[发明专利]一种基于碳氮分离的污水处理系统及工艺

说明书

本发明提供一种基于碳氮分离的污水处理系统及工艺,所述系统包括恒温加热系统、快速混凝反应器、一级分离反应器、厌氧反应器、氨氧化反应器、反硝化反应器、后曝气反应器、二级分离反应器；所述厌氧反应器底部设有污泥回流系统，使污泥回流至快速混凝反应器并循环至一级分离反应器循环吸附，所述快速混凝反应器、一级分离反应器、厌氧反应器、氨氧化反应器均设有保温装置。本发明适用于含中、高浓度有机物及总氮废水处理工程，针对传统厌氧‑好氧污水处理工艺产能效率低、脱氮效果不佳、能耗较高等缺点，将传统厌氧‑好氧工艺与污泥吸附进水及短程硝化技术结合，是一种运行费用低、工程投资小，同时脱碳除氮并且节能产能的污水处理工艺。

技术领域

本发明属于环境工程学科中污水处理技术领域，具体涉及一种基于碳氮分离的污水处理系统及工艺。

背景技术

近年来高浓度有机废水处理技术已由传统单一的预处理+活性污泥法转向更加集约、节能的厌氧-好氧联合处理方法。然而，对于原水中同时含有较高浓度氨氮的废水厌氧-好氧联合处理方法处理难度较大，往往需要根据废水水质特性采取物理、化学预处理然后与生化处理方法相结合处理方法。此种处理方法投资成本高，运行费用高，且易造成二次污染。

由于进入厌氧产甲烷系统中含氮量过多，pH值可能上升到8.0以上，脂肪酸的铵盐发生积累，使有机物分解受到抑制；发生反硝化过程引起厌氧污泥的沉降性下降从而导致系统的稳定性变差；同时NO₂-N/NO₃-N以及反硝化的中间产物对甲烷菌具有毒害作用，以上原因综合作用直接导致了厌氧反应器的不稳定及厌氧系统产气品质的下降。

更多的碳源在反硝化过程中被反硝化菌利用同时产生氮气，消耗大量有机碳源，从而导致了系统甲烷产生量的减少，降低了系统碳源利用效率，破坏了厌氧反应器的优势。

由于污水中总氮含量高，在后续好氧处理系统设计中污水氨氮负荷必然成为好氧池设计的限制性因素，为了保证系统氨氮达标排放，往往需要较大的曝气池容积，必然导致建设成本的增加。同时氨氮氧化过程中消耗的溶解氧必然也是系统风量的主要限制性因素，系统运行费用较高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有厌氧-好氧污水处理技术的不足，提供一种处理含有中、高浓度有机物及总氮废水的厌氧菌群生物吸附-高浓度生物厌氧降解联合短程脱氮活性污泥处理工艺的技术方案，该工艺方案具有工艺简单、处理效果好、设备投资小、运行成本低、

节能产能的特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于碳氮分离的低耗高效污水处理系统，包括恒温加热系统、快速混凝反应器、一级分离反应器、厌氧反应器、氨氧化反应器、反硝化反应器、后曝气反应器、二级分离反应器；所述恒温加热系统连接快速混凝反应器，所述快速混凝反应器的出口端连接所述一级分离反应器，所述一级分离反应器的出口段分别连接所述厌氧反应器和所述氨氧化反应器，所述氨氧化反应器、反硝化反应器、后曝光反应器以及二级分离反应器依次连接，

所述厌氧反应器底部设有污泥回流系统，所述污泥回流系统连接快速混凝反应器，使污泥回流至快速混凝反应器并循环至一级分离反应器循环吸附，所述二级分离反应器设有污泥回流系统，回流系统出口端连接快速混凝反应器，所述厌氧反应器还与反硝化反应器连接，所述氨氧化反应器及后曝气反应器设有曝气系统。

进一步优选的，所述厌氧反应器为错流式反应器，还包括进水连接管道和污泥回流连接管道，所述进水连接管道位于反应器的上部，所述污泥回流管道连接污泥回流系统，所述厌氧反应器进水连接管道及污泥回流连接管道上分别设有流量控制阀。

进一步优选的，所述氨氧化反应器、反硝化反应器及后曝气反应器内均设有海绵填料，所述海绵填料通过金属筛网固定在反应器内，其体积占反应器总体积的5％-15％。

进一步优选的，所述反硝化反应器与后曝气反应器连接管路设有热回收装置。