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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(43)申请公布日(21)申请号201710601999.9(22)申请日2017.07.21(71)申请人湖北君集水处理有限公司地址430074湖北省武汉市洪山区黄家湖大学城3号申请人武汉工商学院(72)发明人刘鲁建 董俊 张岚欣 庞承刚 熊蔚 王黎伟 张双峰 许存根 方潇 刘卫勇 陶威 (74)专利代理机构武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)42222代理人薛玲(51)Int.Cl.C02F3/30(2006.01)C02F3/34(2006.01)C02F101/16(2006.01)(54)发明名称根据季节进行生化单元切换的污水脱氮除磷系统及方法(57)摘要本发明公开了一种根据季节进行生化单元切换的污水脱氮除磷系统及方法，系统包括预处理子系统、预缺氧池、第一生化池、第二生化池、第三生化池、第四生化池、好氧池、二沉池；本发明根据季节进行生化单元切换的污水脱氮除磷方法，冬季采用倒置A2/O工艺，春季采用改良型A2/O工艺，夏季采用预缺氧+倒置A2/O工艺，秋季采用低氧/常氧交替的预缺氧+倒置A2/O工艺；本发明实现了建立一套生化系统可切换为四种生化单元模式的工艺，通过调节溶解氧(DO)浓度、改变进水流向及污泥流向等手段，以强化硝化反硝化作用、释磷及聚磷作用，可有效去除总氮和总磷，系统出水水质稳定，工艺操作简单、自动化程度高、运行能耗较低，可稳定达到一级A标准排放。权利要求书3页说明书7页附图1页CN107244738A2017.10.13CN107244738A1.一种根据季节进行生化单元切换的污水脱氮除磷系统，其特征在于：包括预处理子系统、预缺氧池、第一生化池、第二生化池、第三生化池、第四生化池、好氧池、二沉池；所述预处理子系统通过导管分别与所述预缺氧池、第一生化池、第三生化池连接，其中预处理子系统与预缺氧池之间连接的导管上设置有阀门A和阀门B，预处理子系统与第一生化池之间连接的导管上设置有阀门A、阀门D和阀门F，预处理子系统与第三生化池之间连接的导管上设置有阀门A、阀门E和阀门J；所述预缺氧池通过导管与所述第一生化池连接，连接管道上设置有阀门C和阀门F；所述第一生化池通过导管分别与所述第二生化池、第三生化池连接；第一生化池与第二生化池之间连接的导管上设置有阀门I，第一生化池与第三生化池之间连接的导管上设置有阀门G和阀门J；所述第二生化池通过导管与所述第三生化池连接，连接管道上设置有阀门H和阀门J；所述第三生化池通过导管分别与所述第四生化池、好氧池连接；第三生化池与第四生化池之间连接的导管上设置有阀门M，第三生化池与好氧池之间连接的导管上设置有阀门K；所述好氧池通过导管与所述二沉池连接；所述二沉池分别通过回流管道与所述预缺氧池、第一生化池连接，连接管道上分别设置有阀门P、阀门O；所述好氧池通过回流管道与所述第三生化池连接，连接管道上设置有阀门N。2.根据权利要求1所述的根据季节进行生化单元切换的污水脱氮除磷系统，其特征在于：所述预缺氧池内设置有曝气装置，采用罗茨风机通过池底安装曝气盘进行曝气供氧，以实现预缺氧池内低氧/常氧工况的交替；所述好氧池内设置有曝气装置，采用罗茨风机通过池底安装曝气盘进行曝气供氧。3.根据权利要求1所述的根据季节进行生化单元切换的污水脱氮除磷系统，其特征在于：所述预缺氧池、第一生化池、第二生化池、第三生化池、第四生化池内均设置有潜水搅拌器。4.根据权利要求3所述的根据季节进行生化单元切换的污水脱氮除磷系统，其特征在于：所述潜水搅拌器采用低速推进器，运行时叶轮转速设置为：36r/min～56r/min。5.