本發(fā)明涉及污水處理，具體涉及一種全流程節(jié)能降碳脫氮除磷的污水處理方法及系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)高cod高氨氮（nh3-n）有機(jī)污水的節(jié)能降碳、去除cod以及脫氮除磷。

背景技術(shù)：

1、當(dāng)前，在污水處理過程中去除cod、nh3-n、tp的同時(shí)，需同步實(shí)現(xiàn)節(jié)能降碳、能源回收等。

2、常規(guī)污水處理系統(tǒng)主要為厭氧好氧處理系統(tǒng)以及高級(jí)催化氧化處理系統(tǒng)，采用厭氧好氧處理系統(tǒng)進(jìn)行污水處理時(shí)，常伴隨著能耗高、出水水質(zhì)仍然偏高等問題。出水cod、nh3-n、tn、tp等污染物排放標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)苛，采用高級(jí)催化氧化處理系統(tǒng)進(jìn)行污水處理時(shí)，存在處理成本高、污泥量大等問題。另外，污水處理過程中，還常用到活性炭吸附及再生工藝，常規(guī)活性炭再生采用天然氣作為再生熱源，存在處理成本高，能耗大等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種全流程節(jié)能降碳脫氮除磷的污水處理方法及系統(tǒng)。

2、本發(fā)明公開了一種全流程節(jié)能降碳脫氮除磷的污水處理方法，包括：

3、對(duì)高cod高氨氮有機(jī)污水進(jìn)行預(yù)處理；

4、對(duì)預(yù)處理后的污水進(jìn)行厭氧處理，將污水中的cod轉(zhuǎn)換為沼氣；對(duì)沼氣進(jìn)行兩級(jí)脫硫，得到硫單質(zhì)、硫化物和潔凈沼氣；其中，兩級(jí)脫硫中的一級(jí)脫硫?yàn)檎託馍锩摿蚝?或濕式脫硫，二級(jí)脫硫?yàn)楦墒矫摿颍?/p>

5、對(duì)厭氧處理后的污水進(jìn)行好氧處理；

6、對(duì)好氧處理后的污水進(jìn)行一級(jí)深度處理；其中，一級(jí)深度處理采用硫自養(yǎng)反硝化進(jìn)行脫氮，沼氣脫硫所產(chǎn)生的硫單質(zhì)作為一級(jí)深度處理的硫源；

7、對(duì)一級(jí)深度處理后的污水進(jìn)行二級(jí)深度處理；其中，二級(jí)深度處理采用硫自養(yǎng)反硝化進(jìn)行脫氮，沼氣脫硫所產(chǎn)生的硫化物（鐵系硫化物或鈣系硫化物）作為二級(jí)深度處理的硫源及除磷劑；

8、對(duì)二級(jí)深度處理后的污水進(jìn)行活性炭吸附，產(chǎn)水達(dá)標(biāo)排放；吸附后的飽和活性炭進(jìn)行活性炭再生，再生后的活性炭重新用于活性炭吸附；其中，沼氣脫硫所得到的至少部分潔凈沼氣作為活性炭再生的燃?xì)狻?/p>

9、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述預(yù)處理包括混凝、沉淀、酸解調(diào)節(jié)和過濾，以去除有機(jī)污水中的顆粒、雜質(zhì)和懸浮物。

10、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述厭氧處理包括：

11、在厭氧條件下，水解酸化菌及產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌將進(jìn)水中的cod轉(zhuǎn)化成為沼氣，并且通過厭氧將進(jìn)水中的有機(jī)氮等轉(zhuǎn)化為nh3-n。

12、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述好氧處理包括：

13、在曝氣條件下，通過異養(yǎng)生物處理及自養(yǎng)生物處理將進(jìn)水中的cod轉(zhuǎn)化為co2和h2o進(jìn)行代謝，將nh3-n轉(zhuǎn)化為n2或no3-n，以實(shí)現(xiàn)污水中大部分cod及nh3-n的去除，好氧處理后的污水中含有剩余少量cod、nh3-n、no3-n、po4-p等污染物。

14、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述一級(jí)深度處理包括：

15、以沼氣脫硫所產(chǎn)生的硫單質(zhì)作為硫源，采用硫自養(yǎng)反硝化工藝還原硝酸鹽氮，將no3-n轉(zhuǎn)換為氮?dú)狻?/p>

16、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述二級(jí)深度處理包括：

17、以沼氣脫硫所產(chǎn)生的鐵系硫化物或鈣系硫化物作為硫源，采用硫自養(yǎng)反硝化工藝進(jìn)行脫氮，進(jìn)一步去除一級(jí)深度處理出水中的硝酸鹽氮及亞硝酸鹽氮，以實(shí)現(xiàn)tn的達(dá)標(biāo)排放；

