雙顆粒污泥改良A²/O反硝化除磷的裝置及方法
【專利摘要】雙顆粒污泥改良A2/O反硝化除磷的裝置及方法屬于污水生物處理領(lǐng)域。該裝置主要由原水水箱、A2/O反應(yīng)池、中間沉淀池、曝氣池、二沉池和硝化液貯存池順序連接而成。A2/O反應(yīng)池厭氧區(qū)進行厭氧釋磷反應(yīng)，通過第一污泥回流泵與中間沉淀池連接，缺氧區(qū)進行反硝化除磷作用，通過硝化液回流泵與硝化液貯存池連接；曝氣池完成氨氮的氧化，為反硝化除磷提供電子受體，通過第二污泥回流泵與二沉池連接。本發(fā)明將反硝化除磷菌與硝化菌分開，充分發(fā)揮了雙污泥系統(tǒng)與顆粒污泥的優(yōu)勢，具有節(jié)省碳源、污泥沉降性好、脫氮除磷效率高、抗沖擊負荷能力強、出水水質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點。
【專利說明】
雙顆粒污泥改良A2/0反硝化除磷的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及雙顆粒污泥改良A2/0反硝化除磷的裝置與方法，屬于污水生物處理技 術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市化進程的加快，全國河流污染形勢嚴峻，水體富 營養(yǎng)化現(xiàn)象嚴重。水體富營養(yǎng)化嚴重破壞水體的自然環(huán)境，使水質(zhì)發(fā)生惡化，甚者對人們的 生產(chǎn)生活及可持續(xù)發(fā)展會造成持續(xù)性的影響。因而，提高污水處理率、攻克污水脫氮除磷的 難點是目前急需解決的問題。
[0003] 傳統(tǒng)污水脫氮除磷的難點在于反硝化菌和聚磷菌對碳源的競爭，以及硝化菌和聚 磷菌長短泥齡的矛盾。因此，合理充分利用原水碳源、解決泥齡矛盾是實現(xiàn)深度脫氮除磷的 關(guān)鍵。反硝化除磷技術(shù)的優(yōu)勢在于，反硝化聚磷菌在缺氧段可以利用內(nèi)碳源反硝化吸磷，減 少了 50%的碳源消耗量，同時，缺氧環(huán)境節(jié)省了 30%的曝氣量。雙污泥系統(tǒng)的優(yōu)勢在于，將 硝化菌和反硝化聚磷菌分別置于不同的反應(yīng)器中，使其均在適宜的環(huán)境中生長，解決了泥 齡沖突，有利于脫氮除磷。
[0004] 顆粒污泥是微生物細胞通過自生固定化形式形成的球狀顆粒，也可認為是一種特 殊形式的生物膜，但與生物膜不同的是，顆粒污泥不需向反應(yīng)器中投加任何載體。由于顆粒 污泥具有一定的粒徑，溶解氧傳質(zhì)受到限制，因此在適宜的運行調(diào)控條件下，好氧顆粒污泥 內(nèi)部可形成缺氧區(qū)或厭氧區(qū)，可以實現(xiàn)同步硝化反硝化反應(yīng)。顆粒污泥具有優(yōu)異的沉降性 能，較高的微生物濃度、較強的毒性物質(zhì)耐受性以及良好的抗沖擊負荷能力，其優(yōu)勢是普通 絮體活性污泥不可比擬的。
[0005] 雙顆粒污泥改良A2/0反硝化除磷工藝集反硝化除磷技術(shù)、雙污泥系統(tǒng)、顆粒污泥 三者的優(yōu)勢于一體，不僅實現(xiàn)了 "一碳兩用"，節(jié)省曝氣量，節(jié)約能耗，而且增強了污泥活性， 提高脫氮除磷效率，改善了出水水質(zhì)的穩(wěn)定性，可以實現(xiàn)低C/N城市生活污水深度脫氮除 磷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對當(dāng)前城市生活污水C/N低，傳統(tǒng)活性污泥工藝脫氮除磷效率不高，污水廠能耗 高、投資大等問題，本發(fā)明提出了雙顆粒污泥改良A 2/0反硝化除磷的裝置和方法。
