公布日：2024.02.13
申請(qǐng)日：2023.11.01
分類號(hào)：C02F9/00(2023.01)I;C02F11/04(2006.01)I;C02F11/127(2019.01)I;C02F11/00(2006.01)I;C05F17/90(2020.01)I;C05F7/00(2006.01)I;C05F17/20(2020.01)I;C05C3
/00(2006.01)I;C01C1/24(2006.01)I;C02F3/30(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F1/20(2023.01)N;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
一種資源化利用生活污水的方法和裝置，屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，由污水提升單元、污水處理單元、污泥處理單元和碳氮磷回收單元組成。生活污水經(jīng)污水提升單元進(jìn)入污水處理單元，污水處理單元完成生活污水的處理與回用，PHA微生物胞內(nèi)合成，氨氮和磷酸鹽濃縮富集。污泥處理單元完成對(duì)污水處理單元剩余污泥的濃縮，化學(xué)消解及PHA分離回收。而后污水處理單元產(chǎn)生的氨氮和磷酸鹽濃縮液和污泥處理單元產(chǎn)生的污泥裂解液及污泥殘?jiān)惠斔椭撂嫉谆厥諉卧�，液體中有機(jī)物被轉(zhuǎn)化為揮發(fā)酸作為PHA合成的原料，氨氮被轉(zhuǎn)化為硫酸銨肥料，污泥殘?jiān)晦D(zhuǎn)化為有機(jī)肥。在實(shí)現(xiàn)污水處理的同時(shí)，回收利用了水資源，有機(jī)物，氮磷元素。
權(quán)利要求書
1.一種資源化利用生活污水的裝置，其特征在于：包括相互連通的污水提升單元(1)、污水處理單元(2)、污泥處理單元(3)和碳氮磷回收單元(4)；污水提升單元(1)包括污水儲(chǔ)存池(1-1)，污水儲(chǔ)存池(1-1)內(nèi)設(shè)置污水提升泵I(1-2)，污水提升泵I(1-2)通過進(jìn)水管路(1-3)與AO生化池(2-2)前部的厭氧段連接；污水處理單元(2)包括AO生化池(2-2)、中間水池(2-8)和RO裝置(2-10)；AO生化池(2-2)分為底部連通的兩段，其中前部為厭氧段，設(shè)置攪拌器I(2-1)，后部為好氧段，設(shè)置微孔曝氣器(2-4)，微孔曝氣器(2-4)通過氣體管路(2-15)與鼓風(fēng)機(jī)I(2-3)連接；AO生化池(2-2)后部好氧段內(nèi)設(shè)置MBR膜組件(2-5)，MBR膜組件(2-5)的出水口通過產(chǎn)水泵(2-6)及產(chǎn)水管路(2-18)與中間水池(2-8)連接；AO生化池(2-2)后部的好氧段設(shè)置污泥回流泵I(2-7)，污泥回流泵I(2-7)通過污泥回流管路(2-16)與AO生化池(2-2)前部的厭氧段連接，同時(shí)AO生化池(2-2)前部的厭氧段污泥出口端設(shè)有污泥回流泵II(2-12)，污泥回流泵II(2-12)通過剩余污泥排放管路(2-17)與污泥處理單元(3)中污泥濃縮池(3-1)連接；中間水池(2-8)與加壓進(jìn)水泵(2-9)進(jìn)口連接，加壓進(jìn)水泵(2-9)的出口分為兩支路，一支路通過進(jìn)水管路(2-19)經(jīng)由電磁閥III(2-13)與RO裝置(2-10)進(jìn)水口連接，另一支路通過出水管路(2-20)經(jīng)由電磁閥IV(2-14)與碳氮磷回收單元(4)的產(chǎn)酸發(fā)酵池(4-1)進(jìn)水口連接；電磁閥III(2-13)和電磁閥IV(2-14)不同時(shí)開啟；RO裝置(2-10)濃縮液出口通過濃縮液循環(huán)管路(2-21)與中間水池(2-8)連接。