水处理系统及水处理方法与流程

本发明涉及污水处理，具体涉及一种水处理系统及水处理方法。

背景技术：

1、在城市污水处理领域，一般需要对污水进行脱氮除磷处理。如何在实现高效脱氮除磷的同时，降低能耗和减少温室气体排放，一直是行业内关注的焦点。

2、目前，国内大部分城市采用的污水处理方法是以aao（anaerobic-anoxic-oxic，厌氧-缺氧-好氧）为代表的污水脱氮除磷前置反硝化方法。aao的水处理系统由厌氧区-缺氧区-好氧区串联而成。aao污水处理方法结合了厌氧生物处理方法和好氧生物处理方法，主要是通过不同阶段的生物化学反应，有效地去除污水中的氮和有机污染物。在aao的水处理系统中，一般需要将好氧区中的硝化液回流到缺氧区，以提高缺氧区中的硝态氮浓度，从而促进缺氧区中的反硝化反应的进行，以降低水中的总氮浓度。并且，为了利用好氧的微生物对污水进行处理，一般需要使用曝气装置向水体提供溶解氧。

3、然而，在aao的水处理系统中，进行硝化液回流和曝气所需的能耗较大，因此aao的水处理系统的总能耗大，往往导致城市污水处理面临提质增效和节能降耗的双重压力。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本技术提供了一种水处理系统及水处理方法，通过待处理的水依次流经厌氧区、好氧区、可变区、缺氧区和膜生物反应池，缺氧区置于好氧区之后，水处理系统不需要进行硝化液回流，节省了大量的运行能耗，并且可变区还用于根据目标判断区间将可变区的溶解氧浓度调节至目标判断区间对应的预设区间内，以为可变区中的微生物提供缺氧环境、微氧环境或好氧环境，进而调节可变区中的微生物主要进行的反应，能够实现水中溶解氧的高效利用，进而减少曝气能耗，从而能够减少水处理系统的总能耗，同时还能够提高污水的处理效果。

2、为解决上述问题，本发明提供如下技术方案：

3、第一方面，本技术实施例提供一种水处理系统，所述水处理系统由厌氧区、好氧区、可变区、缺氧区和膜生物反应池依次连接而成，待处理的水依次流经所述厌氧区、所述好氧区、所述可变区、所述缺氧区和所述膜生物反应池；

4、所述厌氧区用于提供厌氧环境以使所述厌氧区中的微生物进行释磷反应，并且利用所述待处理的水中的有机物合成胞内碳源；

5、所述好氧区用于提供好氧环境以使所述好氧区中的微生物利用所述好氧区中的泥水混合物进行好氧吸磷反应、硝化反应和同步硝化反硝化反应；

6、所述可变区用于根据水的监测指标数据和多个判断区间确定所述监测指标数据处于的目标判断区间，其中，每个所述判断区间对应一个溶解氧浓度的预设区间；

7、所述可变区还用于根据所述目标判断区间将所述可变区的溶解氧浓度调节至所述目标判断区间对应的预设区间内，以为所述可变区中的微生物提供缺氧环境、微氧环境或好氧环境，进而调节所述可变区中的微生物主要进行的反应；

8、所述缺氧区用于提供缺氧环境以使所述缺氧区中的微生物利用所述缺氧区中的泥水混合物进行内源反硝化反应；

9、所述膜生物反应池用于对所述膜生物反应池中的泥水混合物进行固液分离处理，得到处理后的水。

10、在一些实施方式中，所述好氧区设置有半软性填料，所述半软性填料用于增加所述好氧区中的微生物的数量，所述半软性填料通过支架悬挂于所述好氧区，所述半软性填料具有便于使所述好氧区中的微生物附着的结构，所述半软性填料的填充率为80%至90%，所述半软性填料的比表面积为80m2/m3至120m2/m3。

