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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201810324535.2(22)申请日2018.04.12(71)申请人南宁绿智环保科技有限公司地址530000广西壮族自治区南宁市西乡塘区高新大道东段25号南宁市科技企业孵化基地标准厂房B栋四层(72)发明人林叶俊龙 周淑珍 卢誉远 林应强 熊庆明 (74)专利代理机构广西南宁公平知识产权代理有限公司45104代理人覃现凯(51)Int.Cl.C02F9/14(2006.01)C02F101/30(2006.01)C02F101/16(2006.01)(54)发明名称一种市政污水脱氮除磷耦合污泥减量的装置和方法(57)摘要一种市政污水脱氮除磷耦合污泥减量的方法，步骤为：市政污水经格栅、沉砂池预处理后进入调节池，由泵提升进入涡流自循环厌氧反应器实现厌氧氨化反应，出水自流进入双循环短程硝化反硝化反应器实现脱氮，出水20％-50％回流调节池，其余50％-80％进入混凝除磷装置除磷，出水经消毒处理后即可达标排放。本发明利用生物在好氧、缺氧、厌氧不同环境下，具有氨化、硝化、反硝化的功能特性，通过强化厌氧微生物对碳源的利用，是可以大大降低好氧去除的负荷和能耗。权利要求书4页说明书15页附图9页CN108483807A2018.09.04CN108483807A1.一种市政污水脱氮除磷耦合污泥减量的方法，其特征在于，步骤为：(1)市政污水经格栅、沉砂池预处理后进入调节池，由泵提升进入涡流自循环厌氧反应器实现厌氧氨化反应，出水自流进入双循环短程硝化反硝化反应器实现脱氮，出水20％-50％回流调节池，其余50％-80％进入混凝除磷装置除磷，出水经消毒处理后即可达标排放；(2)将步骤(1)中涡流自循环厌氧反应器和双循环短程硝化反硝化反应器产生的剩余污泥泵排入污泥破壁装置处理，破壁污泥混合液20％-50％排入固磷反应塔，50％-80％泵入多级自循环厌氧消化反应器进行厌氧消化减量处理，消化液回流调节池补充碳源，多级自循环厌氧消化反应器产生的剩余污泥排入污泥破壁装置处理，涡流自循环厌氧反应器与多级自循环厌氧消化反应器产生的沼气做能源或发电利用；(3)将步骤(2)中混凝除磷装置产生的沉淀含磷污泥排入固磷反应塔，同时向固磷反应塔中加入氧化钙和氢氧化镁，搅拌、混合反应，再泵入污泥脱水装置进行固液分离，滤液泵入多级自循环厌氧消化反应器进行厌氧消化减量处理，滤渣可做肥料原料使用。2.根据权利要求1所述的市政污水脱氮除磷耦合污泥减量的方法，其特征在于，调节池DO控制0.2-0.5mg/L；涡流自循环厌氧反应器进水PH范围5.0-9.0，运行温度10-32℃，容积负荷3.0-7.0kgCOD/(m3.d)，水力停留时间2-12h，进水方式为连续式或序批式；双循环短程硝化反硝化反应器进水PH范围5.0-9.0，运行温度10-32℃，COD容积负荷0.5-2.0kgCOD/(m3.d)，NH3-N容积负荷为0.2-0.8kgNH3-N/(m3·d),硝化区DO控制0.8-1.5mg/L，下反硝化区DO控制0.2-0.5mg/L，上反硝化区DO控制0.2-0.8mg/L，水力停留时间6-24h，进水方式为连续式或序批式；多级自循环厌氧消化反应器进料的TS浓度为12％-25％，PH范围5.0-9.0，发酵温度控制10-32℃，容积产沼气率1.5-3.0m3/(m3.d)，水力停留时间24-144h，进料方式为序批式；向固磷反应塔中加入氧化钙和氢氧化镁后搅拌、混合反应时间为5min-120min。3.