CN101570382B - 改良分段进水深度脱氮除磷的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种改良分段进水深度脱氮除磷的装置和方法,属于生化法污水生物处理技术领域。针对现有A/O分段进水工艺不能同步生物除磷,而UCT工艺耗能高,操作较复杂等缺点,本发明将UCT工艺和分段进水工艺结合起来,将UCT工艺的硝化阶段改良为连续二段A/O工艺的串联运行模式,而且和各段缺氧区分点进水的策略联合起来,开发了具有反硝化除磷效果的高效脱氮除磷工艺。首段设置厌氧反应器,沉淀池回流污泥回流至首段缺氧反应器,增设缺氧反应器至厌氧反应器的混合液回流管路,不需要好氧反应器至缺氧反应器的硝化液内回流设施。本发明具有稳定的出水水质和较低的能耗。

Description

改良分段进水深度脱氮除磷的装置和方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种去除城镇生活污水可生化有机物和氮磷营养物的改良分段进水 深度脱氮除磷的装置和方法,属于生化法污水生物处理技术领域,它将UCT工艺的硝化阶 段改良为连续二段A/0工艺的串联运行模式,而且和各段缺氧区分点进水的策略联合起 来,实现具有反硝化除磷功能的同步脱氮除磷,适用于大、中、小型城镇生活污水及工业废 水深度脱氮除磷处理。
背景技术
[0002] 我国在2002年颁布的《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中要求 所有排污单位出水水质为氨氮小于5mg/L,总氮小于15mg/L,总磷小于0. 5mg/L,化学需氧 量COD小于50mg/L ( 一级A标准),可见去除污水中氮磷污染物已经成为当今污水处理和再 生回用的主要问题。
[0003] (1)连续流分段进水深度脱氮工艺
[0004] 连续流分段进水深度脱氮工艺是近年来国外新开发的生物脱氮工艺,它最初依托 于传统A/0工艺,通常由2-5段A/0串联组合而成,采用多点进水的方式在各段缺氧区进 水,污泥回流至反应器首段,第一段的缺氧区反硝化菌利用部分进水碳源对污泥回流中的 硝态氮进行反硝化;每段好氧区硝化液和部分进水同时流入下一段的缺氧区进行反硝化。 后续各段反应功能同第一段。该工艺由于采用分段多点进水方式,因此具有一些特定工艺 优势:①有机物沿反应器均勻分布,负荷均衡,一定程度上缩小了供氧速率与耗氧速率之间 的差距,降低能耗,更能充分发挥活性污泥微生物的降解能力。②污泥回流至反应器首段, 污泥浓度沿反应器梯度排列,而且梯度变化随污泥停留时间的延长而增大,在暴雨季节可 通过改变各段进水流量分配比,以减少活性污泥被冲刷流失的危险。③在二沉池相同固体 浓度负荷的前提下,系统主反应池中具有较高的污泥浓度,处理能力高。④硝化液从各段好 氧区直接进入下一段缺氧区,不用设置硝化液内回流设施,简化了工艺流程,节省了动力费 用。⑤各段缺氧区只进入部分原水,反硝化菌优先利用原水中易降解有机物进行反硝化反 应,减少了好氧区异养菌对有机物的竞争,因此反硝化可以最大程度地利用原水碳源,对低 C/N比城市生活污水的极其有利。⑥反硝化出水直接进入好氧区,在一定程度上弥补了硝化 反应对碱度的需求,减少碱度物质投加量。⑦缺氧好氧环境交替存在,有效抑制了丝状菌的 繁殖生长,防止丝状菌污泥膨胀的发生。⑧对现有水厂的升级改造相对简单,只需将污水改 为分段进入主体反应池体,部分池体改为缺氧运行,其它设施无需改动。但是目前关于连续 流分段进水工艺的研究及应用仅局限于脱氮,往往采用通过投加药剂的方式化学除磷,因 而实际污水处理的运行费用中包括大量的药剂投加费,不但提高了污水处理成本而且丧失 了环保理念。
[0005] (2) UCT 工艺
