[发明专利]基于污泥碳源和氮磷回收利用的污水处理系统及方法

权利要求书

1.基于污泥碳源和氮磷回收利用的污水处理系统，其特征在于，包括主流污水处理系统和旁路污泥资源化循环利用系统；

所述的主流污水处理系统包括沉砂池（1）、生物除磷脱氮池（2）和二沉池（3），所述的沉砂池（1）设置有进水管（7），用于将污水引入，该沉砂池通过沉砂池出水管（8）与所述的生物除磷脱氮池（2）连通；所述的生物除磷脱氮池（2）上设置有曝气系统（20），用于曝气，该生物除磷脱氮池（2）通过混合液排放管（9）与所述的二沉池（3）连通；所述的二沉池（3）设置有用于排出处理后净水的出水管（10）、污泥回流管（11）、剩余污泥排放管（13）和旁路进泥管（12）；所述污泥回流管（11）一端与二沉池（3）连通，另一端与生物除磷脱氮池（2）的前端连通，用于将活性污泥回流；所述的剩余污泥排放管（13）用于将剩余污泥外排；所述的旁路进泥管（12）一端与二沉池（3）连通，另一端与旁路污泥资源化循环利用系统连通，用于将污泥排入旁路污泥资源化循环利用系统；

所述旁路污泥资源化循环利用系统包括污泥碳源化池（4）、污泥淘洗沉淀池（5）和氮磷回收池（6）；所述的污泥碳源化池（4）与旁路进泥管（12）连通，用于将剩余污泥引入污泥碳源化池（4）；所述的污泥碳源化池（4）通过排泥管（14）与污泥淘洗沉淀池（5）连通；所述的污泥淘洗沉淀池（5）上还设有与沉沙池（1）连通的淘洗水进水管（19）以及分别与氮磷回收池（6）和生物除磷脱氮池（2）的前端连通的上清液排放管（15）和碳源污泥回流管（17）；所述的氮磷回收池（6）上设置有上清液回流管（16），用于将氮磷回收池（6）处理后的上清液排入生物除磷脱氮池（2）的前端；所述的氮磷回收池（6）还设有化学污泥排放管（18），用于排放化学污泥。

2.根据权利要求1所述的基于污泥碳源和氮磷回收利用的污水处理系统，其特征在于，所述的生物除磷脱氮池（2）为A²/O生化反应池或氧化沟。

3.根据权利要求1所述的基于污泥碳源和氮磷回收利用的污水处理系统，其特征在于，所述的剩余污泥排放管（13）和旁路进泥管（12）上设置有调节阀，用于调节排入旁路污泥资源化循环利用系统的污泥量。

4.一种基于污泥碳源和氮磷回收利用的污水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将污水进行砂水分离后，将分离出来的污水导入生物除磷脱氮池，使之按照厌氧-缺氧-好氧的方式运行以实现脱氮、除磷以及有机物的去除，通过生物除磷脱氮池曝气系统提供微生物分解污水中的营养物所需的氧气；将完成生物除磷脱氮的污水通过沉淀完成泥水分离，将处理后的净水排出；将沉淀下来的污泥一部分回流到生物除磷脱氮池的前端形成回流污泥，另一部分则作为剩余污泥；

2）将步骤1）所述的剩余污泥一部分排出系统，另一部分导入污泥碳源化池，通过强化水解酸化工艺使其中的有机质从固态难降解有机质转化为溶解态的易降解碳源、促进挥发性脂肪酸的转化并使氮磷释放；

3）经步骤2）破解后的剩余污泥导入污泥淘洗沉淀池，使之与从沉砂池引入的作为淘洗水的污水进行充分混合以完成污泥的淘洗，将吸附在该剩余污泥颗粒表面的营养物洗脱进入淘洗水中并形成污泥混合液；上述污泥混合液在污泥淘洗沉淀池通过重力作用进行沉淀，从而实现泥水分离；将沉淀生成的碳源污泥直接回流至生物除磷脱氮池前端，将富集营养物的上层清液排入氮磷回收池；

4）将步骤3）排入的上层清液中投加化学药剂并搅拌，使之与上层清液充分混合反应，再通过重力作用进行沉淀，以完成泥水分离；将获得的上层清液回流至生物除磷脱氮池进一步补充系统碳源，而沉淀下来的固态物质作为化学污泥排出，用作肥料。

5.根据权利要求4所述的基于污泥碳源和氮磷回收利用的污水处理方法，其特征在于，步骤2）中进入污泥碳源化池的剩余污泥的比例为50～100%，污泥浓度≥10000mg/L，污泥中有机质含量≥40%；进行强化水解酸化的时间不少于一天，进行强化水解酸化的ORP≤50mv。

6.根据权利要求4所述的基于污泥碳源和氮磷回收利用的污水处理方法，其特征在于，步骤3）中所述的淘洗水与破解污泥的体积比为1～3:1。

7.根据权利要求4所述的基于污泥碳源和氮磷回收利用的污水处理方法，其特征在于，步骤4）中所述的化学药剂为镁盐和磷酸盐，c(Mg²⁺):c(PO₄^3-)为1.2～2.0:1，c(NH₄⁺):c(PO₄^3-)为1.0～1.6:1，反应过程中pH为8.5～9.5，搅拌转数为100～200r/min。