18、以沼氣脫硫所產(chǎn)生的鐵系硫化物或鈣系硫化物作為除磷劑，在硫自養(yǎng)反硝化過程中部分鐵離子或鈣離子與出水中的磷酸鹽反應(yīng)，以實(shí)現(xiàn)總磷的去除及達(dá)標(biāo)。

19、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，干式脫硫可以選用鈣法脫硫或氧化鐵脫硫，產(chǎn)生硫化鐵或硫化鈣，同時(shí)作為硫自養(yǎng)反硝化脫氮的硫源及除磷劑，形成磷酸鈣系固化物或磷酸鐵，進(jìn)行回收再利用，優(yōu)選氧化鐵脫硫。

20、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在二級(jí)深度處理過程中：

21、當(dāng)沼氣脫硫產(chǎn)生的硫化物為鐵系硫化物（硫化鐵fe2s3）時(shí)，硫酸鹽還原菌利用硫化鐵還原亞硝酸鹽氮及硝酸鹽氮，實(shí)現(xiàn)tn的去除；通過硫化鐵還原后產(chǎn)生的鐵離子作為除磷劑與磷酸鹽（po4-p）發(fā)生反應(yīng)，形成磷酸鐵fepo4，以實(shí)現(xiàn)污水中總磷的去除，磷酸鐵回收作為煉鋼及磷回收的原料；

22、當(dāng)沼氣脫硫產(chǎn)生的硫化物為鈣系硫化物（硫化鈣cas）時(shí)，硫酸鹽還原菌利用硫化鈣還原亞硝酸鹽氮及硝酸鹽氮，實(shí)現(xiàn)tn的去除；通過硫化鈣還原后產(chǎn)生的鈣離子作為除磷劑與磷酸鹽（po4-p）發(fā)生反應(yīng)，形成磷酸鈣系化合物，以實(shí)現(xiàn)污水中總磷的去除，磷酸鈣系化合物回收作為煉鋼及磷回收的原料。

23、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，厭氧產(chǎn)生的剩余凈化沼氣可以用于沼氣發(fā)電，補(bǔ)充污水處理中的能源自給。

24、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，還包括：

25、對(duì)預(yù)處理、厭氧處理、好氧處理、一級(jí)深度處理、二級(jí)深度處理過程中產(chǎn)生的污泥進(jìn)行處理后，外運(yùn)處置。

26、本發(fā)明還公開了一種全流程節(jié)能降碳脫氮除磷的污水處理系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)上述的污水處理方法，包括：沿高cod高氨氮有機(jī)污水的處理方向依次設(shè)置的預(yù)處理單元、厭氧處理單元、好氧處理單元、一級(jí)深度處理單元、二級(jí)深度處理單元和活性炭吸附單元，所述活性炭吸附單元的出水達(dá)標(biāo)排放；

27、所述厭氧處理單元產(chǎn)生的沼氣依次進(jìn)入第一脫硫單元和第二脫硫單元，所述第二脫硫單元凈化后的至少部分潔凈沼氣作為活性炭再生單元的燃?xì)?；其中，所述第一脫硫單元采用的脫硫工藝為沼氣生物脫硫?或濕式脫硫，所述第二脫硫單元采用的脫硫工藝為干式脫硫，所述第一脫硫單元產(chǎn)生的硫單質(zhì)作為所述一級(jí)深度處理單元的硫源，所述第二脫硫單元產(chǎn)生的硫化物作為所述二級(jí)深度處理單元的硫源；

28、所述活性炭吸附單元的飽和活性炭進(jìn)入活性炭再生單元進(jìn)行再生，再生后的活性炭返回所述活性炭吸附單元。

29、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，還包括：污泥處理單元；

30、所述污泥處理單元與所述預(yù)處理單元、厭氧處理單元、好氧處理單元、一級(jí)深度處理單元、二級(jí)深度處理單元中的至少一個(gè)單元相連，用于將產(chǎn)生的污泥進(jìn)行處理后，外運(yùn)處置。

