一種兼具深度脫氮除磷和泥水重力分離的污水處理方法與裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種污水處理方法與裝置，更具體地，涉及一種兼具深度脫氮除磷和 泥水重力分離的污水處理方法與裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 氮和磷是導致水體富營養(yǎng)化的關(guān)鍵性污染物質(zhì)，相對COD和TSS的去除，要難很 多。依據(jù)我國《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918-2002)中一級A標準，出水 氨氮、總氮和總磷應(yīng)分別小于5、15和0. 5毫克/升。而我國《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB 3838-2002)規(guī)定，第V類水環(huán)境中氨氮、總氮和總磷應(yīng)分別小于2. 0, 2. 0和0. 4毫克/升。 這意味著，即使城市污水處理廠的達標出水，仍會嚴重污染環(huán)境容量已接近飽和的接納水 體。
[0003] 然而，污水廠的提標改造正面臨著兩個難題：（1)缺乏經(jīng)濟且高效的深度脫氮除 磷工藝技術(shù)；（2)依靠現(xiàn)有工藝，外加輔助設(shè)施，即使能滿足新的排放要求，但改造成本和 處理成本將大量上升。傳統(tǒng)經(jīng)典的生物脫氮除磷工藝，例如A 20、UCT等工藝，由于消化液回 流不完全和對原水中有機質(zhì)利用不充分，大約能去除70%左右的氮和磷，出水總氮和總磷 分別在15暈克/升和1暈克/升左右。
[0004] 污泥截留與泥水分離，是污水處理中最關(guān)鍵的過程之一。依靠重力沉淀來實現(xiàn) 泥水分離是目前最常用的方式。這種方式雖然成本低，但占地面積大，而且難以提高反應(yīng) 器水力負荷和污染物負荷。利用膜分離技術(shù)對污水進行處理，可以打破傳統(tǒng)重力沉淀的 局限性，其優(yōu)點是反應(yīng)器體積小。常用的膜材料為細孔微濾膜（〇. 01-0. 5微米）和超濾膜 (0. 005-0. 2微米)，這兩種膜材料幾乎能完全去除污水中的懸浮物和濁度，以及大部分細菌 和部分病毒。但由于細孔微濾膜和超濾膜膜孔徑小，易污染，用于泥水分離中還需頻繁的反 沖洗和定期的化學沖洗。這使得膜分離裝置的運行能耗、管理難度和工作量都會增加。
[0005] 基于上述的原因，急需一種低成本、高效率的深度脫氮除磷工藝與重力流膜分離 裝置，在完成深度脫氮除磷的同時，既能發(fā)揮膜生物反應(yīng)器在占地面積小、負荷高、污泥產(chǎn) 量少等優(yōu)勢，又能克服膜易污染、操作復(fù)雜和能耗高等缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明為克服上述現(xiàn)有技術(shù)所述的至少一種缺陷，提供了一種兼具深度脫氮除磷 和泥水重力分離的污水處理方法與裝置，它顯著提高了氮磷去除效率。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是： 一種兼具深度脫氮除磷和泥水重力分離的污水處理裝置，由依次連通的攪拌一池、攪 拌二池、曝氣/攪拌交替池、充氧池和泥水重力分離裝置組成，所述攪拌一池和攪拌二池的 底部連通，所述攪拌二池通過設(shè)于池體上部的第二過水通道與曝氣/攪拌交替池連通，所 述攪拌一池、攪拌二池和曝氣/攪拌交替池均設(shè)有攪拌裝置，所述曝氣/攪拌交替池還設(shè)有 第一曝氣裝置和使曝氣/攪拌交替池中的部分泥水回流至攪拌二池的泥水內(nèi)循環(huán)裝置，所 述曝氣/攪拌交替池通過設(shè)于池體上部的第三過水通道與充氧池連通，所述充氧池包括第 二曝氣裝置；泥水重力分離裝置與充氧池連通，所述泥水重力分離裝置內(nèi)設(shè)有使污泥回流 至攪拌一池的污泥回流裝置。
[0008] 攪拌一池和攪拌二池中的攪拌器，處于連續(xù)工作狀態(tài)。在攪拌一池中，回流的污泥 與進水混合，由于沒有曝氣且回流污泥中硝酸鹽含量低，該池始終處于厭氧狀態(tài)，起到水解 酸化和聚磷菌釋磷的作用。攪拌二池始終處于缺氧狀態(tài)，泥水內(nèi)循環(huán)帶回的硝酸鹽和亞硝 酸鹽，被還原成氮氣，從而去除總氮。