[0007] 雙顆粒污泥改良A2/0反硝化除磷的裝置，其特征在于:所述裝置由原水水箱（1)、 A2/0反應(yīng)池（2)、中間沉淀池(3)、曝氣池(4)、二沉池（5)和硝化液貯存池(6)按順序連接而 成，其中A 2/0反應(yīng)池(2)包括五個格室，第一格為厭氧區(qū)（7)，隨后三格為缺氧區(qū)（8)，最后一 格為好氧區(qū)(9);原水水箱（1)通過進水栗（14)與厭氧區(qū)連接(7)，厭氧區(qū)（7)和缺氧區(qū)（8)均 安裝攪拌裝置（10)，好氧區(qū)（9)出水經(jīng)第一溢流管（19)流入中間沉淀池(3);所述中間沉淀 池(3)通過第一污泥回流栗（15)與厭氧區(qū)（7)連接，并通過提升栗（17)與曝氣池(4)連接;曝 氣池(4)共有三個格室，其出水經(jīng)第二溢流管(20)進入二沉池(5);二沉池(5)污泥經(jīng)第二污 泥回流栗（16)進入曝氣池(4)，二沉池(5)出水經(jīng)出水管(21)流入硝化液貯存池(6);硝化液 貯存池（6)與A2/0反應(yīng)池（2)缺氧區(qū)（8)通過硝化液回流栗（18)連接，系統(tǒng)出水經(jīng)排水管 (22)排放;好氧區(qū)（9)與曝氣池(4)底部均安裝曝氣轉(zhuǎn)盤（11)，由氣體流量計（12)控制曝氣 量。
[0008] 雙顆粒污泥改良A2/0反硝化除磷裝置的方法，主要包括以下步驟：
[0009] 1)生活污水由原水水箱（1)經(jīng)進水栗（14)進入A2/0反應(yīng)池（2)厭氧區(qū)（7)，同步進 入的還有中間沉淀池(3)的回流污泥，反硝化聚磷菌(DPAOs)利用原水中的有機物合成內(nèi)碳 源(PHA)儲存于體內(nèi)，同時厭氧釋磷，控制厭氧區(qū)水力停留時間HRT藏在1.5~2. Oh;
[0010] 2)混合液隨后進入缺氧區(qū)（8)，曝氣池(4)的硝化液同步回流至缺氧區(qū)（8)，通過攪 拌裝置（10)混合均勻，DPAOs以硝酸鹽為電子受體，以PHA為電子供體，進行反硝化吸磷，硝 化液回流比為200 %~400 %，控制缺氧區(qū)水力停留時間HRT臟在4.0~6. Oh;
[0011] 3)混合液隨后進入好氧區(qū)（9)，控制DO在2.5~4.Omg/L，吹脫反硝化吸磷產(chǎn)生的氮 氣，同時以氧氣為電子受體，進一步吸收剩余的磷，控制好氧區(qū)的水力停留時間冊如《在1.5 ~2.0h;
[0012] 4)混合液從好氧區(qū)（9)進入中間沉淀池(3)，完成泥水分離，含有氨氮的上清液經(jīng) 提升栗（17)進入曝氣池(4)，污泥經(jīng)第一污泥回流栗（15)進入A 2/0反應(yīng)池(2)厭氧區(qū)（7)，保 證反應(yīng)器內(nèi)有足夠的生物量，污泥回流比為100 %~200 % ;
[0013] 5)曝氣池(4)內(nèi)為好氧顆粒污泥，硝化菌將氨氮氧化為硝態(tài)氮，控制曝氣池的水力 停留時間HRT_i4.5~6h;
[0014] 6)曝氣池(4)出水進入二沉池（5)，泥水分離后，污泥經(jīng)第二污泥回流栗（16)進入 曝氣池(4)，污泥回流比在100%~200 %，富含硝態(tài)氮的上清液進入硝化液貯存池(6)，部分 硝化液經(jīng)硝化液回流栗(18)進入A2/0反應(yīng)池(2)缺氧區(qū)(8)，剩余部分經(jīng)排水管(22)排放
[0015] 本發(fā)明的雙顆粒污泥改良A2/0反硝化除磷的裝置與方法，跟現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu) 勢在于：
[0016] 1)反硝化除磷工藝實現(xiàn)了"一碳兩用"，解決了傳統(tǒng)工藝中碳源不足以及碳源利用 率低的問題，節(jié)約外加碳源的費用，節(jié)省曝氣量，減少了投資費用及運行費用；
