高新基于污泥旁侧处理实现连续流同步短程硝化反硝化除磷的装置与技术与流程

高新基于污泥旁侧处理实现连续流同步短程硝化反硝化除磷的装置与技术与流程

1.本发明设计基于污泥旁侧处理实现连续流同步短程硝化反硝化除磷的装置与方法,属于污水生物处理领域。

背景技术:

2.随着社会的进步,人们生活水平的提高,产生的污水也随之增加,目前大多数污水处理厂采用a2/o连续流工艺,全程硝化反硝化是目前处理城市污水的主要方式,但是为了保证出水效果,需要给予充足的曝气量和碳源以实现硝化和反硝化,但是这就大大增加了污水处理厂的运行费用。大多数污水处理厂二级出水仅能够使出水总氮达标,但生活污水中的磷需要化学方法去除,进一步增加了运行费用。所以目前开发能够实现高效脱氮除磷并且能够节省碳源和能源的污水处理方式,对污水处理领域具有非常重要的意义。
3.传统硝化是nh
4+-n在有氧气的情况下,被氨氧化菌(aob)氧化为no
2–
n,no
2–
n继而被亚硝酸盐氧化菌(nob)氧化为no
3–
n,传统反硝化是no
3–
n在缺氧条件且有碳源的条件下,被反硝化菌还原为n2。短程硝化与全程硝化相比,可以节省25%的曝气量,采用污泥旁侧处理作为实现短程硝化的手段,以间歇曝气维持主反应器内的短程硝化,是短程硝化的稳定性更加有保障。本发明在硝化阶段,采用间歇曝气,与传统全程硝化的连续曝气相比,可以节省部分曝气量,进而可以节省污水处理厂的运行费用。
4.反硝化除磷是在好氧条件下,反硝化聚磷菌(dpaos)分解体内的多聚磷酸盐,将po
43–
p释放到环境中,并且同时利用多聚磷酸盐分解产生的能量将原水中的有机物运输到菌体内储存为内碳源;在缺氧条件下,反硝化聚磷菌(dpaos)利用储存的内碳源,以no
3–
n或no
2–
n为电子受体将环境中的po
43–
p过量的吸到菌体内,no
3–
n和no
2–
n被还原为n2,通过排泥将磷排出系统,实现“一碳两用”,同步脱氮除磷,可以减少污水处理厂的三级处理,减少污水处理厂的占地面积和基建费用。
5.本发明通过旁侧羟胺处理污泥实现短程硝化,在主体反应器内利用间歇曝气维持短程并且实现同步短程硝化反硝化除磷,短程硝化与全程硝化相比节省25%的曝气量,旁侧羟胺处理污泥可以保证短程的实现,反硝化除磷菌也较容易驯化和富集。在好氧区通过间歇曝气实现同步短程硝化反硝化及同步短程硝化反硝化除磷,节省曝气量的同时可以减少缺氧区容积,减少污水处理厂占地面积,降低污水处理厂的基建费用和运行费用,并且反硝化除磷可以“一碳两用”,充分利用原水中的碳源,无需外加碳源,实现同步脱氮除磷。

技术实现要素:

6.本发明通过羟胺旁侧处理污泥实现短程硝化,并且利用间歇曝气实现同步短程硝化反硝化除磷,达到“一碳两用”,同步脱氮除磷的目的,充分利用原水中的碳源,可以同时节省能源和碳源。原水由进水箱进入aao反应器的厌氧区,反硝化聚磷菌水解体内的多聚磷酸盐,将po
43–
p释放是环境中,同时将原水中的有机物储存为内碳源,然后进入缺氧区,利
用外碳源或储存的内碳源将好氧区回流回来的no
2–
n和no
3–
n还原为氮气,随后进入好氧区,好氧区设置间歇曝气,通过时控依次控制四个好氧格的曝停,使好氧区实现时间上间歇的同时也实现空间上的间歇,利用间歇曝气实现同步短程硝化反硝化以及同步短程硝化反硝化除磷,曝气时进行硝化作用,不曝气时转换为缺氧环境,进行反硝化除磷及反硝化作用,最后进入二沉池进行泥水分离。此发明无需外加碳源,可以充分利用原水中的碳源,并且间歇曝气可以减少曝气量,同步短程硝化反硝化除磷可以实现同步深度脱氮除磷,减少缺氧区的容积以及化学除磷的设置和费用,减少污水处理厂的基建费用和运行费用。
7.基于污泥旁侧处理实现连续流同步短程硝化反硝化除磷的装置与方法,其特征在于:包括污泥旁侧处理装置(1)和顺序连接的进水桶(2),aao反应器(4),二沉池(5),aao反应器包括9个格室,按水流方向,共分为2格厌氧,3格缺氧,4格好氧,各个格室通过按水流方向上下交错的水流孔连接以防发生短流现象。进水桶(2)通过进水泵(3)和进水管与aao反应器(4)的第一个厌氧格(4.1)相连,最后一格好氧格(4.9)通过硝化液回流泵(6)和硝化液回流管与第一格缺氧格(4.3)相连,二沉池(5)通过污泥回流泵(7)和污泥回流管与厌氧第一格(4.1)相连,好氧格(4.6~4.9)曝气采用曝气泵(8)、曝气管和曝气盘(11)进行间歇曝气,间歇曝气通过时控开关进行控制,四个曝气泵(8)按照时间依次设置,使曝气形成时间和空间上的双重间歇,每个曝气盘(11)均与转子流量计(9)相连,aao反应器(4)中的每一个格室都分别设有搅拌器(10),在第一格好氧格(4.6)和最后一格好氧格(4.9)设置wtw探头以监测好氧段的溶解氧。
8.城市污水在此工艺中的处理流程为:首先,生活污水从进水桶进入aao反应器的厌氧段,反硝化聚磷菌进行厌氧释磷并且储存内碳源,然后进入缺氧区,通过硝化液回流,将好氧区未去除的no
2–
n和no
3–
n进行反硝化和反硝化吸磷,随后进入好氧区进行同步短程硝化反硝化除磷和同步短程硝化反硝化除磷以及好氧吸磷,最后进入二沉池进行泥水分离。
9.本发明提供了基于污泥旁侧处理实现同步短程硝化反硝化除的装置与方法,其特征在于以下几个内容:
10.短程硝化启动阶段:接种城市污水厂全程硝化污泥于aao反应器(4)中,保持厌氧段、厌氧段和好氧段的污泥浓度维持在3000~4500mg/l;好氧段曝气时溶解氧浓度控制在0.5~0.8mg/l,间歇曝气的曝停比为36min:36min,污泥龄控制在18~22d。在aao反应器启动的同时,间隔一天拿出反应器有效容积的3%~4%的活性污泥在污泥旁侧处理装置中进行羟胺旁侧处理,装置中羟胺的浓度控制在5~20mg/l连续处理24h,然后将已处理的污泥全部倒回aao反应器好氧区第一格,直至aao反应器出现稳定的亚硝积累;若短程硝化破坏,可再次进行污泥旁侧处理,直至短程硝化恢复。此阶段,aao反应器好氧段出水的nh
4+-n浓度低于5mg/l,亚硝积累率达到80%以上,即可认为此阶段启动成功。