污泥處理單元(3)包括污泥濃縮池(3-1)、污泥化學(xué)消解池(3-5)、加藥裝置(3-10)、離心分離機(jī)(3-12)、PHA收集桶(3-14)、污泥裂解液收集池(3-17)；污泥濃縮池(3-1)通過濃縮液回流管路(3-4)與污水儲(chǔ)存池(1-1)進(jìn)水口連接，污泥濃縮池(3-1)內(nèi)設(shè)置污泥泵II(3-2)，污泥泵II(3-2)通過污泥輸送管路I(3-3)與污泥化學(xué)消解池(3-5)進(jìn)口連接；加藥裝置(3-10)通過加藥管路(3-11)與污泥化學(xué)消解池(3-5)進(jìn)口連接；污泥化學(xué)消解池(3-5)配有加熱裝置(3-9)，污泥化學(xué)消解池(3-5)內(nèi)部設(shè)置攪拌器II(3-6)和污泥泵III(3-7)，污泥泵III(3-7)出口通過污泥輸送管路II(3-8)與離心分離機(jī)(3-12)進(jìn)口連接；離心分離機(jī)(3-12)固體出口分為兩支路，一支路通過PHA輸送管路III(3-13)與PHA收集桶(3-14)進(jìn)口連接，另一支路通過污泥排放管路(3-15)與肥料生產(chǎn)系統(tǒng)(4-6)連接，離心分離機(jī)(3-12)分離液體出口通過污泥裂解液輸送管路(3-16)與污泥裂解液收集池(3-17)連接；污泥裂解液收集池(3-17)內(nèi)設(shè)置污泥裂解液提升泵(3-18)，污泥裂解液提升泵(3-18)的出口分為兩支路，一支路通過離心液輸送管路I(3-19)經(jīng)由電磁閥Ⅴ(3-21)與產(chǎn)酸發(fā)酵池(4-1)進(jìn)口連接，另一支路通過離心液輸送管路II(3-20)經(jīng)由電磁閥Ⅵ(3-22)與離心分離機(jī)(3-12)進(jìn)口連接；電磁閥Ⅴ(3-21)和電磁閥Ⅵ(3-22)不同時(shí)開啟；碳氮磷回收單元(4)包括產(chǎn)酸發(fā)酵池(4-1)、肥料生產(chǎn)系統(tǒng)(4-6)、吹脫塔(4-7)、氨氣吸收裝置(4-16)和水解液投加泵(4-18)；產(chǎn)酸發(fā)酵池(4-1)內(nèi)部設(shè)置攪拌器III(4-2)和水解液提升泵(4-3)，水解液提升泵(4-3)通過水解液輸送管路I(4-4)與吹脫塔(4-7)內(nèi)上部設(shè)置的配水裝置(4-8)連接；產(chǎn)酸發(fā)酵池(4-1)通過發(fā)酵污泥排放管路(4-5)與肥料生產(chǎn)系統(tǒng)(4-6)連接；吹脫塔(4-7)底部出水口通過水解液輸送管路II(4-19)經(jīng)由水解液投加泵(4-18)與AO生化池(2-2)前部厭氧段進(jìn)水口連接，吹脫塔(4-7)下部側(cè)面進(jìn)風(fēng)口(4-12)通過氣體管路II(4-11)與鼓風(fēng)機(jī)II(4-10)連接，吹脫塔(4-7)上部出風(fēng)口(4-14)通過氨氣輸送管路(4-15)與氨氣吸收裝置(4-16)連接，氨氣吸收裝置(4-16)通過硫酸銨輸送管路(4-17)與肥料生產(chǎn)系統(tǒng)(4-6)連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種資源化利用生活污水的裝置，其特征在于：產(chǎn)酸發(fā)酵池(4-1)內(nèi)還接種生長(zhǎng)水解酸化細(xì)菌的懸浮填料(4-20)，懸浮填料(4-20)為圓形柱狀填料，材質(zhì)為高密度聚乙烯，尺寸Φ10×10，比重0.96，比表面積800m2/m3，孔隙率＞85％，填料填充比15-20％。
3.按照權(quán)利要求1所述的一種資源化利用生活污水的裝置，其特征在于：吹脫塔(4-7)內(nèi)進(jìn)風(fēng)口(4-12)的上方設(shè)有填料(4-9)，吹脫塔(4-7)內(nèi)配水裝置(4-8)上方且在出風(fēng)口(4-14)處設(shè)置除霧器(4-13)。