[0017] 2)將硝化菌和反硝化聚磷菌分離，解決了脫氮除磷的泥齡矛盾，提高脫氮除磷效 率；
[0018] 3)顆粒污泥微生物濃度高，耐沖擊負荷能力強，既縮短了水力停留時間，減小反應(yīng) 器容積，降低基建費用，又保證了出水水質(zhì)的穩(wěn)定性；
[0019] 4)顆粒污泥優(yōu)越的沉降性既促進了沉淀池泥水分離，又降低了污泥上浮的可能 性。不僅有利于維持雙污泥系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而且有效防止污泥流失現(xiàn)象的發(fā)生。
【附圖說明】
[0020] 圖1為雙顆粒污泥改良A2/0反硝化除磷裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖中：1-原水水箱；2-A2/0反應(yīng)池；3-中間沉淀池;4-曝氣池；5-二沉池;6-硝化液 貯存池;7-厭氧區(qū);8-缺氧區(qū)；9-好氧區(qū)；10-攪拌裝置；11-曝氣轉(zhuǎn)盤;12-氣體流量計；13-鼓 風(fēng)機；14-進水栗；15-第一污泥回流栗；16-第二污泥回流栗；17-提升栗；18-硝化液回流栗； 19-第一溢流管;20-第二溢流管;21-出水管;22-排水管。
【具體實施方式】
[0022] 下面結(jié)合附圖和實施例詳細說明本發(fā)明的實施方案。
[0023] 如圖1所示，雙顆粒污泥改良A2/0反硝化除磷的裝置，該裝置由原水水箱（1)、Α2/0 反應(yīng)池(2)、中間沉淀池(3)、曝氣池(4)、二沉池(5)和硝化液貯存池(6)按順序連接而成，其 中A 2/0反應(yīng)池(2)包括五個格室，第一格為厭氧區(qū)（7)，隨后三格為缺氧區(qū)（8)，最后一格為 好氧區(qū)（9);原水水箱（1)通過進水栗（14)與厭氧區(qū)連接(7)，厭氧區(qū)（7)和缺氧區(qū)（8)分別安 裝攪拌裝置（10);好氧區(qū)（9)出水經(jīng)第一溢流管（19)進入中間沉淀池(3)，所述中間沉淀池 (3)通過第一污泥回流栗（15)與厭氧區(qū)（7)連接，并通過提升栗（17)與曝氣池(4)連接;所述 曝氣池(4)共有三個格室，曝氣池(4)出水經(jīng)第二溢流管（20)進入二沉池（5);二沉池(5)與 曝氣池(4)通過第二污泥回流栗（16)連接，其出水經(jīng)出水管（21)流入硝化液貯存池(6);硝 化液貯存池(6)與A 2/0反應(yīng)池(2)缺氧區(qū)（8)通過硝化液回流栗（18)連接，系統(tǒng)出水由排水 管（22)排放;好氧區(qū)（9)與曝氣池(4)底部均安裝曝氣轉(zhuǎn)盤（11)，并由氣體流量計（12)控制 曝氣量。
[0024]以某小區(qū)化糞池的生活污水為處理對象，試驗期間進水水質(zhì)如下：
[0026]試驗條件:A2/0反應(yīng)池厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)的體積比為1:3:1，進水流量為5L/ h，HRT為7.5h，污泥回流比為100%，反應(yīng)器平均污泥濃度為2000~3000mg/L，污泥齡在lid 左右，厭氧區(qū)、缺氧區(qū)攪拌強度在80r · min-1左右，好氧區(qū)的DO在2.5~4.0mg/L;曝氣池 HRT 為4.5h，硝化液回流比為300 %，污泥回流比為100 %，反應(yīng)器平均污泥濃度為2000~ 3000mg/L，污泥齡在23d左右，每一格曝氣強度均保持在12L · (L · h)-1左右。
