式对污水进行处理，包括以下步骤：污水顺次进入缺氧区100和厌氧区200进行生化处理后进入好氧膜池区300；好氧膜池区300的硝化液经位于厌氧区200上方的分离区400进行硝化液分离回流，其中，上清液回流至缺氧区100进行反硝化脱氮反应，余下浓缩液200进入厌氧区进行除磷反应。浓缩液靠重力直接进入厌氧区200进行除磷反应，减少回流泵个数，降低运行功耗，上清液直接进入缺氧区，浓缩液直接下沉至厌氧区，减少高含氧量的硝化液对厌氧区环境的干扰，提高脱氮除磷效率。
20.分离区400是通过如下方式将固液分离的，参见图2，具体为：分离区400具有将好氧膜池区300处理后的污水引入分离区的配水花墙600和硝化液分离回流装置700；配水花墙600位于连通好氧膜池区300和分离区400的配水渠内，该配水花墙600上的配水孔610朝向好氧膜池区300，也就是迎着水流的方向布置，便于从好氧膜池区300过来的污水进入分离区利用硝化液分离回流装置700进行固液分离，并且将进水区设置成配水花墙，有利于从好氧膜池回流的硝化液更均匀分布，保持较好的配水环境；硝化液分离回流装置700设置在厌氧区200上方，并位于配水花墙600水流方向的下游，经过配水花墙600的水进入该硝化液分离回流装置700将硝化液分离、回流；便于污水进入硝化液分离回流装置700内进行处理。经过配水孔610的水流速为0.07-0.1m/s；水流速为0.07-0.1m/s，有利于硝化液的固液分离。
21.硝化液分离回流装置包括：折板组710和集水构件720，若干折板组710沿着水流方向布置，构成折板组710的每个折板711的顶部均具有间断布置的过水缝隙，从而便于集水构件720收集上清液，也防止泥污进入集水构件720，提高反硝化脱氮效率；集水构件720设置在折板组710上方，在集水构件720的管壁上开设有若干过水孔721；其中，经过水孔721进入集水构件720内的上清液经回流泵500引至缺氧区100进行反硝化脱氮反应，余下浓缩液沿折板711进入厌氧区200进行除磷反应弧；通过设置折板组，多层折板将固液分离，且保证分离效果稳定。回流泵可采用潜污泵、自吸泵或者穿墙泵，硝化上清液由此回流至缺氧池，减少高含氧量的硝化液对厌氧区环境干扰。
22.折板组以及折板的排布形式参见图3，折板组710包括若干上下间隔布置的折板711，多层折板711可以以同一种角度均匀的排布，也可以不同角度、不同高度排布，每层折板711对应的配水孔610均位于相应的折板下方，从而防止污水直接进入集水构件，提高其工作的稳定性；其中，折板711具有开口向下的v形横截面，且v形夹角的角度可调，其夹角调节范围为50
°‑
100
°
；构成v形横截面的左侧板和右侧板的长度均可调，长度调节范围为100mm-170mm，通过调整两侧板夹角以及长度，不仅使得上清液更易被集水构件收集，而且能够控制折板上表面积泥厚度，实现不同含水率的浓缩液沿折板滑落入厌氧区，进而控制厌氧区污泥含量，调和脱氮除磷的矛盾。
23.折板711的材质为不锈钢、碳钢、玻璃钢、pvc、abs等中的任一种，当折板711采用pvc、abs的材质时，夹角的调整可以利用材料的弹性实现；当采用不锈钢、碳钢、玻璃钢时，v形两侧的侧板采用合页连接从而实现角度的调整。长度的调节可以采用相互配合的卡条和卡槽实现长度的调整。
24.本实施例公开的基于脱氮除磷工艺的污水处理方法利用了mbr污水处理工艺，并利用泥水分离的远离，优化了污水水处理工艺。
25.实施例2：本实施例提供一种硝化液分离回流装置，用于基于脱氮除磷工艺的污水处理方法中，将好氧膜池区处理后的硝化液分流出来并回流至缺氧区，该硝化液分离回流装置设置在分离区内，并位于厌氧区上方。
26.参见图2，本实施例的硝化液分离回流装置包括：折板组710和集水构件720，该折板组710通过固定架800并排设置在分离区内；集水构件720设置在折板组710上方，集水构件720迎着水流方向布置，在该集水构件720的侧壁上开设有若干间隔布置的过水孔721，优选地，若干过水孔721等间距布置；其中，若干过水孔721均水平布置，过水孔721水平布置，