[0006] 南非开普敦大学(University of Cape iTown)工艺简称UCT工艺,具备同时生物脱 氮除磷能力的工艺,A2/0工艺的变种,更好地解决了硝态氮对除磷的不利影响,在国内外实际工程中得到广泛应用。该工艺一般设有厌氧区、缺氧区、好氧区和沉淀区,同时设有三个 回流管路,分别是从沉淀区到缺氧区的污泥外回流,从缺氧区末端到厌氧区的泥水混合液 回流,从好氧区到缺氧区的泥水混合液内回流。在厌氧区,聚磷菌利用原水中的脂肪酸分解 体内的聚磷颗粒,释放大量溶解性磷酸盐,并且通过缺氧区到厌氧区的内回流从而保证了 厌氧区稳定的污泥浓度。在缺氧区存在大量的硝酸盐和正磷酸盐,一方面异养反硝化菌利 用剩余有机物进行反硝化反应,另一方面聚磷菌以硝酸盐为电子受体超量吸收水中的正磷 酸盐进入细胞内形成聚磷,而硝酸盐被还原成氮气。好氧区氧化剩余有机物,完成氨氮氧化 为硝酸盐的硝化反应,聚磷菌的好氧吸磷过程。UCT工艺能成功保证厌氧区的厌氧环境,从 而大大提高工艺的除磷性能。但是随着水处理技术的迅猛发展和排放标准的日益严格,目 前实际运行过程中逐渐暴露了 UCT工艺存在的缺点:①由于该工艺涉及到三个回流管路, 耗能较大,管路布置复杂。②不能充分利用原水碳源。中国多为低C/N比城市污水,碳源的 缺乏成为脱氮除磷效率无法提高的屏障,而外加碳源又会大幅度增加污水处理费用。因此 研究改进UCT工艺使其能最大程度的利用原水中的碳源,是提高UCT工艺脱氮除磷效率和 增加该工艺在中国应用的主要问题。
[0007] (3)反硝化除磷技术
[0008] 反硝化除磷机理为在厌氧段,反硝化聚磷菌的释磷过程和传统除磷工艺中聚磷菌 基本是一致的;而在缺氧段,反硝化聚磷菌则以NOx--N为电子受体,利用降解厌氧段储存 于体内的PHB产生的能量ATP,大部分供给自身细胞的合成(糖原的合成)和维持生命活 动,一部分则用于过量摄取水中的无机磷酸盐,并以聚磷颗粒的形式储存在细胞体内,同时 NOx-N被还原为N2,同步实现反硝化和除磷效果。相对于传统脱氮除磷联合工艺,反硝化除 磷技术的革新之处在于:①节省50% COD的消耗量。避免了反硝化菌和聚磷微生物之间对 有机物的竞争,适合处理低C/N比污水;②减少30%的需气量,节省曝气能耗。③减少了除 磷脱氮运行中产生的污泥量(大约50% ),降低污泥处理费用;④缩小反应器的体积。
发明内容
[0009] 目前连续流分段进水A/0工艺急需解决的问题是如何实现生物高效除磷性能,而 UCT工艺急面临的问题是如何建立稳定的反硝化除磷性能和高效脱氮,同时合理分配进水 碳源以减少外加碳源所增加的运行费用。本发明的目的是为了解决上述两大技术问题,提 出一种处理低C/N城镇生活污水以及工业废水的改良分段进水深度脱氮除磷的装置和方 法,即高效利用原水碳源的分段进水策略和同步脱氮除磷的UCT工艺两大技术的联合。
[0010] 改良分段进水深度脱氮除磷的装置,包括污水水箱、总进水泵、第一段进水泵、第 二段进水泵、第三段进水泵、厌氧反应器、第一段缺氧反应器、第一段好氧反应器、第二段缺 氧反应器、第二段好氧反应器、第三段缺氧反应器、第三段好氧反应器、沉淀池以及从沉淀 池回流到第一段缺氧反应器的污泥外回流管路、从第一段缺氧反应器回流到厌氧反应器的 泥水混合液回流管路,总进水泵与污水水箱相连,总进水泵出水分成三部分,分别与第一段 进水泵、第二段进水泵以及第三段进水泵相连,厌氧反应器、第一段缺氧反应器、第一段好 氧反应器、第二段缺氧反应器、第二段好氧反应器、第三段缺氧反应器、第三段好氧反应器 以及沉淀池依次相连,第一段进水泵、第二段进水泵、第三段进水泵依次进入厌氧反应器、 第二段缺氧反应器和第三段缺氧反应器,其特征在于:所述厌氧反应器、第一段缺氧反应器、第二段缺氧反应器、第三段缺氧反应器中分别安装有搅拌器,通过设有连通管的隔板将 