一种脱氮污水处理系统及污水处理系统

摘要

本发明提供了一种脱氮污水处理系统及污水处理系统，涉及污水处理技术领域，解决了现有自养反硝化脱氮系统需要新增工艺设施，导致运行管理复杂度和难度较大的问题。该系统包括缺氧池和侧流反应器，侧流反应器内设有自养反硝化填料组件，且侧流反应器的侧流进水管连接至缺氧池或好氧池后端，侧流反应器的侧流出水管连接至缺氧池前端。本发明通过将缺氧池的混合液引入侧流反应器，利用侧流反应器内的自养反硝化填料组件为自养反硝化菌提供电子供体实现自养反硝化脱氮后再回到缺氧池，同时缺氧池内异养反硝化菌进行异养反硝化脱氮，使自养异养反硝化协同作用，实现总氮去除，从而减少或省去了外部碳源的投加，降低了运行费用和管理复杂度。

说明书

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其是涉及一种脱氮污水处理系统及污水处理系统。

背景技术

总氮指标是市政污水处理的重点和难点。目前绝大多数污水处理厂采用生物脱氮的方式处理污水，来水中的氨氮、有机氮等在二级生化处理工艺中通过生物硝化-反硝化作用生成氮气去除。生物硝化作用是在好氧条件下通过硝化细菌作用将氨氮反应成硝态氮，硝态氮再通过生物反硝化过程生成氮气。生物反硝化又可大致分为异养反硝化和自养反硝化，异养反硝化是利用异养反硝化菌以有机物为碳源和电子供体，将硝态氮还原为氮气。自养反硝化是利用自养反硝化菌以无机碳酸盐为碳源，以还原性无机物为电子供体和能量来源，将硝态氮还原为氮气。目前大多数污水处理厂的反硝化过程是采用异养反硝化，利用污水中自带的有机物污染物为碳源，但很多污水厂的来水存在碳氮比失衡、碳源不足的问题，需要通过外加碳源提高总氮去除效率。并且，异养菌的生长速率较快，污泥产率也较高。自养反硝化可利用来源更加广泛、成本更低的硫磺、铁系矿物等作为电子供体，且自养菌污泥产量低，具有更多优势。

当前硫自养反硝化多采用在二级生化处理后以滤池的形式实现，自养反硝化滤料填充在滤池内，经二级生化处理后的污水总氮以硝酸盐形式为主，流经自养反硝化滤料时，被自养反硝化菌利用滤料内的无机还原性物质为电子供体，以污水中的无机碳为碳源，将硝态氮还原为氮气去除。但此类方式需要新增工艺设施，增加投资费用，新增的自养反硝化滤池也提高了工艺的运行管理复杂度和难度。在二级生化处理段内同时实现自养-异养相结合的反硝化脱氮系统可以解决以上问题。目前二级生化段自养异养协同反硝化的实现方式，主要是在缺氧池内投加自养反硝化的填料，填料以固体颗粒状态为主，安装方式是将填料悬挂在缺氧池的混合液中，但是存在的主要问题是悬挂填料随着使用时间的延长，污泥和生物膜淤积在填料表面，使填料与污水的接触受阻，传质下降，影响了自养反硝化发挥作用。因此，亟需提供一种有效的自养异养协同反硝化脱氮系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种脱氮污水处理系统及污水处理系统，以解决现有技术中存在的自养反硝化脱氮系统会导致传质效率降低，影响脱氮效果的问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种脱氮污水处理系统，包括缺氧池和侧流反应器，其中，所述侧流反应器内设有自养反硝化填料组件，所述侧流反应器的侧流进水管连接至所述缺氧池或好氧池的后端，所述侧流反应器的侧流出水管连接至所述缺氧池的前端。

根据一种优选实施方式，在所述侧流进水管上设有侧流泵。

根据一种优选实施方式，所述自养反硝化填料组件包括过水通道，所述过水通道上设有多个过水孔，所述过水孔的孔径为5-40mm，所述过水通道采用自养电子供体材料制作而成。