4.按照權(quán)利要求1所述的一種資源化利用生活污水的裝置，其特征在于：加藥裝置(3-10)分為兩個(gè)獨(dú)立的加藥罐，分別通過加藥管路(3-11)與污泥化學(xué)消解池(3-5)進(jìn)口連接。
5.采用權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的裝置實(shí)現(xiàn)資源化利用生活污水的方法，其特征在于，包含以下過程：(1)污水處理單元運(yùn)行：生活污水由污水儲(chǔ)存池(1-1)經(jīng)污水提升泵I(1-2)由進(jìn)水管路(1-3)進(jìn)入AO生化池(2-2)厭氧段，AO生化池(2-2)活性污泥濃度6000-7000mg/L，厭氧段HRT1-2h，AO生化池(2-2)好氧段活性污泥由污泥回流泵I(2-7)經(jīng)污泥回流管路(2-16)進(jìn)入AO生化池(2-2)厭氧段，污泥回流比100-150％，同時(shí)吹脫塔(4-7)中經(jīng)過吹脫的水解液經(jīng)水解液投加泵(4-18)和水解液輸送管路II(4-19)輸送進(jìn)入AO生化池(2-2)厭氧段，在攪拌器I(2-1)的作用下，回流的活性污泥同進(jìn)水及水解液混合，活性污泥中聚磷菌吸收進(jìn)水及水解液中的有機(jī)物完成釋磷，同時(shí)活性污泥微生物細(xì)胞內(nèi)部合成PHA；而后污泥混合液進(jìn)入好氧段，好氧段HRT4-6h，鼓風(fēng)機(jī)I(2-3)通過氣體管路(2-15)向微孔曝氣器(2-4)供氧，控制好氧池DO2-3mg/L，活性污泥完成吸磷反應(yīng)并去除部分有機(jī)物；好氧段設(shè)置MBR膜單元(2-5)，可采用PVDF中空纖維膜，陶瓷平板膜，膜孔徑0.1，處理后的生活污水在產(chǎn)水泵(2-6)的抽吸作用下經(jīng)MBR膜組件(2-5)過濾，通過產(chǎn)水管路(2-18)進(jìn)入中間水池(2-8)；剩余污泥每天從剩余污泥泵(2-12)經(jīng)剩余污泥排放管路(2-17)排放進(jìn)入污泥濃縮池(3-1)，控制AO生化池(2-2)污泥泥齡為4-5d。中間水池(2-8)中的污水經(jīng)加壓進(jìn)水泵(2-9)和進(jìn)水管路(2-19)進(jìn)入RO裝置(2-10)過濾，污水中的有機(jī)物、氨氮及磷酸鹽被截留濃縮，濃縮液經(jīng)濃縮液循環(huán)管路(2-21)回流至中間水池(2-8)，RO裝置(2-10)產(chǎn)水回收率控制在75％左右，產(chǎn)水經(jīng)RO裝置(2-10)出水排放管路(2-11)排放作為再生水回用；中間水池(2-8)中的濃縮液在RO裝置(2-10)運(yùn)行間歇經(jīng)加壓進(jìn)水泵(2-9)和出水管路(2-20)排入產(chǎn)酸發(fā)酵池(4-1)；RO裝置(2-10)進(jìn)水時(shí)，開啟電磁閥III(2-13)；RO裝置(2-10)排放濃縮液時(shí)，開啟電磁閥IV(2-14)；電磁閥III(2-13)和電磁閥IV(2-14)不同時(shí)開啟；(2)污泥處理單元運(yùn)行：AO生化池(2-2)排放的剩余污泥進(jìn)入污泥濃縮池(3-1)，濃縮18-24h，濃縮后的剩余污泥通過污泥泵II(3-2)輸送，經(jīng)污泥輸送管路I(3-14)進(jìn)入污泥化學(xué)消解池(3-5)。