[0027] 試驗結(jié)果：待系統(tǒng)穩(wěn)定后，出水平均⑶D、NH4+-N、N〇2--N、N〇3--N、TN、TP等分別為 35 · 26、0 · 88、0 · 05、12 · 36、13 · 29、0 · 18mg/L，各出水指標(biāo)均穩(wěn)定達到一級 A 標(biāo)準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1. 雙顆粒污泥改良A2/0反硝化除磷的裝置，其特征在于： 所述裝置由原水水箱（1)、Α2/0反應(yīng)池（2)、中間沉淀池(3)、曝氣池(4)、二沉池（5)和硝 化液貯存池(6)順序連接而成，其中A2/0反應(yīng)池(2)分為五個格室，第一格為厭氧區(qū)（7 )，隨 后三格為缺氧區(qū)（8)，最后一格為好氧區(qū)（9);原水水箱（1)通過進水栗（14)與厭氧區(qū)連接 (7)，厭氧區(qū)（7)和缺氧區(qū)（8)均安裝攪拌裝置（10)，好氧區(qū)（9)出水流入中間沉淀池(3);所 述中間沉淀池(3)通過第一污泥回流栗（15)與厭氧區(qū)（7)連接，并通過提升栗（17)與曝氣池 (4)連接;曝氣池(4)水進入二沉池(5);二沉池（5)污泥經(jīng)第二污泥回流栗（16)回流至曝氣 池(4)，二沉池(5)出水流入硝化液貯存池(6);硝化液貯存池(6)與缺氧區(qū)（8)通過硝化液回 流栗（18)連接，系統(tǒng)出水經(jīng)排水管(22)排放;好氧區(qū)（9)與曝氣池(4)底部均安裝曝氣轉(zhuǎn)盤 (11)，由氣體流量計控制曝氣量。2. 應(yīng)用權(quán)利要求1所述的雙顆粒污泥改良A2/0反硝化除磷裝置的方法，其特征在于包括 以下步驟： 1) 生活污水由原水水箱（1)進入A2/0反應(yīng)池（2)厭氧區(qū)（7)，進行厭氧釋磷反應(yīng)，同時中 間沉淀池(3)的污泥回流到厭氧區(qū)（7)，控制厭氧區(qū)水力停留時間HRT在1.5~2.Oh; 2) 混合液隨后進入缺氧區(qū)（8)，利用曝氣池(4)回流的硝化液進行反硝化除磷作用，硝 化液回流比為200 %~400 %，控制缺氧區(qū)水力停留時間HRT在4.0~6. Oh; 3) 好氧區(qū)（9)曝氣吹脫反硝化除磷產(chǎn)生的氮氣，并吸收剩余的磷，溶解氧濃度維持在3 ~4mg/L，控制好氧區(qū)的水力停留時間HRT在1 · 5~2 · Oh; 4) 混合液從好氧區(qū)（9)進入中間沉淀池(3)，完成泥水分離，含有氨氮的上清液經(jīng)提升 栗（17)進入曝氣池(4)，污泥經(jīng)第一污泥回流栗（15)進入A 2/0反應(yīng)池(2)的厭氧區(qū)（7)，污泥 回流比為100%~200%; 5) 曝氣池(4)內(nèi)為好氧顆粒污泥，硝化菌將氨氮氧化為硝態(tài)氮，溶解氧濃度維持在3~ 4mg/L，污泥濃度在2000~3000mg/L，控制曝氣池的水力停留時間HRT在4.5~6h; 6) 曝氣池(4)出水進入二沉池（5)，泥水分離后，污泥經(jīng)第二污泥回流栗（16)進入曝氣 池(4)，污泥回流比在100%~200%，上清液進入硝化液貯存池(6)，部分硝化液經(jīng)硝化液回 流栗（18)進入A 2/0反應(yīng)池（2)缺氧區(qū)（8)，硝化液回流比為200%~400%，剩余部分經(jīng)排水 管(22)排放。
【文檔編號】C02F3/30GK106045041SQ201610563185
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月16日
【發(fā)明人】王淑瑩, 孫雅雯, 張建華, 彭永臻
【申請人】北京工業(yè)大學(xué)