根据一种优选实施方式，所述侧流进水管的末端连接至所述侧流反应器的底部，在所述侧流反应器的底部设有布水器，且所述布水器与所述侧流进水管相连接。

根据一种优选实施方式，所述侧流出水管的一端与位于所述侧流反应器上部的集水槽相连接，所述侧流出水管的另一端连接至所述缺氧池的前端。

根据一种优选实施方式，所述侧流反应器的容积为所述缺氧池容积的1/8-1/3。

本发明还提供了一种污水处理系统，包括前述的脱氮污水处理系统，还包括好氧池，所述好氧池设置在所述脱氮污水处理系统中缺氧池的后侧。

根据一种优选实施方式，当侧流反应器的侧流进水管连接至缺氧池的后端时，在所述好氧池的后端与所述缺氧池的前端之间连接有内回流管，在所述内回流管上设有内回流泵。

根据一种优选实施方式，还包括厌氧池和二沉池，所述厌氧池设置于所述缺氧池的前侧，所述二沉池设置于所述好氧池的后侧。

根据一种优选实施方式，在所述二沉池与所述厌氧池之间连接有污泥回流管，在所述污泥回流管上设置有污泥回流泵。

基于上述技术方案，本发明的脱氮污水处理系统及污水处理系统至少具有如下技术效果：

本发明通过在缺氧池设置侧流反应器，并通过侧流进水管将缺氧池后端或者好氧池后端的混合液引入侧流反应器，利用侧流反应器内的自养反硝化填料组件为自养反硝化菌提供电子供体实现自养反硝化脱氮后由侧流出水管再回到缺氧池前端，同时缺氧池内异养反硝化菌利用污水中的有机碳源实现异养反硝化脱氮，使得两类生物反硝化脱氮反应在二级生化处理段共同作用，实现总氮去除，从而省去了需要建立自养反硝化滤池工艺设施，减少或省去了外部碳源的投加，减少了污泥产生量，降低了运行费用和管理复杂度。

另一方面，本发明实施例的脱氮污水处理系统的自养反硝化脱氮组件采用具有多个过水孔的蜂窝状过水通道，且过水通道采用包括单质硫、石灰石以及辅料等自养电子供体材料制作而成，能够为自养反硝化菌提供电子供体，多孔的过水通道内能够维持一定的流速，避免了填料在使用过程中因淤积而失效的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的污水处理系统的一种优选实施方式的结构示意图；

图2是本发明的污水处理系统的另一种优选实施方式的结构示意图；

图3是本发明的脱氮污水处理系统中自养反硝化脱氮填料组件的俯视图(左侧)和侧视图(右侧)。

图中：1-进水管；2-厌氧池；3-缺氧池；4-好氧池；5-二沉池；6-污泥回流泵；7-污泥回流管；8-内回流泵；9-内回流管；10-侧流泵；11-侧流进水管；12-侧流反应器；13-自养反硝化填料组件；14-侧流出水管；17-穿孔管布水器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合说明书附图对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

如图1或图2所示，本发明实施例1提供了一种脱氮污水处理系统，包括缺氧池3和侧流反应器12。其中，侧流反应器12内设有自养反硝化填料组件13，且侧流反应器12的侧流进水管11连接至缺氧池3或好氧池的后端，侧流反应器12的侧流出水管14连接至缺氧池3的前端。需要说明的是，本文中所述的前端和后端是指沿混合液流动方向的前端和后端。本发明通过在缺氧池设置侧流反应器，并通过侧流进水管将缺氧池后端或者好氧池后端的混合液引入侧流反应器，利用侧流反应器内的自养反硝化填料组件为自养反硝化菌提供电子供体实现自养反硝化脱氮后由侧流出水管再回到缺氧池前端，同时缺氧池内异养反硝化菌利用污水中的有机碳源实现异养反硝化脱氮，使得两类生物反硝化脱氮反应在二级生化处理段共同作用，实现总氮去除，从而省去了需要建立自养反硝化滤池工艺设施，减少或省去了外部碳源的投加，减少了污泥产生量，降低了运行费用和管理复杂度。

优选的，如图1或图2所示，在侧流进水管11上设有侧流泵10。以便在需要进行自养反硝化脱氮时，启动侧流泵10，从缺氧池3后端将混合液通过侧流进水管11泵入侧流反应器12内。

本发明的侧流反应器是具有一定容积和水深的池体，在池体内设置由电子供体材料制作而成的自养反硝化填料组件。优选的，自养反硝化填料组件13包括过水通道。如图3所示，图3示出了过水通道的俯视图和侧视图。优选的，过水通道可采用直通蜂窝管或波浪蜂窝管的形式。优选的，过水通道上设有多个过水孔。优选的，过水孔的孔径为5-40mm。优选的，蜂窝状过水通道采用自养电子供体材料制作而成。优选的，过水通道是由包括单质硫、石灰石以及辅料的原料制作而成。本发明的过水通道采用自养反硝化菌能够利用的硫磺为主要成分，搭配石灰石和其它辅料，为自养反硝化菌提供电子供体，多孔的过水通道内能够维持一定的流速，避免了填料在使用过程中因淤积而失效的问题。

本发明的脱氮污水处理系统中侧流泵的流量、过水通道的孔径以及截面积共同影响自养反硝化填料组件中过水通道的过水流速v。

优选的，侧流进水管11的末端连接至侧流反应器12的底部，在侧流反应器12的底部设有穿孔管布水器17，且穿孔管布水器17与侧流进水管11相连接。通过侧流进水管11引入侧流反应器的混合液通过穿孔管布水器进行布水，混合液经过穿孔管布水后均匀向上流，通过自养反硝化填料组件后，在侧流反应器上部的集水槽进行收集。优选的，侧流出水管14的一端与位于侧流反应器12上部的集水槽相连接，侧流出水管14的另一端连接至缺氧池3的前端。以使集水槽收集的混合液通过侧流出水管回流到缺氧池内。