11.反硝化除磷和同步短程硝化反硝化除磷启动阶段:通过投加外碳源,使进水c/n维持在5~6,增强厌氧段反硝化聚磷菌内碳源的储存和释磷,逐渐驯化和富集反硝化聚磷菌,srt控制在20~30d。在缺氧段,硝化液回流比为100%~200%,反硝化聚磷菌以从好氧段回流的no
2–
n或no
3–
n为电子受体,内碳源pha或外碳源为电子供体进行反硝化吸磷,在缺氧的时候通过检测发现磷的下降超过2mg/l后,停止投加外碳源,完全使用实际城市生活污水。在好氧段,采用间歇曝气,曝停比为36min:36min,曝气时,do浓度为0.5~0.8mg/l,进行
短程硝化作用,停止曝气后,do浓度可降至0.04mg/以下,即为缺氧环境,可以进行反硝化和反硝化除磷的作用。当aao反应器出水po
43–
p浓度低于0.5mg/l以下,反硝化除磷去除的磷与去除的磷的总量相比达到80%以上时,即可认为同步短程硝化反硝化除磷的装置与方法启动成功。
12.正常运行阶段:
13.二沉池(5)的污泥回流到第一格厌氧格(4.1),污泥回流比为100%,以维持aao反应器(4)的厌氧段(4.1、4.2)、缺氧段(4.3~4.5)和好氧段(4.6~3.9)的污泥浓度为3000~4500mg/l,最后一格好氧格(4.9)的硝化液回流到缺氧第一格(4.3),将反硝化除磷未去除的no
2–
n和no
3–
n回流到缺氧区进一步去除,硝化液回流比为100%~200%,水力停留时间为9~15h,污泥龄为20~30d,连续运行反应器,当二沉池出水水质中cod≤50mg/l,nh
4+-n≤5mg/l,tn≤15mg/l,po
43–
p≤0.5mg/l,维持30~40d后,即可认为系统达到了稳定状态,稳定后将继续以上述参数进行运转。
14.厌氧释磷、储存内碳源区体积:反硝化除磷、反硝化区体积、同步短程硝化反硝化除磷、同步短程硝化反硝化区体积为2:3:4。
15.本发明基于污泥旁侧处理实现同步短程硝化反硝化除磷的装置与方法,与现有工艺相比具有以下优势:
16.(1)与传统全程硝化相比,短程硝化可以节省曝气量,并且采用污泥旁侧羟胺处理实现短程硝化,可快速实现并且不会给aao反应器带来副作用,间歇曝气维持短程,使短程硝化更具稳定性。
17.(2)在好氧段采用间歇曝气,减少曝气量,节省能源,降低污水处理厂的运行费用
18.(3)利用反硝化除磷的工艺实现“一碳两用”,同步脱氮除磷,充分利用生活污水中的碳源,并且无需外加碳源,节省碳源。
19.(4)反硝化除磷与好氧吸磷相结合,可以有效的去除原水中的磷,解决传统污水处理厂需要化学除磷的问题,节省的污水处理厂的基建费用和运行费用。
20.(5)通过间歇曝气实现同步短程硝化反硝化除磷,可以缩小缺氧段的容积,减少污水处理厂的占地面积,进一步节省污水处理厂的基建费用。
附图说明
21.图1为基于污泥旁侧处理实现同步短程硝化反硝化除的装置与方法的结构示意图。
22.图1中:1为污泥旁侧处理装置,2为进水桶,3为进水泵,4为aao反应器,4.1和4.2为厌氧段,4.3-4.5为缺氧段,4.6-4.9为好氧段,5为二沉池,6为硝化液回流泵,7为污泥回流泵,8为曝气泵,9为转子流量计,10为搅拌器,11为曝气盘。
23.基于污泥旁侧处理实现同步短程硝化反硝化除磷的装置与方法,其特征在于:包括污泥旁侧处理装置(1)和顺序连接的进水桶(2),aao反应器(4),二沉池(5),aao反应器包括9个格室,按水流方向,共分为2格厌氧,3格缺氧,4格好氧,各个格室通过按水流方向上下交错的水流孔连接以防发生短流现象。进水桶(2)通过进水泵(3)和进水管与aao反应器(4)的第一个厌氧格(4.1)相连,最后一格好氧格(4.9)通过硝化液回流泵(6)和硝化液回流管与第一格缺氧格(4.3)相连,二沉池(5)通过污泥回流泵(7)和污泥回流管与厌氧第一格