污泥濃縮池(3-1)上清液經(jīng)濃縮液回流管路(3-4)進(jìn)入污水儲(chǔ)存池(1-2)；加藥裝置(3-10)中分別貯存質(zhì)量百分比濃度10％的十二烷基硫酸鈉(SDS)溶液和質(zhì)量百分比濃度40％的NaOH溶液，加藥裝置(3-10)通過加藥管路(3-11)向污泥化學(xué)消解池(3-5)中投加NaOH和SDS，污泥化學(xué)消解池(3-5)中NaOH投加量為0.2mol/L，SDS投加量為剩余污泥干重的0.1-0.2倍，加熱裝置(3-9)控制污泥化學(xué)消解池(3-3)溫度為30±2℃，剩余污泥在攪拌器II(3-6)作用下和NaOH、SDS接觸反應(yīng)1h，微生物細(xì)菌胞在化學(xué)試劑作用下菌體細(xì)胞破裂，胞內(nèi)有機(jī)物包括蛋白質(zhì)、多糖、聚磷酸鹽、PHA等釋放；經(jīng)過化學(xué)處理的剩余污泥經(jīng)污泥泵III(3-7)輸送至離心分離機(jī)(3-12)進(jìn)口，在100-200xg離心力的條件下離心20-30min，離心后沉淀下來的細(xì)胞殘?jiān)?jīng)污泥排放管路(3-15)排放進(jìn)入肥料生產(chǎn)系統(tǒng)(4-6)，經(jīng)過堆肥發(fā)酵生產(chǎn)有機(jī)肥；污泥裂解液經(jīng)離心分離機(jī)(3-12)出口和污泥裂解液輸送管路(3-16)進(jìn)入污泥裂解液收集池(3-17)，而后開啟電磁閥Ⅵ(3-22)同時(shí)關(guān)閉電磁閥Ⅴ(3-21)將污泥裂解液回送至離心分離機(jī)(3-12)進(jìn)口，在離心力(如10000xg)的條件下再次離心10-15min，離心后沉淀下來的PHA粗提物經(jīng)PHA輸送管路III(3-13)輸送至PHA收集桶(3-14)儲(chǔ)存；再次離心后的污泥裂解液經(jīng)離心分離機(jī)(3-12)出口和污泥裂解液輸送管路(3-16)再次進(jìn)入污泥裂解液收集池(3-17)，關(guān)閉電磁閥Ⅵ(3-22)同時(shí)開啟電磁閥Ⅴ(3-21)將污泥裂解液由污泥裂解液提升泵(3-18)經(jīng)離心液輸送管路I(3-19)輸送至產(chǎn)酸發(fā)酵池(4-1)；(3)碳氮磷回收單元運(yùn)行：產(chǎn)酸發(fā)酵池(4-1)接種生長(zhǎng)水解酸化細(xì)菌的懸浮填料(4-20)，懸浮填料(4-20)為圓形柱狀填料，材質(zhì)為高密度聚乙烯，尺寸Φ10×10，比重0.96，比表面積800m2/m3，孔隙率＞85％，填料填充比15-20％，水力停留時(shí)間為1-2d，排水比50％，利用NaOH和SDS對(duì)產(chǎn)甲烷細(xì)菌的抑制作用，在攪拌器III(4-2)作用下水解酸化污泥將污泥化學(xué)消解池(3-7)產(chǎn)生的污泥裂解液和RO裝置(2-10)產(chǎn)生濃縮液中的有機(jī)物轉(zhuǎn)為短鏈揮發(fā)性脂肪酸，同時(shí)將有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨氮，磷酸鹽轉(zhuǎn)化為化學(xué)污泥沉淀；產(chǎn)酸發(fā)酵池(4-1)中的堿性發(fā)酵液經(jīng)水解液提升泵(4-3)和水解液輸送管路I(4-4)進(jìn)入吹脫塔(4-7)中的配水裝置(4-8)，經(jīng)配水裝置(4-8)均勻噴灑在填料(4-9)表面形成薄層液膜，鼓風(fēng)機(jī)II(4-10)通過氣體管路II(4-11)向吹脫塔(4-7)鼓風(fēng)，氣水比為2400-3000，空氣和液膜充分接觸，發(fā)酵液中的氨氮被空氣吹脫，含有氨氮的空氣經(jīng)除霧器(4-13)除霧后，從出風(fēng)口(4-14)經(jīng)氨氣輸送管路(4-15)進(jìn)入氨氣吸收裝置(4-16)，氨氣吸收裝置中填充質(zhì)量百分比濃度15-20％的稀硫酸，當(dāng)稀硫酸吸收飽和后生成稀硫銨溶液，經(jīng)硫酸銨輸送管路(4-17)送入肥料生產(chǎn)系統(tǒng)(4-6)經(jīng)過蒸發(fā)、結(jié)晶、離心、干燥工序生產(chǎn)硫酸銨肥料；經(jīng)過吹脫的發(fā)酵液經(jīng)水解液投加泵(4-18)和水解液輸送管路(4-19)輸送至AO生化池(2-2)厭氧段，被活性污泥中聚磷菌進(jìn)一步利用合成PHA；產(chǎn)酸發(fā)酵池(4-3)中含有磷酸鹽化學(xué)沉淀的剩余污泥每天經(jīng)發(fā)酵經(jīng)污泥排放管路(4-5)進(jìn)入肥料生產(chǎn)系統(tǒng)(4-6)，經(jīng)過堆肥發(fā)酵生產(chǎn)有機(jī)肥，控制產(chǎn)酸發(fā)酵池(4-3)污泥泥齡15-20d。