[发明专利]污水仿自然净化系统及方法

说明书

本发明涉及一种城镇污水深度净化系统及方法，尤其涉及C/N比或低温条件下深度脱氮除磷。通过延长生化段HRT到23h‑34h，前置填料复合预酸化区增加小分子挥发酸，曝气段后设置缺氧、好氧强化脱氮，降低沉淀区表面负荷到0.3‑0.8m/h等措施为深度脱氮除磷提供池结构上的优化。在运行方式上，控制好氧区溶解氧在0.1‑0.5mg/L，ORP电位‑10‑20mV，保持生化池出水氨氮2‑4mg/L控制曝气量，提升脱氮除磷效果。通过提高污泥浓度到6‑15g/L，有效池深到7‑9m以减少占地。本发明所述的技术及方法，可在进水COD/TN在3.0‑4.0，温度5‑12℃时，配合无药剂混凝沉淀过滤，保证TN、TP、COD去除率分别在90％、99.5％、93％以上，同时保持曝气能耗低于0.09kW/t，具有出水水质优，运行成本低，管理方便等优势，应用前景广泛。

技术领域

本发明属于污水处理领域，尤其涉及一种污水仿自然净化系统及方法。

背景技术

道法自然，生活污水处理系统可以被理解为一种以有机物及特定营养元素去除为目的人工强化的微生物生态系统。生活污水进入自然生态系统(以河流为例)中，自然循环系统的自净功能并不区分低碳氮比，高碳氮比污水，低温条件下，高温条件下均可实现自净(主要为有机物与氮磷的去除)，在河流水体向地下水的补给过程中，这个过程中也并不必须要通过化学药剂的投加才能够实现SS(悬浮物)磷的去除。这对于我们重新考虑污水处理厂的设计，有很好的借鉴意义。从这个角度出发，在反应器设计时更多的考虑微生物生态系统的运行规律及运行过程，有望减少化学药剂投加，强化对低温，低碳氮比污水水质的应对，减少运行能耗，实现更为优异的处理效能。

河流被污染的原因可以被理解为排入河流的污染物的量超过了河流生态系统的自净能力，污水处理系统中的生化反应大多被理解为一级动力学过程，而现有污水处理系统设计中，为了减小占地，降低投资成本，往往采用较高的负荷，从反应动力学的角度出发，这种参数的选用可以使反应过程维持在一个较高反应速率上，但较高的反应速率也就意味着反应的不完全，从而带来了COD(化学需氧量)去除，脱氮或除磷效果的不完全。

与工业废水不同，生活污水的绝大部分被定义为有机污染或无机污染物的成分(除腐殖酸，腐殖质等成分外)都可以被微生物良好的利用或转化，从水体中脱除出去。从这个角度出发在生活污水处理过程中强化微生物的代谢过程，努力发挥出微生物生态系统的效能实现污水深度净化是可行的，在运行费用上也将是经济的。

目前，随着我国经济社会的发展，人为排放的污染物的量迅速增加，同时由于对生态用水，湿地，土地等的大量利用，客观上造成了自然生态系统自净能力的下降，为了维持生态系统在相对适宜人类居住的水平，国家出台了越来越严格的污水处理标准。然而，现有的追求高效率、低投资成本的污水处理反应器在实际运行过程中往往不能达到这些排放标准，这使得现有的污水处理过程中不得不采用反硝化滤池，投加碳源等形式进一步脱氮；采用混凝沉淀过滤等过程进一步除磷；采用混凝沉淀，膜过滤等技术进一步去除COD。这些措施可以起到深度处理的效果，但也带来了药剂费用高，处理过程中碳排放量高等问题，从整个生态系统的保护来讲，这些物化处理措施的代价(资源消耗，化学品生产碳排放)及效益(水质净化，减少对自然生态系统影响)是否是正向的有待进一步深入核算及评价。

从污水处理系统的发展历史看，不论是活性污泥法，还是SBR(序批式活性污泥法)等污水处理工艺，其创制之初均为COD，氨氮为主，并非为脱氮，除磷为主，后续的缺氧区或缺氧搅拌及厌氧区的加入使其具备了脱氮除磷的功能，但却并没有从深度脱氮除磷的需求出发，设计反应器，从而保证高效的脱氮除磷效果。