公布日：2022.05.13
申請日：2022.02.15
分類(lèi)號：C02F3/30(2006.01)I
摘要
本發(fā)明提供一種基于SND工藝的智能一體化深度脫氮污水處理系統，所述污水處理系統包括：預處理系統、生化處理系統、深度處理系統和智能管控系統平臺；其中，所述生化處理系統包括：SND反應池、缺氧池、好氧池、膜生物反應器MBR池；所述SND反應池、所述缺氧池、所述好氧池、所述MBR池用于依次對污水進(jìn)行處理；所述好氧池的硝化液回流至所述缺氧池和所述SND反應池；所述MBR池的污泥回流至所述SND反應池。本發(fā)明提供的基于SND工藝的智能一體化深度脫氮污水處理系統，能夠智能化、高效率的實(shí)現污水處理的出水達標，使污水綠色回收，減輕水體流域的污染。
權利要求書(shū)
1.一種基于SND工藝的智能一體化深度脫氮污水處理系統，其特征在于，所述污水處理系統包括：預處理系統和生化處理系統；所述生化處理系統包括：SND反應池、缺氧池、好氧池、膜生物反應器MBR池；其中，所述SND反應池、所述缺氧池、所述好氧池、所述MBR池用于依次對污水進(jìn)行處理；所述好氧池的硝化液回流至所述缺氧池和所述SND反應池；所述MBR池的污泥回流至所述SND反應池。
2.根據權利要求1所述的污水處理系統，其特征在于，所述膜生物反應器MBR池中包括：平板陶瓷膜組件；所述平板陶瓷膜組件設置在所述MBR池內的中上部，用于實(shí)現泥水的分離。
3.根據權利要求2所述的污水處理系統，其特征在于，進(jìn)入所述平板陶瓷膜組件中的污水的停留時(shí)間0.5h。
4.根據權利要求1所述的污水處理系統，其特征在于，所述SND反應池包括：SND反應區；所述SND反應區設有至少一個(gè)SND反應單元格；所述SND反應單元格填充有微生物填料；所述微生物填料為將絲瓜絡(luò )進(jìn)行改性后得到的，用于為微生物菌落提供生長(cháng)環(huán)境。
5.根據權利要求4所述的污水處理系統，其特征在于，所述SND反應單元格中的填料上包括：好氧區域、缺氧區域和厭氧區域；用于氨氮的硝化以及大部分總氮的去除，同時(shí)聚磷菌在好氧環(huán)境下吸收磷元素，實(shí)現同步硝化反硝化。
6.根據權利要求4所述的污水處理系統，其特征在于，所述微生物填料為采用質(zhì)量濃度為2％的NaOH溶液將絲瓜絡(luò )改性得到，所述微生物填料在所述SND反應單元格的填充度為10％-20％。
7.根據權利要求6所述的污水處理系統，其特征在于，所述微生物填料為碳源緩釋填料，能夠為微生物提供良好的生存環(huán)境。
8.根據權利要求1所述的污水處理系統，其特征在于，所述好氧池底部設置有硝化液回流管，所述硝化液回流管分別連接所述缺氧池的進(jìn)水口和所述SND池的進(jìn)水口，回流至所述缺氧池和所述SND池的硝化液流量分配情況根據總氮及氨氮調節；所述MBR池的底部設置有與所述SND池相連的污泥回流管。
9.根據權利要求1所述的污水處理系統，其特征在于，所述污水處理系統還包括：深度處理系統；所述深度處理系統的污水入口與所述生化處理系統的污水出口連接；所述深度處理系統包括消毒池，所述消毒池包括臭氧發(fā)生器和紫外燈。10.根據權利要求1-9任一所述的污水處理系統，其特征在于，所述污水處理系統還包括：智能管控系統平臺；所述智能管控系統平臺包括：污水處理智能控制系統；所述污水處理智能控制系統包括：氨氮-溶解氧DO耦合自控系統；所述氨氮-DO耦合自控系統與所述SND反應池連接，所述氨氮-DO耦合自控系統還與所述好氧池連接；所述氨氮-DO耦合自控系統，用于定時(shí)監測所述生化處理系統內的氨氮值，以及，用于根據氨氮濃度，調節所述生化處理系統內的DO濃度。
11.根據權利要求10所述的污水處理系統，其特征在于，所述氨氮-DO耦合自控系統還用于控制經(jīng)過(guò)所述預處理系統的污水進(jìn)入SND反應單元格中后，SND反應單元格中的DO含量不高于2mg/L。
12.根據權利要求10所述的污水處理系統，其特征在于，所述缺氧池的污水進(jìn)水口與所述SND池的污水出水口連接；所述SND池的污水出水口連接所述缺氧池的污水進(jìn)水口，待處理污水在所述缺氧池中的停留時(shí)間為4-5h，所述缺氧池中的DO濃度低于0.5mg/L。
