[发明专利]旁路污泥减量、淤沙分离及脱氮除磷污水处理系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，涉及一种嵌入式旁路污泥减量、污泥淤沙分离及脱氮除磷一体化污水处理系统及方法，适用于进水含沙量高、VSS/MLSS低、碳源不足的污水处理厂的除磷脱氮。

背景技术

近年来随着城市污水产生量的增长和处理率的提高，作为污水处理的副产物—剩余污泥的数量也同步快速增加。污泥的处理与处置问题凸显。面对源源不断产生的污泥，传统的污泥末端处理处置方式无论是在技术、经济、还是在环境安全方面都受到质疑。在这种情况下，开发污泥产率低的污水处理技术，无疑是一项具有清洁生产、污染物源头削减理念的技术工作。目前在污泥减量技术方面主要存在以下问题：（1）就污泥减量技术的研究而言，目前众多的研究处于实验室小试的探索性示范阶段，中、大规模的污泥减量工程示范甚少；其研究结论存在着一定的差异和不确定性。（2）污泥减量与传统生物除磷之间存在矛盾。由于目前污水处理厂都是以排除剩余污泥来实现生物除磷。而污泥减量却是以减少剩余污泥量为目的，污泥减量效果越好，可供生物除磷排除的剩余污泥就越少，除磷能力下降甚至完全消失，因此污泥减量不能确保污水中营养物质尤其是磷的良好去除；这也是目前所有采用污泥减量技术的污水处理工艺出水水质波动以及不达标的原因。（3）不能对污水中低浓度磷以非剩余污泥的形式进行富集回收（4）伴随着剩余污泥排放量的减少，惰性无机物质如沙粒必然在污水处理系统中积累，从而使活性污泥中无机物含量在生化曝气池中累积升高，导致曝气池反应效率和有效容积降低，对污水厂的正常运行管理维护造成的严重影响已日益凸显，甚至可能导致到污泥过程减量功能的丧失。

目前，淤沙在污水处理系统中积累也已凸显成为一个影响污水处理效率的严重问题。进水中含沙量高、提高脱氮除磷效率所采取的一些措施（如取消初沉池、为了保证生物脱氮采用较长的污泥龄、化学除磷等）以及污泥减量技术是导致污泥淤沙严重的主要原因。由于沙的淤积使得许多污水处理厂污泥的VSS/MLSS比值很低，有的甚至低至0.2~0.3。如何将淤沙从污水处理系统中去除已成为提高污水处理效率的研究重点。就现阶段的除沙技术而言，其除沙理念都是集中在源头去除上，虽然可以达到去除淤沙的效果，但是不可避免的会损失部分碳源，使碳源不足的问题更加突显。

因此针对目前污泥减量技术和除沙技术所存在的问题研发出一种集污泥减量、污泥淤沙分离、同步脱氮除磷的一体化污水处理系统及方法意义重大。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种旁路污泥减量、淤沙分离及脱氮除磷污水处理系统及方法。

本发明的技术方案如下：

本发明首先提出一套旁路污泥减量、淤沙分离及脱氮除磷污水处理系统，其由具有脱氮除磷功能的主体污水处理系统和旁路系统组成。

所述主体污水处理系统由沉砂池、脱氮除磷系统组成。

所述主体污水处理系统有沉砂池和脱氮除磷系统，污水经沉砂池接入脱氮除磷系统，脱氮除磷系统处理后的水经出水管排出；所述脱氮除磷系统设置有污泥内回流管、剩余污泥排放管，并接入有曝气系统。

所述旁路系统包括有毛发分离器、污泥减量池、污泥淤沙分离器、化学除磷池和淤沙脱水系统。其中脱氮除磷系统的剩余污泥排放管连接毛发分离器之后再连接污泥减量池，污泥减量池通过污泥减量池排泥管连接污泥淤沙分离器，污泥淤沙分离器一方面通过碳源化污泥回流管与脱氮除磷系统连接，另一方面通过污泥淤沙排放管连接淤沙脱水系统，淤沙脱水系统通过富磷离析液排放管连接化学除磷池，同时污泥减量池通过富磷上清液排放管也与化学除磷池连接，化学除磷池一方面通过上清液回流管接回脱氮除磷系统，另一方面通过化学污泥回用管排出污泥。

沉砂池主要去除0.2mm以上的砂粒。

脱氮除磷系统如A²/O生化反应池+二沉池、氧化沟+二沉池、SBR以及其演变工艺CASS等具有脱氮、除磷、去除有机物以及泥水分离的功能。

毛发分离器：分离毛发等较大的惰性物质。

污泥减量池：通过水解酸化等污泥减量措施，使部分剩余污泥在减量池中发生破解，污泥破解后使活性污泥中被夹带的淤沙剥离出来，有利于提高污泥淤沙分离器的分离效率，同时破解后的污泥回流为系统提供碳源。

污泥淤沙分离器：破解后的污泥进入污泥淤沙分离器使惰性物质从污泥中分离出来，从而达到提高污泥活性的目的。

化学除磷池：在化学除磷池中，通过投加化学药剂的方法，将磷从污水中去除，化学污泥回用。