[发明专利]污水脱氮除磷系统及操作方法

说明书

技术领域

本发明属于利用生物技术和物化技术处理污水的技术领域，特别涉及一种适于村落污水脱氮除磷系统及其操作方法。

背景技术

随着中国城镇化加快以及大城市污水的处理率提高，小城镇和村落等小污染源成为水体污染源的一个重要因素。小污染源的治理将成为今后备受关注的一个热点。对一些水体和环境有特殊要求的地区，如旅游区和水源保护地，不仅要求污水必须处理后排放，还对其处理水的水质(主要是氮、磷等引起水体富营养物质)有更高的排放要求。因此，开发研制投资省、运行费用低、具有脱氮除磷的污水处理工艺将有效的保护该类地区水体环境。

污水的处理按作用原理可分为生物处理法、物理处理法和物理-化学处理法。生物处理法由于其高效低耗被广泛应用于污水处理中。活性污泥法是目前世界上城市污水和工业废水处理厂使用最广泛的生物处理技术。氧化沟是一种由连续环式反应池构成的简易污水处理技术，是活性污泥法的一种变型。20世纪50年代首先由荷兰卫生工程研究所研制成功。在各国科学家和环境工程师们经过将近50年的努力下，氧化沟技术取得了很大的进步。研究表明，氧化沟工艺具有有机污染物去除率高、同步脱氮除磷、运行效果稳定、管理方便以及投资省等特点，已被广泛认为是适宜于中小城镇污水处理的首选技术之一。二十世纪八十年代末，美国开发了另一种氧化沟污水处理技术——一体化氧化沟(Integral oxidation Ditch简称I.O.D)，它将传统氧化沟的曝气净化与混合液的沉淀/分离合并一体(二沉池设置在氧化沟沟道中)，实现了污泥的无泵回流。该技术与传统氧化沟技术相比，减少了占地面积并省掉了污泥回流系统。其缺点是：二沉池建于循环沟道中，增加了水流阻力，能耗增加；同时对曝气设备的要求提高；系统运行调节性能差。我国刘俊新提出了立体循环一体化氧化沟技术(专利申请号：200410081012.8)，该技术主要由立体循环式氧化沟、曝气转刷和新型固液沉淀分离器构成，它将传统氧化沟的平面循环流动运行方式，改为立体循环流动。立体循环一体化氧化沟与常规氧化沟相比，占地面积可减少约50％。沉淀/分离区合建在立体氧化沟的两端，对氧化沟内混合液的流态没有影响，沉淀后的污泥可自动回流到氧化沟内，无需污泥回流设备。立体循环一体化氧化沟的上层沟道为好氧区，下层沟道为缺氧区。缺氧区在底层，不与大气接触，缺氧形成快。通过对多种污水处理试验研究表明，采用立体循环一体化氧化沟作为二级污水处理工艺处理污水是完全可行的。

经过立体循环一体化氧化沟污水处理区处理后的污水，有机物和总氮等可以达到排放标准，但总磷还需要进一步处理才能排放。

针对污水中磷的去除，主要包括生物法、物理法和化学法或几种方法的联用。其中，土壤处理具有投资省、效果好、维护简单等优点比较适合村落污水的处理。目前，国内外学者对土壤除磷的作用机理、吸附数学模型等进行了大量的研究。

二级处理出水中含有少量的悬浮固体，直接进入土地处理系统会降低土地处理系统的使用寿命。过滤具有对水体中的悬浮物去除效果好，设备体积小、动力设施简单，运行管理方便等特点。

发明内容

本发明的目的之一是研发一种能够广泛应用于村落污水的脱氮除磷系统，为村落污水处理提供一条投资省、运行管理简单、处理彻底的途径。

本发明的另一目的在于提供一种污水脱氮除磷系统的操作方法。

本发明的污水脱氮除磷系统是由立体循环一体化氧化沟污水处理区、滤罐和土地处理区构成。

立体循环一体化氧化沟污水处理区的主要功能是去除污水中的有机污染物、总氮和总悬浮固体等污染物；滤罐的主要功能是进一步去除水中的悬浮固体；土地处理区主要功能是进一步去除水中的总磷。所述的滤罐接在立体循环一体化氧化沟污水处理区后面，两处理区之间以管道连接，布置在滤罐的进水管与立体循环一体化氧化沟污水处理区的出水口通过管道相接；土地处理区接在滤罐后面，两处理区之间以管道连接，布置在土地处理区的土壤层表面的带有孔洞的穿孔布水管与滤罐的清水收集管通过管道相接。

本发明的村落污水脱氮除磷系统的工艺流程可参见图1示意图，其工艺流程特征在于：污水从进水口进入立体循环一体化氧化沟污水处理区后，有机物被降解，总氮降低，污水经过固液分离器分离后，上清液经过出水口，经过管道，通过滤罐的进水管进入滤罐处理系统，进一步去除水中的总悬浮固体；滤罐的处理水经过清水收集管收集，通过管道进入土地处理区的穿孔布水管，上清液经过穿孔布水管进入土壤层，磷被土壤吸附；上清液在重力的作用下，通过穿孔集水管收集后排放。