优选的，侧流反应器的容积为缺氧池3容积的1/8-1/3。

本实施例的脱氮污水处理系统可应用于AO工艺、AAO工艺或者AAO变形工艺。

实施例2

本实施例2提供了一种污水处理系统的一种优选实施方式，本实施例2以将实施例1的脱氮污水处理系统应用于AAO工艺进行具体说明。

如图1所示，本实施例的一种污水处理系统包括实施例1所述的脱氮污水处理系统。本实施例的污水处理系统还包括进水管1，并将进水管1、厌氧池2、缺氧池3、好氧池4和二沉池5依次连接。其中，厌氧池2设置于缺氧池3的前侧，好氧池4设置在缺氧池3的后侧。需要说明的是，本文所述的缺氧池的后侧是指沿污水流动方向的位于缺氧池之后的处理池。二沉池5设置于好氧池4的后侧。优选的，在厌氧池和缺氧池内设置有搅拌装置。优选的，在好氧池4的后端与缺氧池3的前端之间连接有内回流管9，在内回流管9上设有内回流泵8。在好氧池内设置有曝气装置，污水中的氨氮在好氧池内被氧化为硝酸盐氮，通过内回流泵8和内回流管进入缺氧池，在缺氧池内进水中的有机物为异养反硝化菌提供电子供体，将回流的硝态氮还原为氮气。优选的，在二沉池5与厌氧池2之间连接有污泥回流管7，在污泥回流管7上设置有污泥回流泵6。二沉池的污泥一部分作为剩余污泥排放，一部分由污泥回流泵回流至厌氧池2。

如图1所示，在缺氧池3上连接有侧流反应器12。侧流反应器12内设有自养反硝化填料组件13，且侧流反应器12的侧流进水管11连接至缺氧池3的后端，侧流反应器12的侧流出水管14连接至缺氧池3的前端。在侧流进水管11上设有侧流泵10。自养反硝化填料组件13包括蜂窝状过水通道，过水通道上设有多个过水孔，过水孔的孔径为5-40mm，蜂窝状过水通道是由自养电子供体材料制作而成。侧流进水管11的末端连接至侧流反应器12的底部，在侧流反应器12的底部设有穿孔管布水器17，且穿孔管布水器17与侧流进水管11相连接。侧流出水管14的一端与位于所述侧流反应器12上部的集水槽相连接，侧流出水管14的另一端连接至缺氧池3的前端。混合液经侧流进水管和侧流泵进入侧流反应器，经自养反硝化填料组件进行自养反硝化脱氮处理后，通过侧流出水管回到缺氧池内进行循环。

因此，在运行时，污水中的氨氮在好氧池被氧化为硝酸盐氮，随着内回流泵和内回流管进入缺氧池，在缺氧池内进水中的有机物为异养反硝化菌提供电子供体，将回流的硝态氮还原为氮气，当进水中的有机物不足，出水硝酸盐氮超标时，启动侧流反应器运行，污水中的硝酸盐氮在经过侧流反应器与自养反硝化填料组件接触时，自养反硝化菌利用填料中的硫磺为电子供体，发生自养反硝化，将硝酸盐氮还原为氮气去除，实现补充脱氮和总氮达标。

实施例3

本实施例3作为一种污水处理系统的另一种优选实施方式，与实施例2不同的是，在本实施例中，脱氮污水处理系统的侧流进水管连接至好氧池的后端，且在好氧池的后端与缺氧池的前端之间不再设置内回流泵和内回流管。具体方案如下：

如图2所示，本实施例的污水处理系统包括进水管1、厌氧池2、缺氧池3、好氧池4和二沉池5，并将进水管1、厌氧池2、缺氧池3、好氧池4和二沉池5依次连接。优选的，在厌氧池和缺氧池内设置有搅拌装置。在缺氧池3上连接有侧流反应器12。侧流反应器12内设有自养反硝化填料组件13，且侧流反应器12的侧流进水管11连接至好氧池4的后端，侧流反应器12的侧流出水管14连接至缺氧池3的前端。在侧流进水管11上设有侧流泵10。自养反硝化填料组件13包括蜂窝状过水通道，过水通道上设有多个过水孔，过水孔的孔径为5-40mm，蜂窝状过水通道是由自养电子供体材料制作而成。侧流进水管11的末端连接至侧流反应器12的底部，在侧流反应器12的底部设有穿孔管布水器17，且穿孔管布水器17与侧流进水管11相连接。侧流出水管14的一端与位于所述侧流反应器12上部的集水槽相连接，侧流出水管14的另一端连接至缺氧池3的前端。好氧池内被氧化的硝酸盐氮混合液经侧流进水管和侧流泵进入侧流反应器，经自养反硝化填料组件进行自养反硝化脱氮处理后，通过侧流出水管回到缺氧池内进行循环。在缺氧池内进水中的有机物为异养反硝化菌提供电子供体，将回流的硝态氮还原为氮气，从而实现了两类生物反硝化反应的协同作用。优选的，在二沉池5与厌氧池2之间连接有污泥回流管7，在污泥回流管7上设置有污泥回流泵6。二沉池的污泥一部分作为剩余污泥排放，一部分由污泥回流泵回流至厌氧池2。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。