13.根據權利要求10所述的污水處理系統，其特征在于，所述缺氧池的污水出水連接所述好氧池的污水進(jìn)水口；所述氨氮-DO耦合自控系統還用于定時(shí)監測所述好氧池的污水出水的氨氮數據，控制所述好氧池的出水氨氮值范圍為2-5mg/L。
14.根據權利要求10-13任一所述的污水處理系統，其特征在于，所述污水處理系統還包括：深度處理系統；所述深度處理系統的污水入口與所述生化處理系統的污水出口連接；所述深度處理系統包括消毒池，所述消毒池包括臭氧發(fā)生器和紫外燈；所述污水處理智能控制系統還包括：流量-消毒耦合系統；所述流量-消毒耦合系統與所述深度處理系統連接，用于根據流量控制所述深度處理系統的功率。
15.根據權利要求10-14任一所述的污水處理系統，其特征在于，所述膜生物反應器MBR池中包括：平板陶瓷膜組件；所述污水處理智能控制系統還包括：與所述MBR池連接的膜壓差-清洗耦合系統；所述膜壓差-清洗耦合系統用于根據膜壓差變化確定清洗頻率。
16.根據權利要求10-15所述的污水處理系統，其特征在于，所述智能管控系統平臺還包括：水質(zhì)監測系統和數據傳輸系統；所述水質(zhì)監測系統與所述數據傳輸系統連接，所述水質(zhì)監測系統用于對所述污水處理系統的氨氮值、COD值、總氮值進(jìn)行監測，并將監測數值通過(guò)數據傳輸系統進(jìn)行反饋。
17.根據權利要求1所述的污水處理系統，其特征在于，所述預處理系統包括粗格柵、集水池、細格柵和曝氣沉砂池，所述預處理系統用于去除污水中的大顆粒及比重大的砂子。
發(fā)明內容
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于同步硝化反硝化SND工藝的智能一體化深度脫氮污水處理系統，針對現有技術(shù)中的不足，研發(fā)智能化、污水處理效率高、易操作管理、實(shí)現污水處理出水達標的智能一體化污水處理系統。
為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
一種基于同步硝化反硝化SND工藝的智能一體化深度脫氮污水處理系統，所述污水處理系統包括：預處理系統和生化處理系統。
所述生化處理系統包括：SND反應池、缺氧池、好氧池、膜生物反應器MBR池；其中，所述SND反應池、所述缺氧池、所述好氧池、所述MBR池用于依次對污水進(jìn)行處理；所述好氧池的硝化液回流至所述缺氧池和所述SND反應池；所述MBR池的污泥回流至所述SND反應池。
需要說(shuō)明的是，生化處理系統采用SND反應池+缺氧池+好氧池+膜生物反應器MBR池的處理工藝，整個(gè)處理工藝能夠大幅度降低耗氧量，使正常情況下不用外加碳源，能夠讓生活污水中的CODcr、BOD5、氨氮、總氮、總磷等主要污染物在SND反應池中去除，在缺氧反硝化和強化好氧硝化脫碳中進(jìn)一步去除水中污染物，在保證水量波動(dòng)的情況下，使污水處理系統的出水水質(zhì)穩定達標。
在一種可能的實(shí)現方式中，所述膜生物反應器MBR池中包括：平板陶瓷膜組件；所述平板陶瓷膜組件設置在所述MBR池內的中上部，用于實(shí)現泥水的分離。
在一種可能的實(shí)現方式中，進(jìn)入所述平板陶瓷膜組件中的污水的停留時(shí)間0.5h。
需要說(shuō)明的是，利用平板陶瓷膜組件能夠實(shí)現高效的泥水分離，而且平板陶瓷膜組件相比于中空纖維膜有著(zhù)堅固、耐用、抗污堵、耐酸堿的優(yōu)良特征，使用平板陶瓷膜組件能夠在減少二沉池建設的同時(shí)，大大提高污泥濃度，從3000-5000mg/L提升至8000-12000mg/L，較高的污泥濃度可以實(shí)現高的污染物去除效率，污泥回流至SND池。
在一種可能的實(shí)現方式中，所述SND反應池包括：SND反應區；所述SND反應區設有至少一個(gè)SND反應單元格。
所述SND反應單元格填充有微生物填料；所述微生物填料為將絲瓜絡(luò )進(jìn)行改性后得到的，用于為微生物菌落提供生長(cháng)環(huán)境。