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種資源化利用生活污水的方法和裝置，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)污水處理和資源化利用。
本發(fā)明的技術(shù)方案是：
一種資源化利用生活污水的裝置，其特征在于：包括相互連通的污水提升單元(1)、污水處理單元(2)、污泥處理單元(3)和碳氮磷回收單元(4)；
污水提升單元(1)包括污水儲(chǔ)存池(1-1)，污水儲(chǔ)存池(1-1)內(nèi)設(shè)置污水提升泵I(1-2)，污水提升泵I(1-2)通過進(jìn)水管路(1-3)與AO生化池(2-2)前部的厭氧段連接；
污水處理單元(2)包括AO生化池(2-2)、中間水池(2-8)和RO裝置(2-10)；AO生化池(2-2)分為底部連通的兩段，其中前部為厭氧段，設(shè)置攪拌器I(2-1)，后部為好氧段，設(shè)置微孔曝氣器(2-4)，微孔曝氣器(2-4)通過氣體管路(2-15)與鼓風(fēng)機(jī)I(2-3)連接；AO生化池(2-2)后部好氧段內(nèi)設(shè)置MBR膜組件(2-5)，MBR膜組件(2-5)的出水口通過產(chǎn)水泵(2-6)及產(chǎn)水管路(2-18)與中間水池(2-8)連接；AO生化池(2-2)后部的好氧段設(shè)置污泥回流泵I(2-7)，污泥回流泵I(2-7)通過污泥回流管路(2-16)與AO生化池(2-2)前部的厭氧段連接，同時(shí)AO生化池(2-2)前部的厭氧段污泥出口端設(shè)有污泥回流泵II(2-12)，污泥回流泵II(2-12)通過剩余污泥排放管路(2-17)與污泥處理單元(3)中污泥濃縮池(3-1)連接；中間水池(2-8)與加壓進(jìn)水泵(2-9)進(jìn)口連接，加壓進(jìn)水泵(2-9)的出口分為兩支路，一支路通過進(jìn)水管路(2-19)經(jīng)由電磁閥III(2-13)與RO裝置(2-10)進(jìn)水口連接，另一支路通過出水管路(2-20)經(jīng)由電磁閥IV(2-14)與碳氮磷回收單元(4)的產(chǎn)酸發(fā)酵池(4-1)進(jìn)水口連接；電磁閥III(2-13)和電磁閥IV(2-14)不同時(shí)開啟；RO裝置(2-10)濃縮液出口通過濃縮液循環(huán)管路(2-21)與中間水池(2-8)連接。
污泥處理單元(3)包括污泥濃縮池(3-1)、污泥化學(xué)消解池(3-5)、加藥裝置(3-10)、離心分離機(jī)(3-12)、PHA收集桶(3-14)、污泥裂解液收集池(3-17)；污泥濃縮池(3-1)通過濃縮液回流管路(3-4)與污水儲(chǔ)存池(1-1)進(jìn)水口連接，污泥濃縮池(3-1)內(nèi)設(shè)置污泥泵II(3-2)，污泥泵II(3-2)通過污泥輸送管路I(3-3)與污泥化學(xué)消解池(3-5)進(jìn)口連接；加藥裝置(3-10)通過加藥管路(3-11)與污泥化學(xué)消解池(3-5)進(jìn)口連接；污泥化學(xué)消解池(3-5)配有加熱裝置(3-9)，污泥化學(xué)消解池(3-5)內(nèi)部設(shè)置攪拌器II(3-6)和污泥泵III(3-7)，污泥泵III(3-7)出口通過污泥輸送管路II(3-8)與離心分離機(jī)(3-12)進(jìn)口連接；離心分離機(jī)(3-12)固體出口分