本发明涉及一种污水处理中增加固碳作用的方法及系统，更具体地，本发明涉及一种降低二氧化碳排放量的污水处理方法及系统。
背景技术：
目前污水中碳源处理是通过厌氧菌、好氧菌等繁殖后对污水中碳源有机物进行生化反应将有机物彻底分解，释放出二氧化碳和水。污水处理的常规流程为：污水原水→调节池→厌氧处理→兼氧处理或好氧处理→污泥去除→絮凝沉淀→过滤→出水。
通过对污水处理过程的研究发现：污水中细菌浓度达到一定数值后会保持相对平衡，即老的细菌会死亡，新的细菌会繁殖，这一部分死亡细菌又被新繁殖的细菌作为能源消耗分解排出二氧化碳。
cod为1000mg/l的污水中含碳量约为375mg/l，按目前污水处理方法，日处理1万吨污水的污水处理厂每日碳源总量为3.75t；产出绝干污泥1t，其中碳源总量约为0.6t；固定下来的碳源只占16％，其他都以二氧化碳形式排放到空气中。
作为温室气体的主要成分，二氧化碳全球排放浓度近十年呈上升趋势，为人类免受气候变暖的威胁，各国都在积极推行低碳排放。
技术实现要素：
本发明提出一种污水处理中增加固碳作用的方法及一种污水处理中增加固碳作用的系统，以期望可以解决污水处理时碳排放量过高的问题。
为解决上述的技术问题，本发明的一种实施方式采用以下技术方案：
一种污水处理中增加固碳作用的方法，包括以下步骤：
在厌氧塔生物处理污水的过程中，将厌氧塔底部的流体导出，通过分流将一部分未经过离心的流体直接回流至厌氧塔进行内循环，剩余流体经过离心截留细菌体后再将离心清液返回厌氧塔内；
将经厌氧塔处理后的污水导入好氧池，在好氧池生物处理污水的过程中，将好氧池底部的流体导出，通过分流将一部分未经过离心的流体直接回流至好氧池进行内循环，剩余流体经过离心截留细菌体后再将离心清液返回好氧池内；
好氧池处理完成后的污水通过mbr膜过滤截留细菌体，滤液导入下一环节继续处理；
将所有细菌体作为生物有机肥使用。
从厌氧塔、好氧池底部导出的流体，主要是已经死亡的细菌体形成的污泥，若不进行分离，这部分细菌体会被新繁殖的细菌作为营养来源继续分解，本发明通过控制细菌的代谢平衡，及时的分离出过剩的细菌体，达到固碳的目的。
厌氧塔和好氧池均可以设置多级、多个，参考现有技术，根据污水处理后的水质cod、氨、氮等指标基本达标而具体设置厌氧塔、好氧池的数量。
mbr膜通常可以设置在最后一级好氧池内。本发明通过mbr膜进行过滤，由于污泥(主要是细菌体)的分子量远远大于膜孔径，因此不能通过mbr膜，但水能够轻易通过mbr膜，经过mbr膜过滤的滤液再被导入下一环节继续处理。
所述的污水处理中增加固碳作用的方法，从厌氧塔底部导出的流体的流量大于0.2倍厌氧塔容量/小时。
所述的污水处理中增加固碳作用的方法，将流体从厌氧塔的底部导出并分流时，内循环的流量和离心的流量之比为1-3:1。
所述的污水处理中增加固碳作用的方法，从好氧池底部导出的流体的流量大于0.2倍好氧池容量/小时。
所述的污水处理中增加固碳作用的方法，将流体从好氧池的底部导出并分流时，内循环的流量和离心的流量之比为1-2:1。
所述的污水处理中增加固碳作用的方法，离心时使用的离心机的分离因素≥1000。
所述的污水处理中增加固碳作用的方法，所述mbr膜的孔径≤10nm。
本发明还提供了一种污水处理中增加固碳作用的系统，包括厌氧塔、好氧池，所述厌氧塔与好氧池水路连通(厌氧塔处理后自动流入好氧池内)，所述厌氧塔底部开孔连接污泥泵，污泥泵出口连接三通阀，三通阀的其中一个出口设置调节阀，并通过管道直接连接至厌氧塔上部，三通阀的另一个出口设置调节阀，并通过管道连接离心机，离心机清液出口通过管道连接至厌氧塔上部；所述好氧池底部开孔连接污泥泵，污泥泵出口连接三通阀，三通阀的其中一个出口设置调节阀，并通过管道直接连接至好氧池上部，三通阀的另一个出口设置调节阀，并通过管道连接离心机，离心机清液出口通过管道连接至好氧池上部；好氧池内设置mbr膜丝组，mbr膜丝组通过管道和污泥泵连接至下一环节处理系统中。
所述的污水处理中增加固碳作用的系统，通过所述离心机的重液出口收集生物有机肥(浆状粘稠物)。
好氧池内设置的污泥泵为潜水污泥泵；离心机可以是蝶式离心机，管式离心机，螺杆离心机等。