需要說(shuō)明的是，微生物填料是利用不同的方式將純天然的絲瓜絡(luò )進(jìn)行改性的到的，得到的微生物填料用于低C/N特征的生活污水，為低C/N特征的污水在脫氮過(guò)程中提供電子受體，實(shí)現氨氮、總氮高效脫除的前提下，同時(shí)作為緩釋碳源的微生物填料結合SND的功能菌落能夠實(shí)現在同一污水處理單元中同步去除CODcr、BOD5、氨氮、總氮、總磷等污染物。
在一種可能的實(shí)現方式中，所述SND反應單元格中的填料上包括：好氧區域、缺氧區域和厭氧區域；用于氨氮的硝化以及大部分總氮的去除，同時(shí)聚磷菌在好氧環(huán)境下吸收磷元素，實(shí)現同步硝化反硝化。
需要說(shuō)明的是，在SND反應單元格中優(yōu)化SND菌群結構，在一個(gè)SND反應單元格行成好氧、缺氧、厭氧區域，實(shí)現氨氮的硝化以及大部分的總氮的去除同時(shí)聚磷菌在好氧環(huán)境中吸收磷元素，滿(mǎn)足在進(jìn)行同步硝化反硝化過(guò)程中，不需要外加碳源。
需要說(shuō)明的是，當DO≤2mg/L，相較于傳統A/O工藝、SBR工藝等曝氣量減小50％，能耗大大降低；并且由于硝化和反硝化能在同一個(gè)SND反應單元格內實(shí)現，因此反應過(guò)程中堿度保持不變，硝化過(guò)程中不用額外添加堿以保持反應在合理的pH范圍內，不需要外加堿度。
在一種可能的實(shí)現方式中，所述微生物填料為采用質(zhì)量濃度為2％的NaOH溶液將絲瓜絡(luò )改性得到，所述微生物填料在所述SND反應單元格的填充度為10％-20％。
需要說(shuō)明的是，微生物附著(zhù)在改性后的天然生物載體上，好氧微生物附著(zhù)在填料最外層，進(jìn)行硝化反應，研究其改性后的生物性特征，碳源的釋放情況，微生物的附著(zhù)情況、長(cháng)期浸泡的解離情況等，為微生物菌群增值提供更好的環(huán)境，
在一種示例中，所述微生物填料為碳源緩釋填料，能夠為微生物提供良好的生存環(huán)境。
需要說(shuō)明的是，所述微生物填料為碳源緩釋填料，既能保證較大的比表面積，為微生物提供良好的生存環(huán)境，另外所述緩釋填料中可以為反硝化提供碳源。
需要說(shuō)明的是，在同步硝化反硝化過(guò)程中外部碳源不夠的情況下，作為緩釋碳源為反硝化提供碳源，在SND反應池的出口處設置隔網(wǎng)防止填料流失，SND池的出水進(jìn)入缺氧池。
在一種可能的實(shí)現方式中，所述好氧池底部設置有硝化液回流管，所述硝化液回流管分別連接所述缺氧池的進(jìn)水口和所述SND池的進(jìn)水口，回流至所述缺氧池和所述SND池的硝化液流量分配情況根據總氮及氨氮調節。
所述MBR池的底部設置有與所述SND池相連的污泥回流管。
在一種可能的實(shí)現方式中，所述污水處理系統還包括：深度處理系統；所述深度處理系統的污水入口與所述生化處理系統的污水出口連接。
所述深度處理系統包括消毒池，所述消毒池包括臭氧發(fā)生器和紫外燈。
需要說(shuō)明的是，生化處理系統的出水進(jìn)入消毒池中，在消毒池的停留時(shí)間為15min，使用臭氧耦合紫外的消毒方法能夠使污水在進(jìn)行深化處理消毒時(shí)不額外使用藥劑，減少化學(xué)藥劑的使用進(jìn)而滿(mǎn)足生活污水的處理要求，實(shí)現生活污水的綠色回用。
在一種可能的實(shí)現方式中，所述污水處理系統還包括：智能管控系統平臺。
所述智能管控系統平臺包括：污水處理智能控制系統；所述污水處理智能控制系統包括：氨氮-溶解氧DO耦合自控系統。
所述氨氮-DO耦合自控系統與所述SND反應池連接，所述氨氮-DO耦合自控系統還與所述好氧池連接。
所述氨氮-DO耦合自控系統，用于定時(shí)監測所述生化處理系統內的氨氮值，以及，用于根據氨氮濃度，調節所述生化處理系統內的DO濃度。