一种根据季节进行生化单元切换的污水脱氮除磷方法，其特征在于：冬季采用倒置A2/O工艺，春季采用改良型A2/O工艺，夏季采用预缺氧+倒置A2/O工艺，秋季采用低氧/常氧交替的预缺氧+倒置A2/O工艺；所述倒置A2/O工艺，具体实现包括以下步骤：步骤A1：开启阀门A、阀门D、阀门F、阀门E、阀门I、阀门J，关闭其余阀门，此时第一生化池与第二生化池连通，组合作为缺氧池，第三生化池单独作为厌氧池；经预处理子系统预处理后的水分别送入第一生化池、第三生化池；进水在第一生化池、第二生化池内发生反硝化作用，硝化产生的亚硝酸盐和硝酸盐在反硝化细菌的作用下被还原成氮气，从而实现了脱氮；步骤A2：开启阀门H，第二生化池内污水进入第三生化池内，聚磷菌在厌氧池释磷；步骤A3：开启阀门K，第三生化池内污水进入好氧池，聚磷菌在厌氧池释磷后，直接进入好氧池，在好氧池内发生聚磷反应和硝化作用，污染物被降解后泥水混合物自流进入二沉权 利 要 求 书1/3页2CN107244738A2池；步骤A4：开启阀门O，二沉池内硝化液和污泥回流至第一生化池内；所述改良型A2/O工艺，具体实现包括以下步骤：步骤B1：开启阀门A、阀门B、阀门D、阀门F、阀门E、阀门J，关闭其余阀门，经预处理子系统预处理后的水分别送入预缺氧池、第一生化池、第三生化池，此时第一生化池单独作为厌氧池；污水在预缺氧池内发生反硝化作用，脱除总氮；步骤B2：开启阀门C，预缺氧池内的污水送入第一生化池，通过聚磷菌的作用，利用进水自身碳源，实现磷的释放；步骤B3：开启阀门G，第一生化池内污水送入第三生化池；开启阀门M，连通第三生化池、第四生化池；此时第三生化池、第四生化池组合作为缺氧池，污水在第三生化池、第四生化池内继续发生反硝化作用，硝化产生的亚硝酸盐和硝酸盐在反硝化细菌的作用下被还原成氮气，从而实现了脱氮；步骤B4：开启阀门L，第四生化池内污水进入好氧池，在好氧池内发生聚磷反应和硝化作用，污染物被降解后泥水混合物自流进入二沉池；步骤B5：开启阀门P、阀门N，二沉池内污泥回流至预缺氧池内，好氧池内硝化液回流至第三生化池内；所述预缺氧+倒置A2/O工艺，具体实现包括以下步骤：步骤C1：开启阀门A、阀门B、阀门D、阀门F、阀门E、阀门I、阀门J，关闭其余阀门，此时第一生化池与第二生化池连通，组合作为缺氧池，第三生化池单独作为厌氧池；经预处理子系统预处理后的水分别送入预缺氧池、第一生化池、第三生化池；污水在预缺氧池内发生反硝化作用，脱除总氮；步骤C2：开启阀门C，预缺氧池内污水送入第一生化池、第二生化池内，污水在第一生化池、第二生化池内继续发生反硝化作用，硝化产生的亚硝酸盐和硝酸盐在反硝化细菌的作用下被还原成氮气，从而实现了脱氮；步骤C3：开启阀门H，第二生化池内污水送入第三生化池；此时第三生化池单独作为厌氧池，污水通过聚磷菌的作用，利用进水自身碳源，实现磷的释放；步骤C4：开启阀门K，第三生化池内污水进入好氧池，在好氧池内发生聚磷反应和硝化作用，污染物被降解后泥水混合物自流进入二沉池；步骤C5：开启阀门P，二沉池内硝化液和污泥回流至预缺氧池内；所述低氧/常氧交替的预缺氧+倒置A2/O工艺，具体实现包括以下步骤：步骤D1：开启阀门A、阀门B、阀门D、阀门F、阀门E、阀门I、阀门J，关闭其余阀门；此时第一生化池与第二生化池连通，组合作为缺氧池，第三生化池单独作为厌氧池；经预处理子系统预处理后的水分别送入预缺氧池、第一生化池、第三生化池；污水进入预缺氧池，此时采用低氧/常氧交替的方式控制调整预缺氧池内DO浓度；步骤D2：开启阀门C，预缺氧池内污水送入第一生化池、第二生化池内，在第一生化池、第二生化池内继续发生反硝化作用，硝化产生的亚硝酸盐和硝酸盐在反硝化细菌的作用下被还原成氮气，从而实现了脱氮；步骤D3：开启阀门H，第二生化池内污水送入第三生化池；此时第三生化池作为厌氧池，污水通过聚磷菌的作用，利用进水自身碳源，实现磷的释放；权 利 要 求 书2/3页3CN107244738A3步骤D4：开启阀门K，第三生化池内污水进入好氧池，在好氧池内发生聚磷反应和硝化作用，污染物被降解后泥水混合物自流进入二沉池；步骤D5：开启阀门P，二沉池内硝化液和污泥回流至预缺氧池内。6.根据权利要求5所述的根据季节进行生化单元切换的污水脱氮除磷方法，其特征在于：步骤A1中，经预处理子系统预处理后的水分别送入第一生化池、第三生化池，进水比例为4:6，以分配反硝化和释磷作用所需要的碳源；步骤A1中，第一生化池、第二生化池内的潜水搅拌器均开启，转速均设置为50r/min，第一生化池、第二生化池的组合池体水力停留时间为4h；步骤A2中，第三生化池内水力停留时间为1.5h，潜水搅拌器关闭；步骤A4中，回流比为150％。7.根据权利要求5所述的根据季节进行生化单元切换的污水脱氮除磷方法，其特征在于：步骤B1中，经预处理子系统预处理后的水分别送入预缺氧池、第一生化池、第三生化池，进水比例为4:3:3，以分配反硝化和释磷作用所需要的碳源；预缺氧池内的潜水搅拌器开启，转速设置为45r/min；步骤B2中，第一生化池内水力停留时间为1.5h；步骤B3中，第三生化池、第四生化池的潜水搅拌器均开启，转速设置为45r/min，水力停留时间为4h；步骤B5中，二沉池内硝化液和污泥回流至预缺氧池内，回流比为75％；好氧池内硝化液和污泥回流至第三生化池内，回流比为200％。8.根据权利要求5所述的根据季节进行生化单元切换的污水脱氮除磷方法，其特征在于：步骤C1中，经预处理子系统预处理后的水分别送入预缺氧池、第一生化池、第三生化池，进水比例为4:3:3，以分配反硝化和释磷作用所需要的碳源；预缺氧池内的潜水搅拌器开启，转速设置为40r/min；步骤C2中，第一生化池、第二生化池的潜水搅拌器均开启，转速设置为40r/min，水力停留时间为4h；步骤C3中，第三生化池内水力停留时间为1.5h；步骤C5中，回流比为150％。9.根据权利要求5所述的根据季节进行生化单元切换的污水脱氮除磷方法，其特征在于：步骤D1中，经预处理子系统预处理后的水分别送入预缺氧池、第一生化池、第三生化池，进水比例为4:3:3，以分配反硝化和释磷作用所需要的碳源；所述低氧/常氧交替的方式，当采用常氧工况时，关闭预缺氧池内设置的潜水搅拌器，开启预缺氧池内曝气盘，调整DO到1.5～2.5mg/L；当采用低氧工况时，关闭预缺氧池内曝气盘，开启预缺氧池内设置的潜水搅拌器，转速设置为40r/min，调整DO到0.3～0.6mg/L；低氧和常氧交替的周期为1～2周；步骤D2中，第一生化池、第二生化池的潜水搅拌器均开启，转速均设置为40r/min，水力停留时间为4h；步骤D3中，第三生化池内水力停留时间为1.5h；步骤D5中，回流比为150％。10.根据权利要求5-9任意一项所述的根据季节进行生化单元切换的污水脱氮除磷方法，其特征在于：当第一生化池、第三生化池以厌氧池形式运行时，DO浓度控制在0.2mg/L以下；当第一生化池和第二生化池组合、第三生化池和第四生化池组合以缺氧池形式运行时，DO浓度控制在0.3～0.6mg/L；所述好氧池内，DO浓度控制在1.5～2.5mg/L。权 利 要 求 书3/3页4CN107244738A4根据季节进行生化单元切换的污水脱氮除磷系统及方法技术领域[0001]本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种不同季节中利用生化单元模式切换进行污水脱氮除磷的系统及方法。背景技术[0002]“十三五”期间，我国大部分污水处理厂面临提标升级的问题。中国南方一些地区城市污水的有机污染物浓度偏低，而氮、磷浓度相对较高，氮磷过量可造成水体富营养化。由于碳源不足而限制了营养盐去除效率的提高，针对城市污水处理厂进水有机物比例偏低的问题，合理的利用进水碳源就显得尤为重要。[0003]在污水生物脱氮除磷过程中，温度和碳源是两个十分重要的因素。低温限制了硝化菌、反硝化菌、聚磷菌的活性，从而影响了生化系统对污染物的降解效果；有机碳源为反硝化和释磷过程提供了必需的能源，碳源不足将直接影响脱氮除磷的效果。污水处理厂在实际运行中，可通过调节工艺参数或改良现有工艺，来改善低温和碳源不足工况下的生化处理效果。[0004]根据实验结果显示：为达到最佳脱氮除磷效果，冬季宜采用倒置A2/O工艺，春季宜选用改良