31、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

32、本發(fā)明在厭氧+好氧處理工藝的基礎(chǔ)上，將厭氧沼氣脫硫產(chǎn)生的硫單質(zhì)、硫化物作為硫源，用于好氧處理系統(tǒng)出水的深度處理，通過硫單質(zhì)、硫化物進(jìn)行硫自養(yǎng)反硝化脫氮，從而降低對(duì)碳源的消耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降碳；通過干式脫硫產(chǎn)生的硫化物（硫化鈣、硫化鐵）在水中與好氧出水深度處理中的磷酸鹽發(fā)生反應(yīng)形成鐵系磷酸鹽、鈣系磷酸鹽，從同步實(shí)現(xiàn)tn及tp的去除，實(shí)現(xiàn)高標(biāo)準(zhǔn)排放具有極高的工藝價(jià)值、經(jīng)濟(jì)價(jià)值等；

33、本發(fā)明將厭氧沼氣脫硫后的潔凈沼氣作為活性炭再生的燃?xì)?，利用厭氧沼氣與活性炭吸附工藝及再生工藝結(jié)合，能一步提高出水水質(zhì)降低運(yùn)行成本，具有低能耗、無需投加碳源、脫氮效率高、能源回收自給等多種優(yōu)點(diǎn)，用于高濃度有機(jī)污水及其他市政污水的反硝化深度處理具有極其廣闊的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和環(huán)保意義，具有十分廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

技術(shù)特征：

1.一種全流程節(jié)能降碳脫氮除磷的污水處理方法，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的全流程節(jié)能降碳脫氮除磷的污水處理方法，其特征在于，所述預(yù)處理包括混凝、沉淀、酸解調(diào)節(jié)和過濾，以去除有機(jī)污水中的顆粒、雜質(zhì)和懸浮物。

3.如權(quán)利要求1所述的全流程節(jié)能降碳脫氮除磷的污水處理方法，其特征在于，所述厭氧處理包括：

4.如權(quán)利要求1所述的全流程節(jié)能降碳脫氮除磷的污水處理方法，其特征在于，所述好氧處理包括：

5.如權(quán)利要求1所述的全流程節(jié)能降碳脫氮除磷的污水處理方法，其特征在于，所述一級(jí)深度處理包括：

6.如權(quán)利要求1所述的全流程節(jié)能降碳脫氮除磷的污水處理方法，其特征在于，所述二級(jí)深度處理包括：

7.如權(quán)利要求6所述的全流程節(jié)能降碳脫氮除磷的污水處理方法，其特征在于，在二級(jí)深度處理過程中：

8.如權(quán)利要求1所述的全流程節(jié)能降碳脫氮除磷的污水處理方法，其特征在于，還包括：

9.一種全流程節(jié)能降碳脫氮除磷的污水處理系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1~8中任一項(xiàng)所述的全流程節(jié)能降碳脫氮除磷的污水處理方法，其特征在于，包括：沿高cod高氨氮有機(jī)污水的處理方向依次設(shè)置的預(yù)處理單元、厭氧處理單元、好氧處理單元、一級(jí)深度處理單元、二級(jí)深度處理單元和活性炭吸附單元，所述活性炭吸附單元的出水達(dá)標(biāo)排放；

10.如權(quán)利要求9所述的全流程節(jié)能降碳脫氮除磷的污水處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括：污泥處理單元；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種全流程節(jié)能降碳脫氮除磷的污水處理方法及系統(tǒng)，屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域；包括：對(duì)高COD高氨氮有機(jī)污水依次進(jìn)行預(yù)處理、厭氧處理、好氧處理、一級(jí)深度處理、二級(jí)深度處理和活性炭吸附，出水達(dá)標(biāo)排放；其中，厭氧處理過程中產(chǎn)生的沼氣進(jìn)行兩級(jí)脫硫，得到硫單質(zhì)、硫化物和潔凈沼氣；硫單質(zhì)作為一級(jí)深度處理的硫源，沼氣脫硫所產(chǎn)生的硫化物作為二級(jí)深度處理的硫源及除磷劑；沼氣脫硫所得到的至少部分潔凈沼氣作為活性炭再生的燃?xì)?。本發(fā)明將厭氧沼氣脫硫產(chǎn)生的硫單質(zhì)、硫化物作為硫源，進(jìn)入深度處理進(jìn)一步去除TN及TP，具有極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值；將厭氧沼氣脫硫后的潔凈沼氣作為活性炭再生的燃?xì)?，降低運(yùn)行成本。

技術(shù)研發(fā)人員：王鑄,張蒙納,游桂英,譚金,孫喜,尹建鵬,朱倩,邢燕軍,李骎
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京高能時(shí)代環(huán)境技術(shù)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26