(4.1)相连,好氧格(4.6~4.9)曝气采用曝气泵(8)、曝气管和曝气盘(11)进行间歇曝气,间歇曝气通过时控开关进行控制,四个曝气泵(8)按照时间依次设置,使曝气形成时间和空间上的双重间歇,每个曝气盘(11)均与转子流量计(9)相连,aao反应器(4)中的每一个格室都分别设有搅拌器(10),在第一格好氧格(4.6)和最后一格好氧格(4.9)设置wtw探头以监测好氧段的溶解氧。
24.试验系统如图1所示,污泥旁侧处理装置有效容积为10l,主反应器的有效容积为54l,均分为9个格,每个格的有效容积为6l,反应器均采用有机玻璃制成。
25.具体操作如下:
26.1)短程硝化启动阶段:接种城市污水厂全程硝化污泥于aao反应器(4)中,保持厌氧段、厌氧段和好氧段的污泥浓度维持在3000~4500mg/l;好氧段曝气时溶解氧浓度控制在0.5~0.8mg/l,间歇曝气的曝停比为36min:36min,污泥龄控制在18~22d。在aao反应器启动的同时,间隔一天拿出反应器有效容积的3%~4%的活性污泥在污泥旁侧处理装置中进行羟胺旁侧处理,装置中羟胺的浓度控制在5~20mg/l连续处理24h,然后将已处理的污泥全部倒回aao反应器好氧区第一格,直至aao反应器出现稳定的亚硝积累;若短程硝化破坏,可再次进行污泥旁侧处理,直至短程硝化恢复。此阶段,aao反应器好氧段出水的nh
4+-n浓度低于5mg/l,亚硝积累率达到80%以上,即可认为此阶段启动成功。
27.2)反硝化除磷和同步短程硝化反硝化除磷启动阶段:通过投加外碳源,使进水c/n维持在5~6,增强厌氧段反硝化聚磷菌内碳源的储存和释磷,逐渐驯化和富集反硝化聚磷菌,srt控制在20~30d。在缺氧段,硝化液回流比为100%~200%,反硝化聚磷菌以从好氧段回流的no
2–
n或no
3–
n为电子受体,内碳源pha或外碳源为电子供体进行反硝化吸磷,在缺氧的时候通过检测发现磷的下降超过2mg/l后,停止投加外碳源,完全使用实际城市生活污水。在好氧段,采用间歇曝气,曝停比为36min:36min,曝气时,do浓度为0.5~0.8mg/l,进行短程硝化作用,停止曝气后,do浓度可降至0.04mg/以下,即为缺氧环境,可以进行反硝化和反硝化除磷的作用。当aao反应器出水po
43–
p浓度低于0.5mg/l以下,反硝化除磷去除的磷与去除的磷的总量相比达到80%以上时,即可认为同步短程硝化反硝化除磷的装置与方法启动成功。
28.3)二沉池(5)的污泥回流到第一格厌氧格(4.1),污泥回流比为100%,以维持aao反应器(4)的厌氧段(4.1、4.2)、缺氧段(4.3~4.5)和好氧段(4.6~3.9)的污泥浓度为3000~4500mg/l,最后一格好氧格(4.9)的硝化液回流到缺氧第一格(4.3),将反硝化除磷未去除的no
2–
n和no
3–
n回流到缺氧区进一步去除,硝化液回流比为100%~200%,水力停留时间为9~15h,污泥龄为20~30d,连续运行反应器,,当二沉池出水水质中cod≤50mg/l,nh
4+-n≤5mg/l,tn≤15mg/l,po
43–
p≤0.5mg/l,维持30~40d后,即可认为系统达到了稳定状态,稳定后将继续以上述参数进行运转。
29.厌氧释磷、储存内碳源区体积:反硝化除磷、反硝化区体积、同步短程硝化反硝化除磷、同步短程硝化反硝化区体积为2:3:4。