需要說(shuō)明的是，待處理的污水進(jìn)入SND單元格中，利用氨氮-DO耦合自控系統，實(shí)現曝氣量變化，控制DO不高于2mg/L，既滿(mǎn)足同步硝化反硝化需求，又提供一定的混合動(dòng)力。氨氮-DO耦合自控系統定時(shí)監測系統內的氨氮值，生化處理系統中此時(shí)的氨氮值小于10mg/L，則鼓風(fēng)機保持原有頻率運行；若氨氮值大于10mg/L，監測此時(shí)系統內的DO值，若DO濃度小于2mg/L，則鼓風(fēng)機保持原有頻率運行，若DO值大于2mg/L，則將鼓風(fēng)機頻率降低5Hz后運行。氨氮-DO耦合自控系統根據氨氮濃度調整鼓風(fēng)機頻率進(jìn)而改變系統內DO濃度，既滿(mǎn)足SND反應池的需求，節省能源消耗，同時(shí)又提供生化處理系統所需要的剪切力環(huán)境。系統的停留時(shí)間為8h。低溶氧狀態(tài)下實(shí)現同步硝化反硝化。
在一種可能的實(shí)現方式中，所述氨氮-DO耦合自控系統還用于控制經(jīng)過(guò)所述預處理系統的污水進(jìn)入SND反應單元格中后，SND反應單元格中的DO含量不高于2mg/L。
在一種可能的實(shí)現方式中，所述缺氧池的污水進(jìn)水口與所述SND池的污水出水口連接。
所述SND池的污水出水口連接所述缺氧池的污水進(jìn)水口，待處理污水在所述缺氧池中的停留時(shí)間為4-5h，所述缺氧池中的DO濃度低于0.5mg/L。
在一種可能的實(shí)現方式中，所述缺氧池的污水出水連接所述好氧池的污水進(jìn)水口。所述氨氮-DO耦合自控系統還用于定時(shí)監測所述好氧池的污水出水的氨氮數據，控制所述好氧池的出水氨氮值范圍為2-5mg/L。
需要說(shuō)明的是，待處理污水進(jìn)入缺氧池的停留時(shí)間為4h，在缺氧池中加攪拌，缺氧池的儲水進(jìn)入好氧池中，在好氧池中的停留時(shí)間為4h，利用利用氨氮-DO耦合自控系統，實(shí)現曝氣量變化，定時(shí)監測出水氨氮數據，控制DO，若氨氮值大于5mg/L，則提高鼓風(fēng)機頻率5Hz，直至達到最高頻率或者氨氮降低至5mg/L以下，若氨氮低于2mg/L以下，則將鼓風(fēng)機頻率降低5Hz后運行。直至維持出水氨氮在2-5mg/L之間，既滿(mǎn)足好氧的需求，又節省能源消耗。
在一種可能的實(shí)現方式中，所述污水處理系統還包括：深度處理系統；所述深度處理系統的污水入口與所述生化處理系統的污水出口連接；所述深度處理系統包括消毒池，所述消毒池包括臭氧發(fā)生器和紫外燈。
所述污水處理智能控制系統還包括：流量-消毒耦合系統；所述流量-消毒耦合系統與所述深度處理系統連接，用于根據流量控制所述深度處理系統的功率。
在一種可能的實(shí)現方式中，所述膜生物反應器MBR池中包括：平板陶瓷膜組件。
所述污水處理智能控制系統還包括：與所述MBR池連接的膜壓差-清洗耦合系統；所述膜壓差-清洗耦合系統用于根據膜壓差變化確定清洗頻率。
在一種可能的實(shí)現方式中，所述智能管控系統平臺還包括：水質(zhì)監測系統和數據傳輸系統。
所述水質(zhì)監測系統與所述數據傳輸系統連接，所述水質(zhì)監測系統用于對所述污水處理系統的氨氮值、COD值、總氮值進(jìn)行監測，并將監測數值通過(guò)數據傳輸系統進(jìn)行反饋。
在一種可能的實(shí)現方式中，所述預處理系統包括粗格柵、集水池、細格柵和曝氣沉砂池，所述預處理系統用于去除污水中的大顆粒及比重大的砂子。實(shí)施本發(fā)明的一種基于同步硝化反硝化SND工藝的智能一體化深度脫氮污水處理系統，與現有技術(shù)相比較，具有如下有益效果：
(1)同步硝化反硝化(以下簡(jiǎn)稱(chēng)SND)區及好氧區構建氨氮-DO耦合自控系統為該裝備的核心系統，充分減少曝氣量，實(shí)現精準曝氣；
(2)提供針對低C/N特征的污水使用的新型微生物填料，微生物填料能作為緩釋碳源結合SND反應單元格的功能菌落能夠實(shí)現在氨氮、總氮高效脫除的前提下，同步去除CODcr、BOD5、氨氮、總氮、總磷等污染物。
(3)建立智能管控系統，利用系統化、標準化和信息化的多種新型監測儀器儀表，實(shí)現水場(chǎng)站的運行狀況、生產(chǎn)視頻、生產(chǎn)指標的監控，把分布的水廠(chǎng)統一納入管理系統，最終實(shí)現無(wú)人值守、精準曝氣、智能維護、數據多終端傳輸、的新型一體化污水處理設備及污水收集系統。
（發(fā)明人：孫斌;趙焰;王延忠;李澤;徐志清）
