一种生化组合高效脱除污水中氮和磷的系统与方法与流程

本发明涉及一种生化组合高效脱除污水中氮和磷的系统与方法，属于污水处理技术领域。

背景技术：

生活污水来源广，存在普遍，用水分散且不同时段的水质、水量不同。一般生活污水具有氨氮和磷含量高、有机物含量相对较低的特点，若采用传统生物方法处理，反硝化脱单过程脱氮除磷效果有限，出水水质难以达标。为去除水中氮和磷，常规方法一般是投加有机碳源和化学除磷药剂，但污水处理成本较高，运行管理复杂。若采用物理法和化学法，这些处理技术又存在着操作复杂、处理成本较高、产生二次污染等问题，在实际生活污水处理中很难得到广泛应用。

技术实现要素：

为了解决生活污水处理技术的不足，本发明提供一种生化组合高效脱除污水中氮和磷的系统与方法。

一种生化组合高效脱除污水中氮和磷的方法，含有以下步骤：利用水力滚筒筛网除去污水中的悬浮物；设置微曝气水解酸化处理单元，并置入铁基质生物耦合载体，将有机物水解并去除部分氨氮；设置移动床生物接触氧化池，并置入铁基质生物耦合载体和生物海绵，进一步去除有机物和氨氮；设置沉淀池，去除移动床生物接触氧化池出水中的活性污泥；设置厌氧生化耦合处理单元，其中填充物为笼式球，球内包有铁基质生物耦合载体和生物海绵，可将有机物水解并将硝态氮转化为氮气脱除；设置好氧生化耦合处理单元，并填充铁基质生物耦合载体和生物海绵，通过铁基质生物耦合载体的化学催化作用和微生物作用降解水中有机物和氨氮；好氧生化耦合处理单元部分出水回流至厌氧生化耦合处理单元，并进一步去除水中硝态氮；最后出水汇入清水池后排出。

一种生化组合高效脱除污水中氮和磷的方法，还含有以下步骤：

步骤1、生活污水经水力滚筒筛网除去污水中的悬浮物；

步骤2、污水进入投加铁基质生物耦合载体的微曝气水解酸化处理单元，污水中部分有机物被水解去除并有部分氨氮得到脱除；

步骤3、微曝气水解酸化处理单元的出水进入移动床生物接触氧化池，移动床生物接触氧化池内置入铁基质生物耦合载体和生物海绵，进一步去除有机物和氨氮；

步骤4、沉淀池进一步去除移动床生物接触氧化池出水中的活性污泥；

步骤5、沉淀池的出水进入填充了铁基质生物耦合载体和生物海绵笼式球的厌氧生化耦合处理单元，用于污水中有机物的进一步水解、厌氧反硝化脱氮、化学除磷；

步骤6、厌氧生化耦合处理单元的出水进入填充了铁基质生物耦合载体和生物海绵的好氧生化耦合处理单元，用于同步硝化反硝化脱氮、化学和生物除磷，并通过曝气系统控制溶解氧(do)，强化污水中氨氮、有机物和磷的去除率；

步骤7、好氧生化耦合处理单元的一部分出水达标排入清水池达标排放，另一部分经回流泵回流至厌氧生化耦合处理单元，并进一步去除污水中总氮和有机物。

步骤1中生活污水首先通过水力滚筒筛网去除75％以上的较大悬浮物。

步骤2中微曝气水解酸化处理单元，水解水中的有机物同时去除部分氨氮，其中氨氮去除30％，有机物去除30％。曝气时间间隔为4h～12h，每次曝气10min。

步骤3中移动床生物接触氧化池中的污水停留时间为3-6h，移动床生物接触氧化池内置入铁基质生物耦合载体和生物海绵，形成高效硝化过程，进一步去除氨氮和有机物。

步骤4中沉淀池进一步去除移动床生物接触氧化池出水中的活性污泥；步骤5中厌氧生化耦合处理单元水力停留时间为4-6h，其作用是污水中有机物的进一步水解、厌氧反硝化脱氮、化学除磷。

步骤6中好氧生化耦合处理单元水力停留时间为4-6h，用于强化生物同步硝化反硝化脱氮，并通过曝气系统控制do，do浓度在3-4mg/l之间，强化污水中氨氮、有机物和磷的去除率，使出水有机物、氨氮、总氮、总磷及悬浮物去除率均达到95％以上，出水水质满足《北京市城镇污水处理厂污染物排放标准》(db11/307-2013)a排放限值。

步骤6中好氧生化耦合处理单元出水一部分经回流泵回流至厌氧生化耦合处理单元的回流量为处理水量的2-4倍，其作用是将好氧生化耦合处理单元产生的硝态氮再进入厌氧生化耦合处理单元进行反硝化进一步脱除。另一部分出水进入清水池，可用于周边草地的浇灌。