技术特征:
1.基于污泥旁侧处理实现连续流同步短程硝化反硝化除磷的装置,其特征在于:包括污泥旁侧处理装置(1)和顺序连接的进水桶(2),aao反应器(4),二沉池(5),aao反应器包括9个格室,按水流方向,共分为2格厌氧,3格缺氧,4格好氧,各个格室通过按水流方向上下交错的水流孔连接以防发生短流现象;进水桶(2)通过进水泵(3)和进水管与aao反应器(4)的第一个厌氧格(4.1)相连,最后一格好氧格(4.9)通过硝化液回流泵(6)和硝化液回流管与第一格缺氧格(4.3)相连,二沉池(5)通过污泥回流泵(7)和污泥回流管与厌氧第一格(4.1)相连,好氧格(4.6~4.9)曝气采用曝气泵(8)、曝气管和曝气盘(11)进行间歇曝气,间歇曝气通过时控开关进行控制,四个曝气泵(8)按照时间依次设置,使曝气形成时间和空间上的双重间歇,每个曝气盘(11)均与转子流量计(9)相连,aao反应器(4)中的每一个格室都分别设有搅拌器(10),在第一格好氧格(4.6)和最后一格好氧格(4.9)设置wtw探头以监测好氧段的溶解氧。2.应用如权利要求1所述装置的方法,其特征在于,包括以下步骤:1)短程硝化启动阶段:接种城市污水厂全程硝化污泥于aao反应器(4)中,保持厌氧段、厌氧段和好氧段的污泥浓度维持在3000~4500mg/l;好氧段曝气时溶解氧浓度控制在0.5~0.8mg/l,间歇曝气的曝停比为36min:36min,污泥龄控制在18~22d;在aao反应器启动的同时,间隔一天拿出反应器有效容积的3%~4%的活性污泥在污泥旁侧处理装置中进行羟胺旁侧处理,装置中羟胺的浓度控制在5~20mg/l连续处理24h,然后将已处理的污泥全部倒回aao反应器好氧区第一格,aao反应器好氧段出水的nh
4+-n浓度低于5mg/l,亚硝积累率达到80%以上,即可认为此阶段启动成功;2)反硝化除磷和同步短程硝化反硝化除磷启动阶段:通过投加外碳源,使进水c/n维持在5~6,srt控制在20~30d;在缺氧段,硝化液回流比为100%~200%,反硝化聚磷菌以从好氧段回流的no
2–
n或no
3–
n为电子受体,内碳源pha或外碳源为电子供体进行反硝化吸磷;在缺氧的时候通过检测发现磷的下降超过>2mg/l后,停止投加外碳源,完全使用实际城市生活污水;在好氧段,采用间歇曝气,曝停比为36min:36min,曝气时,do浓度为0.5~0.8mg/l,进行短程硝化作用,停止曝气后,do浓度降至0.04mg/以下,即为缺氧环境,进行反硝化和反硝化除磷的作用;当aao反应器出水po
43–
p浓度低于0.5mg/l以下,反硝化除磷去除的磷与去除的磷的总量相比达到80%以上时,即可认为同步短程硝化反硝化除磷的启动成功;3)正常运行阶段:二沉池(5)的污泥回流到第一格厌氧格(4.1),污泥回流比为100%,以维持aao反应器(4)的厌氧段(4.1、4.2)、缺氧段(4.3~4.5)和好氧段(4.6~3.9)的污泥浓度为3000~4500mg/l,最后一格好氧格(4.9)的硝化液回流到缺氧第一格(4.3),将反硝化除磷未去除的no
2–
n和no
3–
n回流到缺氧区进一步去除,硝化液回流比为100%~200%,水力停留时间为9~15h,污泥龄为20~25d,连续运行aao反应器,当二沉池出水水质中cod≤50mg/l,nh
4+-n≤5mg/l,tn≤15mg/l,po
43–
p≤0.5mg/l,维持30~40d后,即可认为系统达到了稳定状态,稳定后将继续以上述参数进行运转;厌氧释磷、储存内碳源区体积:反硝化除磷、反硝化区体积、同步短程硝化反硝化除磷、同步短程硝化反硝化区体积为2:3:4。
技术总结
基于污泥旁侧处理实现连续流同步短程硝化反硝化除磷的装置与方法,属于污水生物处理领域。该装置主要由污泥旁侧处理装置、进水箱、AAO反应器和二沉池组成。AAO反应器启动的过程中,分批将污泥投入污泥旁侧处理装置进行预处理,预处理过程中以羟胺为抑制剂,直至AAO反应器中维持稳定的短程硝化效果。此发明采用污泥旁侧处理实现短程硝化,可快速实现且稳定,在反应器中利用间歇曝气维持短程,使短程硝化更具稳定性;反硝化除磷可以充分利用原水中的碳源,无需外加碳源;在好氧段采用间歇曝气,有效维持短程硝化的同时又可以减少曝气量,节省能耗;并且间歇曝气的运行方式可进一步降低出水TN浓度,实现了低C/N生活污水深度脱氮除磷。实现了低C/N生活污水深度脱氮除磷。实现了低C/N生活污水深度脱氮除磷。

技术开发人、权利持有人:彭永臻 陈燕慧 孙雅雯 张琼

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