為兩支路，一支路通過PHA輸送管路III(3-13)與PHA收集桶(3-14)進(jìn)口連接，另一支路通過污泥排放管路(3-15)與肥料生產(chǎn)系統(tǒng)(4-6)連接，離心分離機(jī)(3-12)分離液體出口通過污泥裂解液輸送管路(3-16)與污泥裂解液收集池(3-17)連接；污泥裂解液收集池(3-17)內(nèi)設(shè)置污泥裂解液提升泵(3-18)，污泥裂解液提升泵(3-18)的出口分為兩支路，一支路通過離心液輸送管路I(3-19)經(jīng)由電磁閥Ⅴ(3-21)與產(chǎn)酸發(fā)酵池(4-1)進(jìn)口連接，另一支路通過離心液輸送管路II(3-20)經(jīng)由電磁閥Ⅵ(3-22)與離心分離機(jī)(3-12)進(jìn)口連接；電磁閥Ⅴ(3-21)和電磁閥Ⅵ(3-22)不同時(shí)開啟；
碳氮磷回收單元(4)包括產(chǎn)酸發(fā)酵池(4-1)、肥料生產(chǎn)系統(tǒng)(4-6)、吹脫塔(4-7)、氨氣吸收裝置(4-16)和水解液投加泵(4-18)；產(chǎn)酸發(fā)酵池(4-1)內(nèi)部設(shè)置攪拌器III(4-2)和水解液提升泵(4-3)，水解液提升泵(4-3)通過水解液輸送管路I(4-4)與吹脫塔(4-7)內(nèi)上部設(shè)置的配水裝置(4-8)連接；產(chǎn)酸發(fā)酵池(4-1)通過發(fā)酵污泥排放管路(4-5)與肥料生產(chǎn)系統(tǒng)(4-6)連接；吹脫塔(4-7)底部出水口通過水解液輸送管路II(4-19)經(jīng)由水解液投加泵(4-18)與AO生化池(2-2)前部厭氧段進(jìn)水口連接，吹脫塔(4-7)下部側(cè)面進(jìn)風(fēng)口(4-12)通過氣體管路II(4-11)與鼓風(fēng)機(jī)II(4-10)連接，吹脫塔(4-7)上部出風(fēng)口(4-14)通過氨氣輸送管路(4-15)與氨氣吸收裝置(4-16)連接，氨氣吸收裝置(4-16)通過硫酸銨輸送管路(4-17)與肥料生產(chǎn)系統(tǒng)(4-6)連接；
產(chǎn)酸發(fā)酵池(4-1)內(nèi)還接種生長(zhǎng)水解酸化細(xì)菌的懸浮填料(4-20)，懸浮填料(4-20)為圓形柱狀填料，材質(zhì)為高密度聚乙烯，尺寸Φ10×10，比重0.96，比表面積800m2/m3，孔隙率＞85％，填料填充比15-20％。
吹脫塔(4-7)內(nèi)進(jìn)風(fēng)口(4-12)的上方設(shè)有填料(4-9)，吹脫塔(4-7)內(nèi)配水裝置(4-8)上方且在出風(fēng)口(4-14)處設(shè)置除霧器(4-13)。
加藥裝置(3-10)分為兩個(gè)獨(dú)立的加藥罐，分別通過加藥管路(3-11)與污泥化學(xué)消解池(3-5)進(jìn)口連接。
采用上述的裝置實(shí)現(xiàn)資源化利用生活污水的方法，包含以下過程：
(1)污水處理單元運(yùn)行：生活污水由污水儲(chǔ)存池(1-1)經(jīng)污水提升泵I(1-2)由進(jìn)水管路(1-3)進(jìn)入AO生化池(2-2)厭氧段，AO生化池(2-2)活性污泥濃度6000-7000mg/L，厭氧段HRT1-2h，AO生化池(2-2)好氧段活性污泥由污泥回流泵I(2-7)經(jīng)污泥回流管路(2-16)進(jìn)入AO生化池(2-2)厭氧段，污泥回流比100-150％，同時(shí)吹脫塔(4-7)中經(jīng)過吹脫的水解液經(jīng)水解液投加泵(4-18)和水解液輸送管路II(4-19)輸送進(jìn)入AO生化池(2-2)厭氧段，在攪拌器I(2-1)的作用下，回流的活性污泥同進(jìn)水及水解液混合，活性污泥中聚磷菌吸收進(jìn)水及水解液中的有機(jī)物完成釋磷，同時(shí)活性污泥微生物細(xì)胞內(nèi)部合成PHA；而后污泥混合液進(jìn)入好氧段，好氧段HRT4-6h，鼓風(fēng)機(jī)I(2-3)通過氣體管路(2-15)向微孔曝氣器(2-4)供氧，控制好氧池DO2-3mg/L，活性污泥完成吸磷反應(yīng)并去除部分有機(jī)物；好氧段設(shè)置MBR膜單元(2-5)，可采用PVDF中空纖維膜，陶瓷平板膜，膜孔徑0.1，處理后的生活污水在產(chǎn)水泵(2-6)的抽吸作用下經(jīng)MBR膜組件(2-5)過濾，通過產(chǎn)水管路(2-18)進(jìn)入中間水池(2-8)；剩余污泥每天從剩余污泥泵(2-12)經(jīng)剩余污泥排放管路(2-17)排放進(jìn)入污泥濃縮池(3-1)，控制AO生化池(2-2)污泥泥齡為4-5d。
中間水池(2-8)中的污水經(jīng)加壓進(jìn)水泵(2-9)和進(jìn)水管路(2-19)進(jìn)入RO裝置(2-10)過濾，污水中的有機(jī)物、氨氮及磷酸鹽被截留濃縮，濃縮液經(jīng)濃縮液循環(huán)管路(2-21)回流至中間水池(2-8)，RO裝置(2-10)產(chǎn)水回收率控制在75％左右，產(chǎn)水經(jīng)RO裝置(2-10)出水排放管路(2-11)排放作為再生水回用；中間水池(2-8)中的濃縮液在RO裝置(2-10)運(yùn)行間歇經(jīng)加壓進(jìn)水泵(2-9)和出水管路(2-20)排入產(chǎn)酸發(fā)酵池(4-1)；RO裝置(2-10)進(jìn)水時(shí)，開啟電磁閥III(2-13)；RO裝置(2-10)排放濃縮液時(shí)，開啟電磁閥IV(2-14)；電磁閥III(2-13)和電磁閥IV(2-14)不同時(shí)開啟；
(2)污泥處理單元運(yùn)行：AO生化池(2-2)排放的剩余污泥進(jìn)入污泥濃縮池(3-1)，濃縮18-24h，濃縮后的剩余污泥通過污泥泵II(3-2)輸送，經(jīng)污泥輸送管路I(3-14)進(jìn)入污泥化學(xué)消解池(3-5)。污泥濃縮池(3-1)上清液經(jīng)濃縮液回流管路(3-4)進(jìn)入污水儲(chǔ)存池(1-2)；加藥裝置(3-10)中分別貯存質(zhì)量百分比濃度10％的十二烷基硫酸鈉(SDS)溶液和質(zhì)量百分比濃度40％的NaOH溶液，加藥裝置(3-10)通過加藥管路(3-11)向污泥化學(xué)消解池(3-5)中投加NaOH和SDS，污泥化學(xué)消解池(3-5)中NaOH投加量為0.2mol/L，SDS投加量為剩余污泥干重的0.1-0.2倍，加熱裝置(3-9)控制污泥化學(xué)消解池(3-3)溫度為30±2℃，剩余污泥在攪拌器II(3-6)作用下和NaOH、SDS接觸反應(yīng)1h，微生物細(xì)菌胞在化學(xué)試劑作用下菌體細(xì)胞破裂，胞內(nèi)有機(jī)物包括蛋白質(zhì)、多糖、聚磷酸鹽、PHA等釋放；經(jīng)過化學(xué)處理的剩余污泥經(jīng)污泥泵III(3-7)輸送至離心分離機(jī)(3-12)進(jìn)口，在100-200xg離心力的條件下離心20-30min，離心后沉淀下來的細(xì)胞殘?jiān)?jīng)污泥排放管路(3-15)排放進(jìn)入肥料生產(chǎn)系統(tǒng)(4-6)，經(jīng)過堆肥發(fā)酵生產(chǎn)有機(jī)肥；污泥裂解液經(jīng)離心分離機(jī)(3-12)出口和污泥裂解液輸送管路(3-16)進(jìn)入污泥裂解液收集池(3-17)，而后開啟電磁閥Ⅵ(3-22)同時(shí)關(guān)閉電磁閥Ⅴ(3-21)將污泥裂解液回送至離心分離機(jī)(3-12)進(jìn)口，在離心力(如10000xg)的條件下再次離心10-15min，離心后沉淀下來的PHA粗提物經(jīng)PHA輸送管路III(3-13)輸送至PHA收集桶(3-14)儲(chǔ)存；再次離心后的污泥裂解液經(jīng)離心分離機(jī)(3-12)出口和污泥裂解液輸送管路(3-16)再次進(jìn)入污泥裂解液收集池(3-17)，關(guān)閉電磁閥Ⅵ(3-22)同時(shí)開啟電磁閥Ⅴ(3-21)將污泥裂解液由污泥裂解液提升泵(3-18)經(jīng)離心液輸送管路I(3-19)輸送至產(chǎn)酸發(fā)酵池(4-1)；