[0009] 利用控制裝置控制所述曝氣/攪拌交替池中的攪拌裝置和曝氣裝置交替運行，能 夠創(chuàng)造好氧-缺氧-厭氧的交替環(huán)境，繼續(xù)強化硝化和反硝化，去除BOD和氨氮的同時，繼 續(xù)去除未能回流的硝酸鹽。交替好氧-缺氧-厭氧的環(huán)境，也繼續(xù)強化了聚磷菌的生長，更 利于聚磷菌的富集和總磷的去除。所述曝氣/攪拌交替池，打破了傳統(tǒng)工藝，如A 2O工藝， 硝化液回流受限和對有機碳利用不充分的問題，強化了對氮磷的去除。
[0010] 所述充氧池中的第二曝氣裝置，一直處于運行狀態(tài)，進一步降低出水中的B0D、氨 氮和總磷。
[0011] 所述泥水重力分離裝置，完成污泥截留與泥水分離。
[0012] 作為一種可選方案，所述泥水重力分離裝置，包括重力沉淀池。所述重力沉淀池設(shè) 于充氧池的外部。所述重力沉淀池的上部設(shè)有供清水流出的出水口。
[0013] 作為另一種可選方案，所述泥水重力分離裝置包括膜組件、清水池和反沖洗裝置； 所述膜組件置于充氧池內(nèi)；清水池和反沖洗裝置設(shè)于充氧池外；所述膜組件由一個以上的 膜元件組成，所述膜元件包括設(shè)于所述膜元件外表面的外粗孔微濾膜層，所述膜元件通過 集水通道與所述清水池相連通。
[0014] 優(yōu)選地，所述膜組件使用粗孔微濾膜污泥截留和泥水分離的材料，該膜材料通量 大，且不易污染。
[0015] 作為上述技術(shù)方案的改進，所述反沖洗裝置包括設(shè)置于所述充氧池的液位監(jiān)測 器、反沖洗栗和控制器，所述反沖洗栗位于所述集水通道上，所述控制器與所述液位監(jiān)測器 和所述反沖洗栗相連接。當充氧池中液位高度到達液位監(jiān)測器時，控制器自動啟動反沖洗 栗，實現(xiàn)自動反沖洗，反沖洗后，膜通量增大，出水量大于進水量，液位將下降，實現(xiàn)液位調(diào) 控。
[0016] 作為上述技術(shù)方案的改進，充氧池設(shè)有低液位線和高液位線，集水通道為一條與 低液位線處于同一水平高度的集水管，液位監(jiān)測器位于高液位線上。
[0017] 作為上述技術(shù)方案的改進，所述反沖洗裝置包括設(shè)置于所述充氧池的液位監(jiān)測 器、反沖洗栗和控制器，所述控制器與所述液位監(jiān)測器和所述反沖洗栗相連接；所述集水 通道包括相互連通的集水管、設(shè)有控制閥的濾液出水管和設(shè)有所述反沖洗栗的反沖洗吸水 管；所述膜元件與所述集水管相連通，所述濾液出水管與所述清水池相連通，所述反沖洗吸 水管與所述清水池相連通。
[0018] 作為上述技術(shù)方案的改進，充氧池設(shè)有低液位線和高液位線，濾液出水管與低液 位線處于同一水平高度，液位監(jiān)測器位于高液位線上。
[0019] 作為上述技術(shù)方案的改進，所述第二曝氣裝置設(shè)置于所述充氧池底部，所述膜組 件位于所述第二曝氣裝置的正上方。所述膜組件安裝在第二曝氣裝置正上方，曝氣時可緩 解膜污染速率，并依靠水的擾動，提高單位膜通量。
[0020] 作為上述技術(shù)方案的改進，所述膜元件為管狀膜元件，所述管狀膜元件與所述充 氧池池底垂直，所述第二曝氣裝置包括曝氣頭。將粗孔微濾膜制作成管狀膜組件，可以增加 單位體積內(nèi)的膜面積大小，與管狀膜組件配合使用的為曝氣頭且管狀膜元件垂直池底時， 曝氣時產(chǎn)生的氣泡會通過管狀膜元件，氣泡形成的剪切力可以清洗膜表面。
[0021] 作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述膜元件包括設(shè)于所述膜元件外表面的外粗 孔微濾膜層以及設(shè)于所述膜元件內(nèi)的內(nèi)粗孔微濾膜層，所述外粗孔微濾膜層與內(nèi)粗孔微濾 膜層之間存在導流層。
[0022] 作為上述技術(shù)方案的改進，所述膜元件為平板膜元件，所述第二曝氣裝置包括曝 氣管，所述曝氣管與所述平板膜元件平行。與平板膜組件配合使用的為曝氣管，且曝氣管與 平板膜元件平行時，曝氣時產(chǎn)生的氣泡會貼著膜表面快速上升，緩解膜污染和提高單位膜 通量。
[0023] 作為上述技術(shù)方案的改進，所述平板膜元件與所述充氧池池底所成角度為 50~70。 。
[0024] 作為上述技術(shù)方案的改進，所述外粗孔微濾膜層膜孔孔徑為1~50 μ m。
[0025] -種用于污水深度脫氮除磷的方法，采用所述兼具深度脫氮除磷和泥水重力分離 的污水處理裝置進行，污水首先進入攪拌一池和攪拌二池，接著進入曝氣/攪拌交替池，最 后進入充氧池和泥水重力分離裝置，完成對有機質(zhì)、氨氮、總氮、總磷等污染物的有效去除 以及污泥截留，具體包括如下步驟： S1、