一种生化组合高效脱除污水中氮和磷的系统，污水首先进入水力滚筒筛网；水力滚筒筛网后连接微曝气水解酸化处理单元；微曝气水解酸化处理单元后连接移动床生物接触氧化池；移动床生物接触氧化池后连接沉淀池；沉淀池后连接厌氧生化耦合处理单元；厌氧生化耦合处理单元后连接好氧生化耦合处理单元；好氧曝气生物处理单元后连接清水池；好氧生化耦合处理单元通过回流泵再与厌氧生化耦合处理单元连接；所述的后连接为通过不同的管道、阀门及水泵实现连接。

水力滚筒筛网除去污水中的悬浮物；微曝气水解酸化处理单元将污水中部分有机物水解去除并有部分氨氮得到脱除；移动床生物接触氧化池进一步去除有机物和氨氮；沉淀池去除移动床生物接触氧化池出水中的活性污泥；厌氧生化耦合处理单元用于污水中有机物的进一步水解、厌氧反硝化脱氮、化学除磷；好氧生化耦合处理单元用于同步硝化反硝化脱氮、化学和生物除磷，并通过曝气系统控制溶解氧，强化污水中氨氮、有机物和磷的去除率；好氧生化耦合处理单元的一部分出水达标排入清水池，另一部分经回流泵回流至厌氧生化耦合处理单元，并进一步去除污水中总氮和有机物。

本发明的优点是：将厌氧生化耦合处理单元与好氧生化耦合处理单元串联，在厌氧生化耦合处理单元水力停留时间为4-6h，好氧生化耦合处理单元水力停留时间为4-6h，并通过曝气系统控制好氧生化耦合处理单元的do在3-4mg/l之间，控制好氧生化耦合处理单元出水以2-4倍回流比至厌氧生化耦合处理单元，可使出水有机物、氨氮、总氮、总磷及悬浮物去除率均达到95％以上，出水水质满足《北京市城镇污水处理厂污染物排放标准》(db11/307-2013)a排放限值。且厌氧生化耦合处理单元和好氧生化耦合处理单元串联，在低于15℃的水温下仍运行良好，出水水质仍能达到《北京市城镇污水处理厂污染物排放标准》(db11/307-2013)a排放限值。

附图说明

当结合附图，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，如图其中：

图1为本发明提供的一种生化组合高效脱除污水中氮和磷的系统与方法的工艺流程图，其中：水力滚筒筛网1、微曝气水解酸化处理单元2、移动床生物接触氧化池3、沉淀池4、厌氧生化耦合处理单元5、好氧生化耦合处理单元6、清水池7、曝气设施8及回流泵9。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

具体实施方式

显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当称元件、组件被“连接”到另一元件、组件时，它可以直接连接到其他元件或者组件，或者也可以存在中间元件或者组件。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。

为便于对本发明实施例的理解，下面将做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。

实施例1：如图1所示，一种生化组合高效脱除污水中氮和磷的系统，主要有水力滚筒筛网、微曝气水解酸化处理单元、移动床生物接触氧化池、沉淀池、厌氧生化耦合处理单元、好氧生化耦合处理单元、清水池、回流泵、曝气设施、自动控制系统及各种管道、阀门、水泵等组成。

一种生化组合高效脱除污水中氮和磷的系统，污水首先进入水力滚筒筛网1；水力滚筒筛网1后连接微曝气水解酸化处理单元2；微曝气水解酸化处理单元2后连接移动床生物接触氧化池3；移动床生物接触氧化池3后连接沉淀池4；沉淀池4后连接厌氧生化耦合处理单元5；厌氧生化耦合处理单元5后连接好氧生化耦合处理单元6；好氧曝气生物处理单元6后连接清水池7；好氧生化耦合处理单元6通过回流泵9再与厌氧生化耦合处理单元5连接；曝气设施8与微曝气水解酸化处理单元2、好氧生化耦合处理单元6连接。

所述的后连接为通过不同的管道、阀门及水泵实现连接，管道连接阀门及水泵，阀门及水泵通过管道分别连接水力滚筒筛网1、微曝气水解酸化处理单元2、移动床生物接触氧化池3、沉淀池4、厌氧生化耦合处理单元5、好氧生化耦合处理单元6、清水池7、曝气设施8及回流泵9。

通过各种管道、阀门及水泵分别将水力滚筒筛网1、微曝气水解酸化处理单元2、移动床生物接触氧化池3、沉淀池4、厌氧生化耦合处理单元5、好氧生化耦合处理单元6、清水池7、曝气设施8、回流泵9连接起来。

本发明是针对目前生活污水处理普遍存在的脱氮除磷效率低、处理费用高，难以实现高标准排放要求等问题，提供的一种高效脱氮除磷系统与方法，处理后出水水质满足《北京市城镇污水处理厂污染物排放标准》(db11/307-2013)a排放限值。

实施例2：如图1所示，本发明生化组合高效脱除污水中氮和磷的系统与方法中，水力滚筒筛网是去除污水中的悬浮物；微曝气水解酸化处理单元是将有机物水解并去除部分氨氮；移动床生物接触氧化池是进一步去除有机物和氨氮；沉淀池是去除移动床生物接触氧化池出水中的活性污泥；厌氧生化耦合处理单元是将有机物水解并将硝态氮转化为氮气脱除；好氧生化耦合处理单元是通过铁基质生物耦合载体的化学催化作用和微生物作用降解水中有机物和氨氮；厌氧生化耦合处理单元和好氧生化耦合处理单元中所填充的铁基质生物耦合载体是申请人2014年07月23日已授权的发明专利“好氧低碳氮比污水氨氮直接脱氮生物颗粒载体及制备方法”(专利号zl201310093411.5)所制备出的生物载体；

好氧生化耦合处理单元的部分出水汇入清水池后达标排放，另一部分经回流泵回流至厌氧生化耦合处理单元，并进一步去除水中硝态氮，同时去除水中有机物；

本发明生化组合高效脱除污水中氮和磷的系统与方法中各单元产泥量较少，所产少量污泥排入化粪池，并通过吸粪车外运处理。

本发明生化组合高效脱除污水中氮和磷的系统与方法中所述的回流泵、移动床生物接触氧化池、曝气设施等均实现自动化控制。

实施例3：如图1所示，一种生化组合高效脱除污水中氮和磷的方法，含有以下步骤；

步骤1、生活污水经水力滚筒筛网1除去污水中的悬浮物；

步骤2、经过步骤1处理的生活污水进入投加铁基质生物耦合载体的微曝气水解酸化处理单元2，污水中部分有机物被水解去除并有部分氨氮得到脱除；

步骤3、微曝气水解酸化处理单元2的出水进入移动床生物接触氧化池3，进一步去除有机物和氨氮；

步骤4、移动床生物接触氧化池3的出水进入沉淀池4，进一步去除移动床生物接触氧化池3出水中的活性污泥；

步骤5、沉淀池4的出水进入填充了铁基质生物耦合载体和生物海绵笼式球的厌氧生化耦合处理单元5，用于污水中有机物的进一步水解、厌氧反硝化脱氮、化学除磷；

步骤6、厌氧生化耦合处理单元5的出水进入填充了铁基质生物耦合载体和生物海绵的好氧生化耦合处理单元6，用于同步硝化反硝化脱氮、化学和生物除磷，并通过曝气设施8控制溶解氧(do)，强化污水中氨氮、有机物和磷的去除率；

步骤7、好氧生化耦合处理单元6的一部分出水达标排入清水池7达标排放，另一部分经回流泵9回流至厌氧生化耦合处理单元5，并进一步去除污水中总氮和有机物。

本发明处理城镇农村污水、铁路站段污水、高速公路污水等，水量为10～1000m³/d，步骤1中生活污水首先通过水力滚筒筛网1去除75％以上的较大悬浮物。

步骤2中进入微曝气水解酸化处理单元2的污水，在曝气时间间隔为4h～12h，每次曝气10min时，可去除30％氨氮，有机物去除30％。

步骤3中移动床生物接触氧化池3中的污水在停留时间为3-6h，通过移动床生物接触氧化池内的铁基质生物耦合载体和生物海绵的化学、生物作用，形成高效硝化过程，，进一步去除氨氮和有机物。氨氮脱除40％，总氮脱除30％，有机物脱除40％。

步骤4中沉淀池4进一步去除移动床生物接触氧化池3出水中的活性污泥；悬浮颗粒物去除率达90％。

步骤5中厌氧生化耦合处理单元5在水力停留时间为4-6h，污水中有机物的得到进一步水解、厌氧反硝化脱氮、化学除磷。

步骤6中好氧生化耦合处理单元6在水力停留时间为4-6h，通过曝气设施8控制do浓度在3-4mg/l时，出水有机物、氨氮、总氮、总磷及悬浮物去除率均达到95％以上，出水水质满足《北京市城镇污水处理厂污染物排放标准》(db11/307-2013)a排放限值。

步骤6中好氧生化耦合处理单元6出水一部分经回流泵9回流至厌氧生化耦合处理单元5的回流量为处理水量的2-4倍，其作用是将好氧生化耦合处理单元6产生的硝态氮再进入厌氧生化耦合处理单元5进行反硝化进一步脱除。另一部分出水进入清水池7，可用于周边草地的浇灌。

步骤4和5中的厌氧生化耦合处理单元5和好氧生化耦合处理单元6，在低于15℃的水温下仍运行良好，出水水质仍能达到《北京市城镇污水处理厂污染物排放标准》(db11/307-2013)a排放限值。

处理效果见下表1。

处理后的出水各项指标达到或优于《北京市城镇污水处理厂污染物排放标准》(db11/307-2013)a排放限值。

表1：10m³/d～1000m³/d城镇农村污水、铁路站段污水、高速公路污水等处理系统进出水水质指标

实施例4：如图1所示，一种生化组合高效脱除污水中氮和磷的方法，包括：水力滚筒筛网1除去污水中的悬浮物；

微曝气水解酸化处理单元2用于污水中部分有机物水解去除并有部分氨氮得到脱除；

移动床生物接触氧化池3进一步去除有机物和氨氮；

沉淀池4去除移动床生物接触氧化池出水中的活性污泥；

厌氧生化耦合处理单元5用于污水中有机物的进一步水解、厌氧反硝化脱氮、化学除磷；

好氧生化耦合处理单元6用于同步硝化反硝化脱氮、化学和生物除磷，并通过曝气系统控制溶解氧，强化污水中氨氮、有机物和磷的去除率；

微曝气水解酸化处理单元2、移动床生物接触氧化池3、厌氧生化耦合处理单元5和好氧生化耦合处理单元6中所填充的铁基质生物耦合载体是申请人2014年07月23日已授权的发明专利“好氧低碳氮比污水氨氮直接脱氮生物颗粒载体及制备方法”(专利号zl201310093411.5)所制备出的生物载体；

好氧生化耦合处理单元6的一部分出水达标排入清水池，另一部分经回流泵9回流至厌氧生化耦合处理单元，并进一步去除污水中总氮和有机物。

生化组合高效脱除污水中氮和磷的方法中所述的水泵、回流泵、阀门、曝气设施等均实现自动化控制。

实施例5：如图1所示，一种生化组合高效脱除污水中氮和磷的方法，含有以下步骤：

利用水力滚筒筛网除去污水中的悬浮物；设置微曝气水解酸化处理单元，并置入铁基质生物耦合载体，可将有机物水解并去除部分氨氮；设置移动床生物接触氧化池，进一步去除有机物和氨氮；设置沉淀池，去除移动床生物接触氧化池出水中的活性污泥；设置厌氧生化耦合处理单元，其中填充物为笼式球，球内包有铁基质生物耦合载体和生物海绵(铁基质生物耦合载体为申请人2014年07月23日已授权的发明专利“好氧低碳氮比污水氨氮直接脱氮生物颗粒载体及制备方法”(专利号zl201310093411.5)所制备出的生物载体)，可将有机物水解并将硝态氮转化为氮气脱除；设置好氧生化耦合处理单元，并填充铁基质生物耦合载体和生物海绵，通过铁基质生物耦合载体的化学催化作用和微生物作用降解水中有机物和氨氮；好氧生化耦合处理单元部分出水回流至厌氧生化耦合处理单元，并进一步去除水中硝态氮；最后出水汇入清水池后排出，排水水质可满足《北京市城镇污水处理厂污染物排放标准》(db11/307-2013)a排放限值。

一种生化组合高效脱除污水中氮和磷的系统，污水首先进入水力滚筒筛网；水力滚筒筛网后连接微曝气水解酸化处理单元；微曝气水解酸化处理单元后连接移动床生物接触氧化池；移动床生物接触氧化池后连接沉淀池；沉淀池后连接厌氧生化耦合处理单元；厌氧生化耦合处理单元后连接好氧生化耦合处理单元；好氧曝气生物处理单元后连接清水池；好氧生化耦合处理单元通过回流泵再与厌氧生化耦合处理单元连接。

一种生化组合高效脱除污水中氮和磷的系统，水力滚筒筛网除去污水中的悬浮物；微曝气水解酸化处理单元将污水中部分有机物水解去除并有部分氨氮得到脱除；移动床生物接触氧化池进一步去除有机物和氨氮；沉淀池去除移动床生物接触氧化池出水中的活性污泥；厌氧生化耦合处理单元用于污水中有机物的进一步水解、厌氧反硝化脱氮、化学除磷；好氧生化耦合处理单元用于同步硝化反硝化脱氮、化学和生物除磷，并通过曝气系统控制溶解氧，强化污水中氨氮、有机物和磷的去除率；好氧生化耦合处理单元的一部分出水达标排入清水池，另一部分经回流泵回流至厌氧生化耦合处理单元，并进一步去除污水中总氮和有机物。

如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。