[发明专利]一种污水处理装置和方法

说明书

技术领域

本发明属于污水处理工艺领域，具体涉及一种污水处理装置和方法。

背景技术

活性污泥法因其具有较高的有机污染物去除效果而广泛应用于城市污水处理厂。然而，现行的活性污泥法工艺运行费用相对较高，其中剩余污泥的处理、处置占了很大比重，通常在30%~60%左右，且大部分污泥经过脱水（含水率80%左右）后直接进行填埋处理，这一方面产生了巨大的费用，另一方面也带来了严重的二次污染问题。此外，传统的生物脱氮除磷工艺具有同时脱除碳、氮、磷且处理成本低等优点而得到广泛应用，但脱氮除磷过程中往往无法同时兼顾脱氮和除磷的要求。实际应用中氮和磷的排放量都难以达到国家污水处理的相应标准，严重影响了污水处理效果。

    因此，如何减少污泥处置费用及减轻二次污染问题，并且能够解决同时高效脱氮除磷的矛盾，找到适合经济发展需要和达到排放标准的工艺技术，是目前污水处理工艺中亟待解决的主要问题。

    基于传统脱氮除磷工艺中存在的弊端，近年来国内外研究者提出生物除磷脱氮新工艺，如基于传统工艺的改良A²/O工艺、BICT工艺等，或是基于新理论的反硝化除磷、短程硝化反硝化、厌氧氨氧化工艺等。这些新工艺对数控和运行条件要求比较高，并且其机理、工艺设计及其影响因素仍处在探索阶段，在短期内无法得到有效推广和普及。

    在污泥减量方面，实际工程中通常是在污水处理系统中污泥回流段加入化学（臭氧、酸或碱）或物理（热处理、超声破碎或机械处理）处理单元，剩余污泥可减少60%以上，甚至可以完全去除，但化学或物理处理的成本高昂，同时会增加曝气池有机负荷和曝气能耗，影响工艺的实用性。也可在工艺中加入解偶联剂，污泥减量率可以达到50%~80%，但该方法所投加的解偶联剂可能会对微生物造成过度的毒害作用，影响工艺本身的污染物处理性能，且增加了运行成本。生物污泥减量技术则是通过改变微生物生存环境及其本身的作用实现污泥减化，其中的好氧-沉淀-厌氧(OSA)工艺是在污水处理过程中同时实现污泥减量化的一种新工艺，其实质是在常规活性污泥工艺污泥回流段接入一特定的厌氧污泥反应器，使微生物处于好氧和厌氧交替运行环境中。与化学、物理技术相比，该工艺在不影响出水水质的前提下能够实现污泥的20%~60%减量化效果，且运行费用低、无二次污染。然而，OSA工艺在一定程度上改变了原好氧活性污泥中的微生物种群结构以及污泥性质，在污泥减量化效果的同时，影响了系统污泥活性，进而影响工艺的污水处理效果，如加重了工艺系统氮磷污染物负担，从而使得出水总氮总磷增加。

由此可见，在现有的污水处理工艺中，化学、物理、生物工艺技术处理剩余污泥或者生物除磷脱氮新工艺都普遍存在一些问题，无法在污水处理工艺中同时实现剩余污泥及氮磷污染物的高效去除。而OSA工艺具有较大污泥减量潜能，因此不断地优化改良OSA工艺，完善该工艺各方面的性能，充分发挥OSA污泥减量化效果，并加以改进以实现氮磷污染物的高效去除，对推广OSA污水处理工艺的应用有着极其重要的意义。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种污水处理装置，所述装置能同时实现污水中剩余污泥减量及氮磷高效去除。

本发明的另一个目的是提供一种污水处理的方法。

本发明通过以下技术方案实现上述目的：

一种污水处理装置，包括进水系统、污水好氧反应池、污泥厌氧反应池、氮磷处理系统、出水系统、剩余污泥处理系统；

进水系统与污水好氧反应池相连，污水好氧反应池与污泥厌氧反应池、剩余污泥处理系统及出水系统相连，污泥厌氧反应池与氮磷处理系统及剩余污泥处理系统相连；为了保证污泥厌氧反应池的厌氧反应效果以及后续工艺脱氮除磷的反应条件，所述污泥厌氧反应池包括厌氧主反应区及沉淀交换区；为了保证氮磷处理系统能同时高效脱氮除磷并回收富磷污泥，所述氮磷处理系统为包括药剂混合反应区及沉淀区的鸟粪石氮磷处理系统。

优选地，为了提供较好的厌氧反应条件并为后续工艺脱氮除磷提供较好的反应环境，所述污泥厌氧反应池分为两格。第一格为厌氧主反应区，设置搅拌装置进行搅拌，使厌氧污泥混合均匀；第二格为沉淀交换区，从第一格底部流出的厌氧污泥进入第二格进行沉淀，停留时间为60min以上，经第二格沉淀的污泥从底部流出交换至所述污水好氧反应池继续反应。