流量大于0.2倍好氧池容量/小时的一个实施例为：200m3容量厌氧塔配泵其流量大于40m3/h；另一个实施例为：300m3容量厌氧塔配泵其流量大于60m3/h；以此类推。
本发明在污水处理厌氧及好氧部分进行分流循环：一部分直接循环，一部分通过离心机分离出里面的细菌体(大多为沉积在底部的死亡细菌体)，使其既能保持污水处理效果又能分出死亡细菌，分出的细菌体可以作为生物有机肥料。
本发明减少了碳排放，主要通过去除死亡细菌体，减少死亡细菌体被消耗分解产生二氧化碳排放实现；厌氧、好氧处理阶段按比例回流塔底或池底的流体，增加了细菌与污水的接触，同时保证了细菌的活性与处理能力；调节阀能根据污水cod等数值的波动进行调节回流截留比，以达到最优的截留细菌体数值(例：二级排放标准要求cod100，当出水cod为80时，回流和离心比可以为1.5:1，当cod为50时，回流和离心比可以为1.2:1)；通过mbr膜过滤保证细菌体能全部被截留。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：本发明能实现碳源排放的减少，碳源通过细菌体的方式固化下来，污水厂日处理1万吨污水每日产出干细菌体约4t，其中碳源总量约2.6t，相较于目前通行方法约能减少70％的碳排放。
附图说明
图1为污水处理中增加固碳作用的系统示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1系统结构
如图1所示，污水处理中增加固碳作用的系统包括厌氧塔1、好氧池2，厌氧塔1与好氧池2水路连通，其中一种连通方式是直接通过管道连通，厌氧塔的水自然流入好氧池，另一种连通方式是通过管道连通厌氧塔和好氧池并在管道上设置污泥泵4。厌氧塔1底部开孔连接污泥泵4，污泥泵4出口连接三通阀3，三通阀3的其中一个出口设置调节阀8，并通过管道直接连接至厌氧塔上部，三通阀3的另一个出口设置调节阀8，并通过管道连接离心机6，离心机清液出口通过管道连接至厌氧塔上部；通过离心机的重液出口9收集生物有机肥。好氧池2底部开孔连接污泥泵4，污泥泵4出口连接三通阀3，三通阀3的其中一个出口设置调节阀8，并通过管道直接连接至好氧池上部，三通阀3的另一个出口设置调节阀8，并通过管道连接离心机6，离心机清液出口通过管道连接至好氧池2上部；好氧池2内设置mbr膜丝组7，mbr膜丝组7通过出水管道10和污泥泵5连接至下一环节处理系统中。
调节阀能够调节三通阀两个出口的流量，从而控制内循环和离心的流体的比例，将内循环控制在合适的比例，能够使菌体回流到厌氧塔或者好氧池上部，与污水充分混合，保持较高的污水处理效率；细菌体存活一段时间后会死亡并沉积到厌氧塔或者好氧池的底部，通过污泥泵抽取厌氧塔或好氧池底部的流体，然后离心，可以将较多的细菌体从厌氧塔或者好氧池分离出来，且分离出来的死亡细菌体较多，由于这部分死亡细菌体未在污水处理过程中被分解，从而减少了二氧化碳的释放量，使得碳源被固定下来。
经过研究，本发明从厌氧塔底部导出的污水或污泥的流量大于0.2倍厌氧塔容量/小时，将污水或污泥从厌氧塔的底部导出并分流时，内循环的流量和离心的流量之比为1-3:1，同时满足这些条件可使得厌氧塔内部保持较高的污水处理效率，且能够分理出更多的细菌体。流量不在本范围内的变动极有可能会导致出现污水处理效率单方面明显降低、细菌体分离量单方面明显降低，或者污水处理效率和细菌体分离量均降低的问题。在污水处理过程中，应当以保持较高的污水处理效率为基础，然后固定碳源，减少二氧化碳的释放量。
同样的，从好氧池底部导出的流体的流量大于0.2倍好氧池容量/小时，将流体从好氧池的底部导出并分流时，内循环的流量和离心的流量之比为1-2:1，同时满足这些条件可使得好氧池内部保持较高的污水处理效率，且能够分理出更多的细菌体。流量不在本范围内的变动极有可能会导致出现污水处理效率单方面明显降低、细菌体分离量单方面明显降低，或者污水处理效率和细菌体分离量均降低的问题。
离心时，使用的离心机的分离因素≥1000，比如可以使用分离因素为1000、1200等的离心机，这样能够将较多的细菌体截留下来，而对设备的要求相对较低。分离因素过低会导致细菌体截流量过少，碳源固化率还明显有提升的空间。