11、在一些实施方式中，所述厌氧区设置有第一搅拌装置，所述第一搅拌装置用于使所述厌氧区中的泥水混合物处于混悬液状态；

12、所述好氧区设置有第一曝气装置和第一监测仪，所述第一曝气装置用于增加所述好氧区的溶解氧浓度，所述第一监测仪用于获取所述好氧区中的水的监测指标数据；

13、所述可变区设置有第二搅拌装置、第二曝气装置和第二监测仪，所述第二搅拌装置用于使所述可变区中的泥水混合物处于混悬液状态，所述第二曝气装置用于增加所述可变区的溶解氧浓度，所述第二监测仪用于监测所述可变区的溶解氧浓度；

14、所述缺氧区设置有第三搅拌装置，所述第三搅拌装置用于使所述缺氧区中的泥水混合物处于混悬液状态；

15、所述膜生物反应池设置有第三曝气装置，所述第三曝气装置用于通过气流带动水冲刷所述膜生物反应池中的膜组件，以减少所述膜组件上附着的固体。

16、在一些实施方式中，所述监测指标数据包括所述好氧区末端的水的氨氮浓度，所述多个判断区间包括第一判断区间、第二判断区间和第三判断区间，所述第一判断区间对应第一预设区间，所述第二判断区间对应第二预设区间，所述第三判断区间对应第三预设区间；

17、当所述氨氮浓度处于所述第一判断区间时，所述可变区还用于将所述可变区的溶解氧浓度调节至所述第一预设区间内，以使所述可变区为所述可变区中的微生物提供所述缺氧环境；

18、当所述氨氮浓度处于所述第二判断区间时，所述可变区还用于将所述可变区的溶解氧浓度调节至所述第二预设区间，以使所述可变区为所述可变区中的微生物提供所述微氧环境；

19、当所述氨氮浓度处于所述第三判断区间时，所述可变区还用于将所述可变区的溶解氧浓度调节至所述第三预设区间，以使所述可变区为所述可变区中的微生物提供所述好氧环境。

20、在一些实施方式中，所述第一判断区间为所述氨氮浓度小于1mg/l，所述第二判断区间为所述氨氮浓度大于或等于1mg/l且小于3mg/l，所述第三判断区间为所述氨氮浓度大于或等于3mg/l，所述第一预设区间为所述可变区的溶解氧浓度小于0.5mg/l，所述第二预设区间为所述可变区的溶解氧浓度大于或等于1mg/l且小于1.5mg/l，所述第三预设区间为所述可变区的溶解氧浓度大于或等于1.5mg/l且小于或等于2mg/l。

21、在一些实施方式中，所述厌氧区和所述缺氧区之间设置有第一回流管道，所述第一回流管道中设置有第一回流泵，所述第一回流泵用于将所述缺氧区的泥水混合物通过所述第一回流管道泵入所述厌氧区，其中，所述缺氧区的泥水混合物包括所述缺氧区中的微生物，所述厌氧区的氧化还原电位为-200mv至-300mv；

22、所述好氧区和所述膜生物反应池之间设置有第二回流管道，所述第二回流管道中设置有第二回流泵，所述第二回流泵用于将所述膜生物反应池的泥水混合物通过所述第二回流管道泵入所述好氧区，其中，所述膜生物反应池的泥水混合物包括所述膜生物反应池中的微生物。

23、在一些实施方式中，所述第一回流管道对应的第一回流比为100%至200%，所述第二回流管道对应的第二回流比为200%至400%；

24、所述厌氧区中的水的停留时间为2h至4h，所述好氧区中的水的停留时间为2h至4h；

25、所述厌氧区、所述好氧区、所述可变区和所述缺氧区的容积比为2：2：1：4。

26、在一些实施方式中，当进水tn浓度大于或等于80mg/l时或所述好氧区末端的水的氨氮浓度大于或等于10mg/l时，所述好氧区还用于控制所述好氧区的溶解氧浓度为3.5mg/l至4mg/l；

27、当所述进水tn浓度大于或等于50mg/l且小于80mg/l时或所述好氧区末端的水的氨氮浓度大于或等于6mg/l且小于10mg/l时，所述好氧区还用于控制所述好氧区的溶解氧浓度为2.5mg/l至3.5mg/l；

