[发明专利]一种同时实现城市污水处理和磷回收的装置和方法

权利要求书

1.一种同时实现城市污水处理和磷回收的装置，其特征在于主体结构包括城市污水原水水箱、自养脱氮除磷SBBR反应器、中间水箱、出水水箱、在线监测和反馈控制系统、二次释磷SBR反应器和磷回收水箱；城市污水原水水箱的左侧上部和右侧下部分别设有第一溢流管和放空管，城市污水原水水箱通过第一进水泵与自养脱氮除磷SBBR反应器相连接；自养脱氮除磷SBBR反应器内设置有第一搅拌桨，第一搅拌桨伸出自养脱氮除磷SBBR反应器并与第一搅拌器连接，自养脱氮除磷SBBR反应器的底部设有曝气头，曝气头与安装在自养脱氮除磷SBBR反应器外侧的气体流量计连接，气体流量计通过电磁阀与气泵相连；自养脱氮除磷SBBR反应器内安装有均与pH/DO测定仪连接的pH传感器和DO传感器，自养脱氮除磷SBBR反应器右侧下部自上而下依次设有排泥阀、采样口和第一电动排水阀，自养脱氮除磷SBBR反应器通过排泥阀与中间水箱相连接，通过第一电动排水阀与出水水箱相连接，出水水箱的右侧上部连接有第二溢流管；中间水箱通过第二进水泵与二次释磷SBR反应器的顶部相连接，二次释磷SBR反应器内安装有第二搅拌桨，第二搅拌桨伸出二次释磷SBR反应器并与第二搅拌器相连；二次释磷SBR反应器的底部通过第二电动排水阀与磷回收水箱相连接，磷回收水箱的右侧设有第三溢流管；二次释磷SBR反应器通过污泥回流泵与自养脱氮除磷SBBR反应器相连接；在线监测和反馈控制系统包括计算机和可编程过程控制器，可编程过程控制器右侧内置信号转换器DA转换接口和信号转换器AD转换接口，可编程过程控制器左侧自上而下依次置有曝气继电器、搅拌器继电器和pH/DO数据信号接口；其中，信号转换器AD转换接口通过电缆线与计算机相连接，将传感器模拟信号转换成数字信号传递给计算机；计算机通过信号转换器DA转换接口与可编程过程控制器相连接，将计算机的数字指令传递给可编程过程控制器；曝气继电器与电磁阀相连接；搅拌器继电器与第一搅拌器相连接；pH/DO数据信号接口与pH/DO测定仪相连接。

2.一种采用如权利要求1所述装置同时实现城市污水处理和磷回收的方法，其特征在于具体步骤如下：

(1)将现有具有良好除磷性能的强化生物除磷系统的剩余污泥和具有良好脱氮性能的短程硝化污泥分别投加至自养脱氮除磷SBBR反应器内，使自养脱氮除磷SBBR反应器内悬浮活性污泥浓度达到1500～2500mg/L；将具有厌氧氨氧化脱氮性能的厌氧氨氧化海绵填料投加至自养脱氮除磷SBBR反应器内，使自养脱氮除磷SBBR反应器内厌氧氨氧化海绵填料的体积占到自养脱氮除磷SBBR反应器有效容积的1/2～3/4；

(2)将城市污水加入城市污水原水水箱，启动第一进水泵将城市污水抽入自养脱氮除磷SBBR反应器内，先厌氧搅拌60～240min，再低氧曝气搅拌15～300min，当NH₄⁺-N浓度＜1.0mg/L且PO₄^3--P浓度＜0.5mg/L时进行排泥，排泥先经排泥阀排入中间水箱后再经第二进水泵抽入二次释磷SBR反应器；此处的低氧曝气搅拌是指DO浓度为＜1.0mg/L；自养脱氮除磷SBBR反应器排泥结束后沉淀排水，排水比为0.2～0.7，出水排入出水水箱；

(3)自养脱氮除磷SBBR反应器的排泥第二进水泵抽入二次释磷SBR反应器后，进行厌氧搅拌60～240min，实现磷的二次释放，以达到回收高浓度磷酸盐的目的；厌氧搅拌结束后沉淀排水，排水比为0.2～0.7，出水排入磷回收水箱，部分污泥则经污泥回流泵抽入自养脱氮除磷SBBR反应器，完成城市污水的处理和磷的回收。

3.根据权利要求2所述同时实现城市污水处理和磷回收的方法，其特征在于所述自养脱氮除磷SBBR反应器运行时需排泥，使自养脱氮除磷SBBR反应器内悬浮活性污泥浓度维持在1500～2500mg/L范围内。

4.根据权利要求2所述同时实现城市污水处理和磷回收的方法，其特征在于所述二次释磷SBR反应器运行时，不投加活性污泥，其活性污泥来源于自养脱氮除磷SBBR反应器低氧曝气搅拌阶段的排泥，并通过调控污泥回流泵的运行时间使二次释磷SBR反应器内活性污泥浓度维持在2000～3000mg/L；当二次释磷SBR反应器内活性污泥浓度＞3000mg/L时，增加污泥回流泵的运行时间；当二次释磷SBR反应器内活性污泥浓度＜2000mg/L时，减少污泥回流泵的运行时间。