(3)碳氮磷回收單元運(yùn)行：產(chǎn)酸發(fā)酵池(4-1)接種生長(zhǎng)水解酸化細(xì)菌的懸浮填料(4-20)，懸浮填料(4-20)為圓形柱狀填料，材質(zhì)為高密度聚乙烯，尺寸Φ10×10，比重0.96，比表面積800m2/m3，孔隙率＞85％，填料填充比15-20％，水力停留時(shí)間為1-2d，排水比50％，利用NaOH和SDS對(duì)產(chǎn)甲烷細(xì)菌的抑制作用，在攪拌器III(4-2)作用下水解酸化污泥將污泥化學(xué)消解池(3-7)產(chǎn)生的污泥裂解液和RO裝置(2-10)產(chǎn)生濃縮液中的有機(jī)物轉(zhuǎn)為短鏈揮發(fā)性脂肪酸，同時(shí)將有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨氮，磷酸鹽轉(zhuǎn)化為化學(xué)污泥沉淀；產(chǎn)酸發(fā)酵池(4-1)中的堿性發(fā)酵液經(jīng)水解液提升泵(4-3)和水解液輸送管路I(4-4)進(jìn)入吹脫塔(4-7)中的配水裝置(4-8)，經(jīng)配水裝置(4-8)均勻噴灑在填料(4-9)表面形成薄層液膜，鼓風(fēng)機(jī)II(4-10)通過氣體管路II(4-11)向吹脫塔(4-7)鼓風(fēng)，氣水比為2400-3000，空氣和液膜充分接觸，發(fā)酵液中的氨氮被空氣吹脫，含有氨氮的空氣經(jīng)除霧器(4-13)除霧后，從出風(fēng)口(4-14)經(jīng)氨氣輸送管路(4-15)進(jìn)入氨氣吸收裝置(4-16)，氨氣吸收裝置中填充質(zhì)量百分比濃度15-20％的稀硫酸，當(dāng)稀硫酸吸收飽和后生成稀硫銨溶液，經(jīng)硫酸銨輸送管路(4-17)送入肥料生產(chǎn)系統(tǒng)(4-6)經(jīng)過蒸發(fā)、結(jié)晶、離心、干燥工序生產(chǎn)硫酸銨肥料；經(jīng)過吹脫的發(fā)酵液經(jīng)水解液投加泵(4-18)和水解液輸送管路(4-19)輸送至AO生化池(2-2)厭氧段，被活性污泥中聚磷菌進(jìn)一步利用合成PHA；產(chǎn)酸發(fā)酵池(4-3)中含有磷酸鹽化學(xué)沉淀的剩余污泥每天經(jīng)發(fā)酵經(jīng)污泥排放管路(4-5)進(jìn)入肥料生產(chǎn)系統(tǒng)(4-6)，經(jīng)過堆肥發(fā)酵生產(chǎn)有機(jī)肥，控制產(chǎn)酸發(fā)酵池(4-3)污泥泥齡15-20d。
本發(fā)明將污水處理單元，污泥處理單元和碳氮磷回收單元耦合在一個(gè)系統(tǒng)里，具有以下有益效果：
(1)在實(shí)現(xiàn)污水處理達(dá)標(biāo)排放的同時(shí)，污水中的有機(jī)物被轉(zhuǎn)化為高附加值的PHA，產(chǎn)生的剩余污泥被轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥，氮元素被轉(zhuǎn)化為硫酸銨，實(shí)現(xiàn)了污水資源化利用。
(2)利用NaOH藥劑，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了剩余污泥細(xì)胞溶解PHA回收，有機(jī)物發(fā)酵產(chǎn)酸積累，以及發(fā)酵液中氨氮的吹脫，減少了污水資源回收過程中藥劑投加的種類的數(shù)量，節(jié)約了藥劑成本。
（發(fā)明人：蘇高強(qiáng);王建華;張�。�
