CN101407359A - 一种反硝化除磷处理城市污水的方法及装置 - Google Patents

一种反硝化除磷处理城市污水的方法及装置 Download PDF

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金冲
贺航运
刘水庆
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金明记
金冲
贺航运
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Abstract

一种反硝化除磷处理城市污水的方法及装置。本发明涉及一种城市污水处理方法和装置。其装置的基本型是在A、B两个体积相同且同时运行的反应器间加一个污泥暂存池,硝化污泥和反硝化聚磷污泥两种污泥通过污泥暂存池在A、B两个反应器间循环交换,能使硝化菌和反硝化聚磷菌两种微生物分别置于各自需要的环境中生存,有利于两种微生物的富集,可以建立稳定的硝化和反硝化除磷性能。本发明工艺运行以序批式为基础,整个工艺过程没有水的循环和回流,沉淀无扰动,可达到有效克服水回流时的返混,使污水处理能达到更高程度的时间推流;吸磷作用以NO3作电子受体,利用反硝化聚磷菌来完成,克服了除磷和脱氮对COD争夺的矛盾,实现同步除磷脱氮,节省了供氧量,解决了出水氨氮、TN及TP浓度难以控制的问题,提高了处理效率,减少了污泥排放量。该工艺在确保出水水质达标的前提下,实现高效率低消耗的处理水平,达到了节能降耗的效果。本工艺适用中小水量的城市生活污水的处理。

Description

一种反硝化除磷处理城市污水的方法及装置 技术领域:本发明涉及一种城市污水处理方法和装置。 背景技术
以除磷脱氮为主要对象的生物营养物高效去除是污水处理行业研究和试验 的重点目标。传统上,生活污水C0D和NH3—N的脱除一般由生物氧化和硝化/ 反硝化完成;磷酸盐常通过细菌的生物聚集去除。通常采用的方法是A/0、 A2/ 0处理工艺,但是这种方法存在着无法克服的问题:1、往往脱氮效果好除磷效 果差,或者除磷效果好脱氮效果差,脱氮除磷不能同时达到最佳状态。为了同 时取得较高的脱氮除磷率,需要增大回流或外加碳源,这不但增加了工艺运行 费用,而且产生了大量的剩余污泥。2、单污泥运行环境有利于异养菌的生长, 但却不利于自养菌的生长,硝化菌、反硝化菌、聚磷菌等微生物无法保证同时 在各自最佳的环境中生长。这些原因导致了出水氨氮、TN及TP难以控制,去除 效率较低且能耗较高、效果不稳定。
发明内容
本发明提供了一种反硝化除磷处理城市污水的方法及装置,目的是为了解决 中小水量的城市生活污水脱氮除磷的技术问题和氮磷脱除效果不稳定的问题, 提高出水的达标率。
本发明的技术方案如下-
(1) 、硝化污泥和反硝化除磷污泥在A、 B两个不同的反应器中进行反应;
(2) 、硝化污泥和反硝化聚磷污泥两种污泥,通过污泥暂存池在A、 B两个反 应器间交替循环;
(3) 、根据以上所述,A (B)反应器在进行硝化反应过程时,B (A)反应器按 时序进行缺氧反硝化吸磷、沉淀、外排处理水、进生活进污水及厌氧放磷、沉 淀等过程;
(4) 、根据以上所述,A (B)反应器好氧硝化阶段、厌氧放磷阶段、缺氧反硝 化吸磷阶段,每个阶段运行结束后进行沉淀,沉淀的污泥根据工艺需要可以引 入污泥暂存池,暂时存放,在下一阶段运行时从暂存池排入反应器和相应的污 水混合;(5) 、根据以上所述,硝化污泥和反硝化聚磷污泥两种污泥交换的时间应控制 在好氧硝化阶段和厌氧放磷阶段结束并沉淀后进行。 一种污泥存入污泥暂存池, 另一种污泥直接从一个反应器引入另一个反应器;
(6) 、根据以上所述,缺氧反硝化吸磷结束后,可以进行短暂的曝气吸收多余 的磷,然后进行沉淀;
(7) 、根据以上所述,在厌氧和缺氧阶段进行搅拌;
(8) 、根据以上所述,剩余污泥可由剩余污泥排放口外排。 实现这一技术方案的装置,其特征如下: 由两个生物反应器和至少一个污泥暂存池组成; 两个反应器及污泥暂存池间通过排进泥管道相通; 反应器中置有曝气装置和水下搅拌装置;
反应器侧面设有进排水口 ,底部设有污泥收集装置和污泥排进控制装置;
根据以上所述,污泥收集装置是反应器的一部分,可为一具有锥形底的积泥 结构,其特征在于:底部连接有按公知技术设计的排进泥控制装置,排进泥控 制装置的主要组成部件是阀门和泵;
根据以上所述,污泥暂存装置,形状与反应器类似,其特征在于:底部安装 有污泥排进控制装置;
排进泥控制装置的下部设有剩余污泥排放口 。
在每个反应器中均可放置采集氧化还原电位(0RP)、 PH值等的传感器,传 感器连接于测控仪,传感器的取值是作为反应器工艺运行过程的控制参数。 在时序安排合理时, 一个污泥暂存池可以多组共用,以提高设备的利用效率。 本工艺装置的结构如附图。
本发明运行时,先对污泥进行驯化,驯化时间一般为30-60天。驯化方法如
下:
从其它污水处理构筑物中取接种活性污泥,然后一分为二, 一部分投入A反 应器内,另一部分待用。
(1)打开阀门生活污水由进水管进入A反应器,同时打开进气阀门,A反 应器开始供氧。空曝24h,空曝结束后A反应器静置充分沉淀;将污泥排入污泥 暂存池,作为培养硝化菌的原泥。(2)将另一部分污泥投入B反应器内,同时打开阀门生活污水由进水管进入 B反应器,打开搅拌器,搅拌充分厌氧,厌氧结束后停止搅拌,静置充分沉淀后, 将污泥排进A反应器,作为培养反硝化菌聚磷菌的原泥。
(3)将污泥暂存池中的硝化污泥排进B反应器,进行曝气硝化;硝化结束 后停止曝气,进行充分沉淀,沉淀结束,将硝化污泥排入污泥暂存池。同时A 反应器进行搅拌,利用N03—进行缺氧反硝化吸磷;缺氧吸磷结束后充分沉淀, 将上清液排掉,然后打开阀门生活污水由进水管进入A反应器搅拌充分厌氧放 磷和吸收COD储存PHB,厌氧结束后停止搅拌,静置充分沉淀,将反硝化菌聚污 泥排入B反应器。
(4)将污泥暂存池中的硝化污泥排进A反应器,进行曝气硝化;硝化结束后 停止曝气,进行充分沉淀,沉淀结束,将硝化污泥排入污泥暂存池。同时B反 应器进行搅拌,利用N03—进行缺氧反硝化吸磷;缺氧吸磷结束后充分沉淀,将 上清液排掉,然后打开阀门生活污水由进水管进入B反应器搅拌充分厌氧放磷 和吸收COD储存raB,厌氧结束后停止搅拌,静置充分沉淀,将反硝化菌聚污泥 排入A反应器。完成一个运行周期。
根据出水水质情况,按照以上时序,设定运行时间,由时序控制器进行自动 控制,周期运行,实现污水的进排和反应器间的污泥交换。
待脱氮除磷效果稳定时,进行正常运行。
本发明可以按以下的方案运行:
方案I
(1) 原水进入A反应器,在厌氧搅拌下,上一阶段吸磷后的反硝化聚磷菌将污 水中的COD转化成P冊Jt存在体内,同时释放出体内的磷;与此同时B反应器 曝气进行硝化;
(2) B反应器完成硝化后停止曝气,将反应器内沉淀的硝化菌污泥排入污泥暂 存池:同时A反应器停止搅拌,将完成释磷的反硝化聚磷菌污泥沉淀后引入B 反应器内;将污泥暂存池内的硝化菌污泥引入A反应器。完成双泥的第一次交 换;
(3) 将A反应器进行曝气硝化,至硝化完成后停止曝气,将反应器内沉淀的硝 化菌污泥排入污泥暂存池;与此同时B反应器利用反硝化聚磷菌污泥,完成反硝化吸磷脱氮,并经短时曝气,吸收剩余的磷后沉淀,快速排水,排水结束后 将原污水快速引入B反应器,在搅拌下进行厌氧释磷,厌氧释磷完成后进行沉 淀;
(4) 将B反应器沉淀的反硝化聚磷菌污泥引入A反应器,进行反硝化聚磷脱氮, 并将污泥暂存池内的硝化菌污泥引入B反应器,进行好氧硝化。完成第二次污 泥交换;
(5) 对完成反硝化聚磷脱氮的A反应器进行短时曝气,吸收污水中剩余的磷 后,A反应器停止曝气,进行沉淀,并用泵快速排水;排水结束后将原污水快速 引入A反应器,在搅拌下进行厌氧释磷,此时完成一个循环。
上述的方案的运行过程,在时序控制下自动完成,并根据出水结果调整时间 序列控制器,使两个反应器同步运行。 剩余污泥可由剩余污泥排放口排放。 附图说明
附图为本工艺装置的结构图 具体实施方式
下面结合附图及实例详细说明本专利
试验所选用的试验模型为自制的A、 B两个四棱柱形容器,上端开口,下面 为倾角45度锥体。反应器内设置与供气管道9相连接的曝气沙头6、搅拌器14, 反应器底部设有排进泥控制机构8,排进泥控制机构连接有污泥排放管道15, 侧壁设有排水管13。污泥暂存池2形状与反应器类似,为反应器有效容积的1/3, 污泥暂存池设在反应器的1/3高处,以便污泥靠重力流动减少能耗,空压机12 作为气源,压缩空气首先进入空气流量计5记录总气量,然后气体经过供气管 道9到达各反应区分支点,通过曝气砂头6鼓出,气量的大小由供气管路上的 阀门11控制,以实现反应区内的D0浓度为试验设定值。污水存在水箱1中, 进水泵15和进水阀门3控制A、 B两个反应器的进水,循环污泥分别通过排进 泥控制机构8进行控制,剩余污泥通过剩余污泥排放阀门IO排放。
本发明工艺消化污泥和反硝化聚磷污泥分置,能使硝化菌和反硝化聚磷菌两 种微生物分别在各自适合的环境中生存,有利于两种微生物的富集;同时污泥 浓縮比高,泥量少不发生污泥膨胀;可有效控制硝化菌量,建立稳定的硝化性能,最大限度的縮短硝化时间; 可根据污水水质情况调整剩余污泥排放量,建立稳定的反硝化除磷性能; 本发明工艺运行以序批式为基础,整个工艺过程没有水的循环和回流,沉淀
无扰动,可达到有效克服水回流时的返混,使污水处理能达到更高程度的时间推
流;
排水可以设定在排泥后进行,在大流量下用泵排水,可省去滗水器; 本发明工艺的吸磷作用主要以N03—作电子受体来完成,克服了除磷和脱氮对 COD争夺的矛盾,实现同步除磷脱氮,较常规工艺降低约30 — 40%的曝气量和 约30-50%的污泥产量,同时解决了出水氨氮、TN及TP浓度难以控制的问题, 可使BOD的去除率达99%以上,总氮去除率达90%以上,并使出水总磷小于 0. 5mg/L。该工艺在确保出水水质达标的前提下,实现高效率低消耗的处理水平, 达到了节能降耗的效果。 实例1
试验过程中采用人工合成废水(C0D: 300--350mg/L、总氮TN=48-_59mg / L 和总磷TP=7. 6—9. Onig / L,总水力停留时间8h,硝化污泥泥龄20-25d,反硝化 聚磷污泥泥龄11--12 d污泥浓度3600土300mg/L,浓缩污泥交换量占反应器 容积的10—25%,控制进水pH稳定在7. 0---7. 6,温度由加热棒控制在20-23。 C。试验结果表明,硝酸盐浓度促进了反硝化聚磷菌的生长,反硝化吸磷量与好 氧吸磷量之比为70—80%,说明反硝化除磷已经富集成功,并开始发生作用。 COD、 TN和TP的去除率分别为95--99%、 85-—95%和99%,需氧为0. 59m3 /h。
实例2
试验过程中采用某小区实际生活污水作为原水(C0D=325-400mg / L 、 TN=55-64mg、 TP=7. 5-8. lmg),水力停留时间8h,硝化污泥泥龄25 —30d,反 硝化聚磷污泥泥龄IO—12 d ,污泥浓度3500士300mg/L,浓縮污泥交换量占反 应器容积的10—25%, pH稳定在7. 0—-7. 6, 温度由加热棒控制在20-23。 C。结果表明,反硝化吸磷量与好氧吸磷量占好氧吸磷量的70-—79%, COD、 TN 和TP的去除率分别为90--96%、 77—93%和98---99%,需氧量为0. 61 m3 / h。实例3
试验过程中采用某污水处理厂一沉池出水,(加NH4C1调节TN, COD-310-410mg/L、 TN=70-85mg/L和TP=6. 3-9. 0 mg/L,),水力停留时间9h, 硝化污泥泥龄25 — 30d,反硝化聚磷污泥泥龄11--13 d ,污泥浓度3700± 300mg/L,控制进水pH稳定在7. 2--一7. 6。温度由加热棒控制在20-23°C。在 近三个月的试验过程中,反硝化吸磷量占好氧吸磷量的71---81%,切随运行时 间的进行,反硝化吸磷量呈上升趋势,说明该系统有利于反硝化除磷菌的富集。 COD、 TN和TP的去除率高达87 — 95%、 78-94%和94—98% ,需氧量为0. 62 m3 /h。

Claims (2)

1、一种反硝化除磷处理城市污水的方法,其特征在于: (1)、硝化污泥和反硝化除磷污泥在A、B两个不同的反应器中进行反应; (2)、硝化污泥和反硝化聚磷污泥两种污泥,通过污泥暂存池在A、B两个反应器间交替循环; (3)、根据以上所述,A(B)反应器在进行硝化反应过程时,B(A)反应器按时序进行缺氧反硝化吸磷、沉淀、外排处理水、进生活进污水及厌氧放磷、沉淀等过程; (4)、根据以上所述,A(B)反应器好氧硝化作用、厌氧放磷作用、缺氧反硝化吸磷作用,每个阶段运行结束后要进行沉淀,沉淀的污泥根据工艺需要可以引入污泥暂存池,暂时存放,在下一阶段运行时从暂存池排入反应器和相应的污水混合。 (5)、根据以上所述,硝化污泥和反硝化聚磷污泥两种污泥交换的时间应控制在好氧硝化作用和厌氧放磷作用结束并沉淀后进行。一种污泥存入污泥暂存池,另一种污泥直接从一个反应器引入另一个反应器。 (6)、根据以上所述,缺氧反硝化吸磷结束后,可以进行短暂的曝气,然后进行沉淀; (7)、根据以上所述,在厌氧和缺氧阶段进行搅拌。
2、 一种反硝化除磷处理城市污水的装置,其特征在于: 由两个生物反应器和至少一个污泥暂存池组成;两个反应器及污泥暂存池间通过排进泥管道相通; 反应器中置有曝气装置和水下搅拌装置;反应器侧面设有进排水口,底部设有污泥收集装置和污泥排进控制装置; 污泥暂存池底部安装有污泥排进控制装置。
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