一种市政污水脱氮除磷耦合污泥减量的装置，其特征在于，包括格栅、沉砂池、调节池、涡流自循环厌氧反应器、双循环短程硝化反硝化反应器、混凝除磷装置、消毒装置、污泥破壁装置、多级自循环厌氧消化反应器、固磷反应塔、污泥脱水装置和鼓风机；市政污水源连接至格栅、沉砂池的进料口，格栅、沉砂池的出料口连接至调节池，调节池的出料口连接至涡流自循环厌氧反应器的进水管，涡流自循环厌氧反应器的排水管连接至双循环短程硝化反硝化反应器的进水管，双循环短程硝化反硝化反应器的排水管依次连接经过混凝除磷装置和消毒装置后排放，双循环短程硝化反硝化反应器和调节池的曝气系统与鼓风机连接并分别供气；双循环短程硝化反硝化反应器的排水口同时连接返回至调节池，涡流自循环厌氧反应器和双循环短程硝化反硝化反应器的排泥口连接至污泥破壁装置，污泥破壁装置的破壁污泥混合液出口同时连接至多级自循环厌氧消化反应器的进水管和固磷反应塔的入料口，多级自循环厌氧消化反应器的消化液出口连接至调节池，多级自循环厌氧消化反应器的排泥管连接至污泥破壁装置的入料口，涡流自循环厌氧反应器与多级自循环厌氧消化反应器的排沼气管连接至沼气利用设备，混凝除磷装置的沉淀含磷污泥出口连接至固磷反应塔的入料口，权 利 要 求 书1/4页2CN108483807A2固磷反应塔出料口连接至污泥脱水装置的入料口，污泥脱水装置的滤液出口连接至多级自循环厌氧消化反应器的进水管，污泥脱水装置的滤渣出口连接至肥料加工设备。4.根据权利要求3所述的市政污水脱氮除磷耦合污泥减量的装置，其特征在于，污泥脱水装置包括板框压滤机或叠螺压滤机或带式压滤机或离心脱水机或其他脱水装置的一种，滤渣含水率50％-80％；污泥破壁装置包括化学碱破壁装置或高温破壁装置或高压破壁装置或微波破壁装置或强紫外破壁装置或电极破壁装置或其它污泥破壁装置的一种。5.根据权利要求3所述的市政污水脱氮除磷耦合污泥减量的装置，其特征在于，所述多级自循环厌氧消化反应器，该反应器包括反应器包括罐体(1a)、外循环泵(6a)、管道射流器(28a)、内气水分离器(7a)、顶气水分离器(8a)、一级三相分离器(9a)、二级三相分离器(10a)、内导流板(26a)、中导流板(27a)、气水分离挡板(41a)、挡渣板(42a)、溢流口(40a)、出水堰(43a)、控制系统(48a)；一级内循环喷头(11a)、一级外循环喷头(12a)、二级外循环喷头(13a)、二级内循环喷头(14a)、进水喷头(15a)、第一气提上升管(16a)、第二气提上升管(97a)、回流管(17a)、收气管(18a)、一级外循环出水管(19a)、二级外循环出水管(20a)、一级外循环进水管(21a)、二级外循环进水管(22a)、进水管(38a)、U型出水管(44a)、排空口(45a)、排水管(46a)、沼气管(47a)、一级内循环管(99a)、二级内循环管(98a)、管道射流器进水阀(29a)、管道射流器出水阀(30a)、外循环进水阀(31a)、一级外循环出水阀(32a)、二级外循环出水阀(33a)、一级外循环进水阀(34a)、二级外循环进水阀(35a)和进水阀(36a)；一级三相分离器(9a)和二级三相分离器(10a)都固定安装在罐体(1a)中，一级三相分离器(9a)和二级三相分离器(10a)都是大径端在下小径端在上锥形；二级三相分离器(10a)位于一级三相分离器(9a)的上方，一级三相分离器(9a)的下方为一级反应区(3a)，一级反应区(3a)下方至罐底的空间为布水混合区(2a)，一级三相分离器(9a)和二级三相分离器(10a)之间为二级反应区(4a)，二级三相分离器(10a)与罐体(1a)顶部之间的空间为沉淀出水区(5a)；顶气水分离器(8a)安装在罐体(1a)顶面，回流管(17a)一端连接在顶气水分离器(8a)底部，回流管(17a)另一端连接在一级内循环管(99a)上，一级内循环管(99a)上设有多个一级内循环喷头(11a)，收气管(18a)一端连接在罐体(1a)顶面，收气管(18a)另一端连接在顶气水分离器(8a)上，沼气管(47a)一端连接在顶气水分离器(8a)顶面，沼气管(47a)另一端通过三通管一路与管道射流器(28a)连接，另一路为排沼气口；内气水分离器(7a)安装在二级反应区(4a)，第一气提上升管(16a)一端连接在一级三相分离器(9a)的顶部，第一气提上升管(16a)另一端连接内气水分离器(7a)底部并伸至内气水分离器(7a)的中部；第二气提上升管(97a)一端连接在内气水分离器(7a)顶部，第二气提上升管(97a)另一端通过水平管连进顶气水分离器(8a)的中部；一级外循环出水管(19a)一端连接在内气水分离器(7a)上，一级外循环出水管(19a)另一端经过一级外循环出水阀(32a)与外循环泵(6a)的进口连接，外循环泵(6a)的出口通过三通管一路经过外循环进水阀(31a)与二级外循环进水管(22a)连接，另一路经过管道射流器进水阀(29a)与管道射流器(28a)的进口连接，管道射流器(28a)的出口经过管道射流器出水阀(30a)与二级外循环进水管(22a)和一级外循环进水管(21a)同时连接，二级外循环进水管(22a)上设有二级外循环进水阀(35a)和二级外循环喷头(13a)，一级外循环进水管(21a)上设有一级外循环进水阀(34a)和一级外循环喷头(12a)；权 利 要 求 书2/4页3CN108483807A3二级三相分离器(10a)顶部设有溢流口(40a)与沉淀出水区(5a)连通，溢流口(40a)周围设有环形的气水分离挡板(41a)，二级外循环出水管(20a)一端连接在气水分离挡板(41a)上，二级外循环出水管(20a)另一端连接至外循环泵(6a)进口，二级内循环管(98a)一端连接在气水分离挡板(41a)上，二级内循环管(98a)另一端连接至位于沉淀出水区(5a)中的二级内循环喷头(14a)；进水管(38a)一端设置在沉淀出水区(5a)，进水管(38a)另一端通过三通管一路经过进水阀(36a)作为进水口，另一路经过排泥阀(37a)连接排泥管(39a)，布水混合区(2a)设有内导流板(26a)和中导流板(27a)，内导流板(26a)和中导流板(27a)将布水混合区(2a)从罐体(1a)中心向外依次分割为内旋混区(23a)、中旋混区(24a)和外旋混区(25a)；所述罐顶同心固定有环形的挡渣板(42a)，挡渣板(42a)与罐体(1a)之间的环形空间中设有环形的出水堰(43a)，U型出水管(44a)一端连接在出水堰(43a)，U型出水管(44a)另一端与三通管连接，三通管的水平出口为排水管(46a)，三通管的竖直出口为排空口(45a)。6.根据权利要求3所述的市政污水脱氮除磷耦合污泥减量的装置，其特征在于，所述涡流自循环厌氧反应器，该反应器为柱状的罐体结构，罐体(1c)、外循环泵(6c)、内气水分离器(7c)、顶气水分离器(8c)、一级三相分离器(9c)、二级三相分离器(10c)、管道射流器(17c)、内导流板(21c)、中导流板(22c)、外循环喷头(11c)、内循环喷头(12c)、进水喷头(13c)、气提上升管(14c)、收气管(15c)、回流管(16c)、进水管(24c)、进水阀(25c)、外循环进水管(28c)、外循环出水管(32c)、沼气管(33c)、控制系统(34c)；管道射流器进水阀(29c)、管道射流器出水阀(30c)和外循环进水阀(31c)；一级三相分离器(9c)安装在罐体(1c)中，二级三相分离器(10c)安装在罐体(1c)中一级三相分离器(9c)的上方，一级三相分离器(9c)下方为一级反应区(3c)，一级反应区(3c)到罐体(1c)底部的空间为布水混合区(2c)，一级三相分离器(9c)与二级三相分离器(10c)之间的距离为二级反应区(4c)，二级三相分离器(10c)到罐体(1c)顶部的空间为沉淀出水区(5c)；内气水分离器(7c)安装在一级三相分离器(9c)上方，一级三相分离器(9c)的顶部通过管道与内气水分离器(7c)连通；外循环出水管(32c)一端连接在内气水分离器(7c)上，外循环出水管(32c)另一端与外循环泵(6c)的进口连接，外循环泵(6c)的出口通过三通管一路经过外循环进水阀(31c)连接至外循环进水管(28c)，另一路经过管道射流器进水阀(29c)与管道射流器(17c)的进口连