被mbr膜丝组过滤得到的水被截留了所有的细菌体，使得排出的水更洁净，且细菌体被截留在好氧池内，可使得离心过程中有更多的细菌体被分离出来作为生物有机肥，从而提高了碳源固化率。
实施例2污水处理
污水预处理后进入生物反应池，厌氧塔底端加污泥泵，泵流量为0.25容量/小时(即200m3容量厌氧塔配泵其流量为50m3/h)，通过调节阀控制回流内循环流量：离心截留细菌体流量的比例为1:1。截留细菌体的管道末端接分离因素1200的离心机，其离心清液回厌氧塔，离心得到细菌体作为生物有机肥处理。
厌氧塔处理完毕的污水流入好氧池再处理。
好氧池增加污泥泵，泵流量为0.25容量/小时，通过调节阀控制回流循环流量：离心截留细菌体流量在1:1。截留细菌体的管道末端接分离因素1200的离心机，其离心清液回好氧池，离心得到细菌体作为生物有机肥处理。
好氧池处理完成后通过孔径10nmmbr膜进行过滤截留细菌体后的水再去下一处理环节。
经过计算，日处理1万吨污水的生物反应池，每日产出干细菌体约4t，其中碳源总量约为2.6t，相较于目前通行方法约能减少70％的碳排放。
这里所述的“目前通行方法”的工艺流程是污水原水→调节池→厌氧处理→兼氧处理或好氧处理→污泥去除→絮凝沉淀→过滤→出水，工艺中，不会控制厌氧，兼氧，好氧处理环节细菌体，厌氧处理后的污水会直接排入好氧池进行处理，厌氧细菌由于大量氧气存在会很快死亡，死亡后的细菌体会被好氧菌分解排出二氧化碳，好氧菌繁殖过剩后也会逐渐死亡而被彻底分解成二氧化碳，水等物质。好氧池处理后的污水会通过重力沉降去除死亡细菌体和悬浮物质(统称污泥)。采用这种工艺的污水厂日处理1万吨污水每日碳源总量为3.75t；产出绝干污泥1t，其中碳源总量约为0.6t；固定下来的碳源只占16％。
尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。
1.一种污水处理中增加固碳作用的方法，其特征在于包括以下步骤：
在厌氧塔生物处理污水的过程中，将厌氧塔底部的流体导出，通过分流将一部分未经过离心的流体直接回流至厌氧塔进行内循环，剩余流体经过离心截留细菌体后再将离心清液返回厌氧塔内；
将经厌氧塔处理后的污水导入好氧池，在好氧池生物处理污水的过程中，将好氧池底部的流体导出，通过分流将一部分未经过离心的流体直接回流至好氧池进行内循环，剩余流体经过离心截留细菌体后再将离心清液返回好氧池内；
好氧池处理完成后的污水通过mbr膜过滤截留细菌体，滤液导入下一环节继续处理；
将所有细菌体作为生物有机肥使用。
2.根据权利要求1所述的污水处理中增加固碳作用的方法，其特征在于从厌氧塔底部导出的流体的流量大于0.2倍厌氧塔容量/小时。
3.根据权利要求2所述的污水处理中增加固碳作用的方法，其特征在于将流体从厌氧塔的底部导出并分流时，内循环的流量和离心的流量之比为1-3:1。
4.根据权利要求1所述的污水处理中增加固碳作用的方法，其特征在于从好氧池底部导出的流体的流量大于0.2倍好氧池容量/小时。
5.根据权利要求4所述的污水处理中增加固碳作用的方法，其特征在于将流体从好氧池的底部导出并分流时，内循环的流量和离心的流量之比为1-2:1。
6.根据权利要求1所述的污水处理中增加固碳作用的方法，其特征在于离心时使用的离心机的分离因素≥1000。
7.根据权利要求1所述的污水处理中增加固碳作用的方法，其特征在于所述mbr膜的孔径≤10nm。
8.一种污水处理中增加固碳作用的系统，包括厌氧塔、好氧池，所述厌氧塔与好氧池水路连通，其特征在于所述厌氧塔底部开孔连接污泥泵，污泥泵出口连接三通阀，三通阀的其中一个出口设置调节阀，并通过管道直接连接至厌氧塔上部，三通阀的另一个出口设置调节阀，并通过管道连接离心机，离心机清液出口通过管道连接至厌氧塔上部；所述好氧池底部开孔连接污泥泵，污泥泵出口连接三通阀，三通阀的其中一个出口设置调节阀，并通过管道直接连接至好氧池上部，三通阀的另一个出口设置调节阀，并通过管道连接离心机，离心机清液出口通过管道连接至好氧池上部；好氧池内设置mbr膜丝组，mbr膜丝组通过管道和污泥泵连接至下一环节处理系统中。
9.根据权利要求8所述的污水处理中增加固碳作用的系统，其特征在于通过所述离心机的重液出口收集生物有机肥。
技术总结