28、当所述进水tn浓度大于或等于30mg/l且小于50mg/l时或所述好氧区末端的水的氨氮浓度大于或等于3mg/l且小于6mg/l时，所述好氧区还用于控制所述好氧区的溶解氧浓度为2mg/l至2.5mg/l；

29、当所述进水tn浓度小于30mg/l时或所述好氧区末端的水的氨氮浓度小于3mg/l时，所述好氧区还用于控制所述好氧区的溶解氧浓度为1.5mg/l至2mg/l；

30、所述好氧区的污泥浓度为3500mg/l至5500mg/l；

31、所述缺氧区的污泥浓度为4000mg/l至6000mg/l；

32、所述膜生物反应池的溶解氧浓度为3.5mg/l至6.0mg/l，所述膜生物反应池的污泥浓度为6000mg/l至9000mg/l。

33、第二方面，本技术实施例提供一种水处理方法，所述水处理方法应用于如第一方面所述的水处理系统，所述方法包括：

34、将待处理的水注入厌氧区进行处理，所述厌氧区用于提供厌氧环境以使所述厌氧区中的微生物进行释磷反应，并且利用所述待处理的水中的有机物合成胞内碳源；

35、将所述厌氧区末端的泥水混合物注入好氧区进行处理，所述好氧区用于提供好氧环境以使所述好氧区中的微生物利用所述好氧区中的泥水混合物进行好氧吸磷反应、硝化反应和同步硝化反硝化反应；

36、将所述好氧区末端的泥水混合物注入可变区进行处理，所述可变区用于根据水的监测指标数据和多个判断区间确定所述监测指标数据处于的目标判断区间，其中，每个所述判断区间对应一个溶解氧浓度的预设区间，所述可变区还用于根据所述目标判断区间将所述可变区的溶解氧浓度调节至所述目标判断区间对应的预设区间内，以为所述可变区中的微生物提供缺氧环境、微氧环境或好氧环境，进而调节所述可变区中的微生物主要进行的反应；

37、将所述可变区末端的泥水混合物注入缺氧区进行处理，所述缺氧区用于提供缺氧环境以使所述缺氧区中的微生物利用所述缺氧区中的泥水混合物进行内源反硝化反应；

38、将所述缺氧区末端的泥水混合物注入膜生物反应池进行固液分离处理，得到处理后的水。

39、在一些实施方式中，所述监测指标数据包括所述好氧区末端的水的氨氮浓度，所述多个判断区间包括第一判断区间、第二判断区间和第三判断区间，所述第一判断区间对应第一预设区间，所述第二判断区间对应第二预设区间，所述第三判断区间对应第三预设区间；

40、所述将所述好氧区末端的泥水混合物注入可变区进行处理，包括：

41、将所述好氧区末端的泥水混合物注入所述可变区；

42、当所述氨氮浓度处于所述第一判断区间时，将所述可变区的溶解氧浓度调节至所述第一预设区间内，以使所述可变区为所述可变区中的微生物提供所述缺氧环境；

43、当所述氨氮浓度处于所述第二判断区间时，将所述可变区的溶解氧浓度调节至所述第二预设区间，以使所述可变区为所述可变区中的微生物提供所述微氧环境；

44、当所述氨氮浓度处于所述第三判断区间时，将所述可变区的溶解氧浓度调节至所述第三预设区间，以使所述可变区为所述可变区中的微生物提供所述好氧环境。

45、本技术提供了一种水处理系统及水处理方法，本技术通过待处理的水依次流经厌氧区、好氧区、可变区、缺氧区和膜生物反应池，缺氧区置于好氧区之后，水处理系统不需要进行硝化液回流，节省了大量的运行能耗，并且可变区还用于根据目标判断区间将可变区的溶解氧浓度调节至目标判断区间对应的预设区间内，以为可变区中的微生物提供缺氧环境、微氧环境或好氧环境，进而调节可变区中的微生物主要进行的反应，能够实现水中溶解氧的高效利用，进而减少曝气能耗，从而能够减少水处理系统的总能耗，同时还能够提高污水的处理效果。