便于收集上清液的同时，防止泥污进入集水构件，本实施例的集水构件采用管径为50mm的集水管，过水孔721的孔径为20mm，相邻过水孔721中心间距为180mm，孔口朝向过水花墙610设置，当然，集水构件720也可以采用集水槽作为本发明的其他实施例，过水孔721可以开设在集水构件720的一侧，也可开设在其相对设置的两侧。集水构件721的一端封闭，另一端穿出分离区的墙体与回流泵500的进水端连接，回流泵500的出水端与缺氧区连接，回流泵可采用潜污泵、自吸泵或者穿墙泵。将硝化液分离回流装置设置在厌氧区上方，便于分离出来的浓缩液进入厌氧池，从而减少使用回流泵的数量，降低运行能耗；设置折板组710和集水构件720，便于将固液分离，从而取代mbr的多级回流方式，降低运行能耗的同时，降低污水处理系统的面积，从而降低污水处理的投入成本。
27.折板组710包括若干上下间隔布置的折板711，折板711安装在固定架800上，每层折板对应的配水孔均位于相应的折板下方，多层间隔布置的折板711，保证固液分离效果和稳定性，从而提高本装置工作的稳定性；其中，折板711为由左侧板和右侧板顶端相连构成的开口向下的v形结构，两侧板顶端相连处具有间断布置的过水缝隙，且两侧板之间的夹角可调；左侧板711a和右侧板711b均由上、下两部分组成，且上部侧板e和下部侧板f构成可伸缩结构的侧板，以便于在安装时调节侧板的长度；通过合理设置折板长度和角度，使硝化液固液分离后上清液更易被集水构件收集，控制折板上表面积泥厚度，实现不同含水率的浓缩液滑落入厌氧区，控制进入厌氧区的污泥含量，调和脱氮除磷的矛盾。折板711的材质为不锈钢、碳钢、玻璃钢、pvc、abs等中的任一种，当折板711采用pvc、abs的材质时，夹角的调整可以利用材料的弹性实现；当采用不锈钢、碳钢、玻璃钢时，v形两侧的侧板采用具有限位功能的限位合页712或者限位器712连接从而实现角度的调整。
28.本实施例的左侧板711a和右侧板711b的长度调节是通过以下结构实现的：参见图4，上部侧板e下端内表面上具有向内突出的卡条900a，下部侧板f上端具有至少两个平行设置的与卡条适配的若干卡槽900b，卡条900a和卡槽900b构成了伸缩结构900，从而便于调整左侧板711a和右侧板711b的长度；该结构不仅能够实现折板的两侧板长度的调节，并且结构简单，便于制作和安装，从而为实施本发明提供便利条件。
29.固定架800便于折板711的固定和排布，如图3所示，固定架800包括固定柱810以及设置在固定柱810上用于支撑折板711的承载台820，，，承载台820可采用与固定柱810固定连接钢管制作，减轻重量的同时，也降低成本，固定柱810的数量为多个，间隔布置在分离区内，或者在折板组710的两端均设置有固定柱810，固定柱810也采用空心结构，满足其承载能力的同时，降低成本。本实施例的固定架800间距为150mm。通过限位器/具有限位功能的限位合页限定并保持折板的夹角，通过承载台820支撑折板，从而保证折板711保持水平间距和上下层的层间距，保证折板的稳定性，同时也保证了分离效果的稳定。
30.实施例3：参见图1至图4、本实施例提供一种基于脱氮除磷工艺的污水处理系统，包括依次连通的缺氧区100、厌氧区200和好氧膜池区300，以及与好氧膜池区300通过配水渠连通的分离区400，分离区400的出水端与缺氧区100连接，该分离区400底部与厌氧区200连通；在配水渠与分离区400之间迎着水流方向设置有具有配水孔的配水花墙600；在分离区400内设置有实施例2所述的硝化液分离回流装置700，硝化液分离回流装置700分离出的上清液经回流泵500回流至缺氧区100，浓缩液依靠重力落入厌氧区200；在硝化液分离回流装置的每层折板711的下方均对应设置有配水孔610。浓缩液靠重力直接进入厌氧区200进
行除磷反应，减少回流泵个数，降低运行功耗，上清液直接进入缺氧区，浓缩液直接下沉至厌氧区，减少高含氧量的硝化液对厌氧区环境的干扰，提高脱氮除磷效率。本实施例公开的基于脱氮除磷工艺的污水处理系统在mbr污水处理系统的基础上，利用泥水分离原理，优化了污水水处理系统，使得污水系统在提高除磷脱氮效果的同时，降低了运行能耗，减少了污水处理系统的占地面积。
31.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。