所述反应器共分为13个格室;其中第一段好氧反应器、第二段好氧反应器以及第三段好氧 反应器各自均为3个格室,其余各反应器均为1格室;第一段好氧反应器、第二段好氧反应 器以及第三段好氧反应器各格室底部分别设有砂头曝气器,空气压缩机依次通过主干管空 气调节阀、三个转子流量计以及与每个转子流量计相连的三个空气调节阀分别与第一段好 氧反应器、第二段好氧反应器、第三段好氧反应器中的砂头曝气器连通;各段缺氧反应器和 好氧反应器间隔顺次连接;沉淀池底部通过回流污泥控制阀和污泥回流泵与缺氧第一段缺 氧反应器连通,剩余污泥通过剩余污泥排放控制阀排出系统;第一段缺氧反应器通过混合 液回流泵与厌氧反应器连通;第一段好氧反应器、第二段好氧反应器以及第三段好氧反应 器的最后一格室溶解氧浓度分别由DO仪表在线监测控制,作为调节各段砂头曝气器曝气 阀门的控制参数。
[0011] 厌氧反应器:部分原污水经进水泵抽取的原水与泥水混合液回流泵从第一段缺氧 反应器抽取的混合液同时进入厌氧反应器,并与厌氧反应器内的混合液混合,在厌氧反应 器内搅拌器的搅拌作用下完成聚磷菌吸收原水中的可生物降解有机物,以内碳源PHB的形 式贮存在聚磷菌体内,同时释放大量的溶解性正磷酸盐。
[0012] 第一段缺氧反应器:污泥回流泵经外回流污泥控制阀从沉淀池抽取的污泥与厌氧 反应器出水混合进入第一段缺氧反应器,在搅拌器的搅拌作用下异养反硝化菌利用剩余有 机物进行反硝化反应,同时部分反硝化聚磷菌以硝酸盐为电子受体,以厌氧反应器贮存体 内的PHB为电子供体完成反硝化吸磷,实现氮磷的同步去除。
[0013] 第一段好氧反应器:第一段缺氧反应器出水混合液直接进入第一段好氧反应器, 由曝气系统中的空气压缩机提供曝气,异养菌氧化剩余的极少有机物,硝化菌将nh4+-N转 化为NOx--N,聚磷菌包括反硝化聚磷菌完成好氧吸磷过程。曝气量的大小根据运行状态进出 水情况运用转子流量计进行调整,控制第一段好氧反应器最后一格出水NH/-N在0〜;3mg/ L,若出水NH4+-N超出此范围,就要对曝气量进行调整,保证硝化效果。
[0014] 第二段缺氧反应器:部分原水与第一段好氧反应器硝化液进入第二段缺氧反应器 在搅拌器的搅拌作用下异养反硝化菌利用进水有机物进行反硝化反应,同时伴随磷酸盐的 吸收。
[0015] 第二段好氧反应器:功能同第一段好氧反应器,第二段缺氧反应器出水混合液直 接进入第二段好氧反应器,由曝气系统中的空气压缩机提供曝气,完成剩余的极少有机物 的氧化去除和氨氮的硝化以及磷的好氧吸收。
[0016] 第三段缺氧反应器:功能同第二段缺氧反应器,部分原水与第二段好氧反应器硝 化液进入第三段缺氧反应器在搅拌器的搅拌作用下异养反硝化菌利用进水有机物进行反 硝化反应,同时伴随磷酸盐的吸收。
[0017] 第三段好氧反应器:功能同第一段好氧反应器,第三段缺氧反应器出水混合液直 接进入第三段好氧反应器,由曝气系统中的空气压缩机提供曝气,完成剩余的极少有机物 的氧化去除和氨氮的硝化以及磷的好氧吸收。
[0018] 沉淀池:第三段好氧反应器混合液进入沉淀池进行泥水分离,上清液外排,污泥沉 淀在污泥斗,经回流污泥控制阀和污泥回流泵提升至第一段缺氧反应器,剩余沉淀污泥作 为剩余污泥经污泥排放控制阀排出。[0019] 本发明还提供了一种改良分段进水深度脱氮除磷的方法,其特征在于:包括以下 步骤:
[0020] (1)启动阶段:从污水处理厂回流污泥管道中取活性污泥混合液注入到各个反应 器,同时注入城市生活污水,接种后混合液污泥浓度为MLSS = 4000mg/L,然后启动第一段 好氧反应器、第二段好氧反应器以及第三段好氧反应器的砂头曝气器以及空气压缩机进 行氨氮的硝化反应,维持溶解氧DO = 3-5mg/L,开始间歇式闷曝若干小时;当混合液氨氮 NH4+-N < 5mg/L时,开始启动各段进水泵进行连续运行,同时打开厌氧反应器和第一段缺 氧反应器、第二段缺氧反应器以及第三段缺氧反应器的搅拌器,以及回流污泥控制阀和污 泥回流泵以及混合液回流泵;按照从低负荷到正常负荷梯度增加的运行方式驯化污泥,使 得硝化菌、聚磷菌、反硝化除磷菌以及异养菌大量繁殖生长,逐步成为系统的优势种属;在 上述条件下运行权利要求1所述的改良分段进水深度脱氮除磷装置,当沉淀池出水nh4+-N < 5mg/L, Ρ0/--Ρ < lmg/L时,确认其启动结束进入平稳运行阶段;
[0021] (2)连续运行:当分段进水深度脱氮除磷装置启动结束之后,让生活污水分为三 部分,经各段进水泵依次进入厌氧反应器、第二段缺氧反应器和第三段缺氧反应器,同时沉 淀池中的污泥通过污泥回流泵按照50% -150%的回流比提升至第一段缺氧反应器,第一 段缺氧反应器的泥水混合液按照80% -120%的回流比回流到厌氧反应器,通过排放剩余 污泥控制污泥龄为8〜12d ;
[0022] (3)各段好氧反应器最后格室设置DO仪表在线监测,根据长期试验得出NH/-N和 DO的关系从而可以根据DO值模糊控制出水NH4+-N浓度,保证各段好氧反应器硝化效果;调 整转子流量计,维持第一段好氧反应器末端格室DO大于0. 5mg/L,第二段好氧反应器和第 三段好氧反应器最后格室DO不小于lmg/L ;测定各反应器出水水质,根据第一段缺氧反应 器、第二段缺氧反应器、第三段缺氧反应器出水NO3--N浓度,以及第一段好氧反应器、第二 段好氧反应器、第三段好氧反应器出水NH/-N浓度和沉淀池出水TN和TP浓度,合理调整各 段进水比例,以最大程度利用原水碳源,当系统出水满足一级A排放标准即完成了改良分 段进水深度脱氮除磷过程。
[0023] 本发明涉及的改良分段进水深度脱氮除磷的装置和方法与现有技术相比,具有以 下优点:
[0024] (1)通过将原水分段进入各段厌氧反应器或缺氧反应器进行放磷和反硝化反应, 最大程度地利用了原水碳源,因此无需外加碳源即可实现污水的深度生物脱氮除磷,突破 了低C/N污水脱氮除磷效率难以提高的瓶颈;
[0025] (2)与连续流A/0分段进水深度脱氮工艺相比,本工艺通过设置首段厌氧反应器, 实现了生物除磷的功能,增加了分段进水工艺的实际应用价值,有利于污水的再生利用,防 止水体富营养化的发生;同时首段进水进入厌氧反应器使得进水碳源优先满足生物除磷的 需要,之后在缺氧反应器利用聚磷菌的内碳源进行反硝化,实现“一碳两用”的反硝化除磷, 节省了碳源和后续好氧吸磷的曝气能耗。
[0026] (3)与传统UCT工艺相比,本工艺无需设置硝化液的内回流设施,大大节省了实际 水厂运行费用。
[0027] (4)首段设置的厌氧反应器和缺氧反应器,相当于生物选择器,在一定程度上抑制 了丝状菌的生长,减少发生丝状菌污泥膨胀的可能性。附图说明
[0028] 图1为改良分段进水深度脱氮除磷的装置图。
[0029] 图2为连续3个月运行工艺对TN的去除效果的变化曲线图。
[0030] 图3为连续3个月运行工艺对TP的去除效果的变化曲线图。
[0031] 图1中:1—污水水箱;2——第一段进水泵;3——第二段进水泵;4——第三段 进水泵;5——厌氧反应器搅拌器;6——第一段缺氧反应器搅拌器;7——第二段缺氧反应 器搅拌器;8——第三段缺氧反应器搅拌器;9——厌氧反应器;10——第一段缺氧反应器; 11——第一段好氧反应器;12——第二段缺氧反应器;13——第二段好氧反应器;14一一 第三段缺氧反应器;15——第三段好氧反应器;16——沉淀池;17——剩余污泥排放控制 阀;18——回流污泥控制阀;19——污泥回流泵;20——空气压缩机;21——混合液回流 泵;22——主干管空气调节阀;23——1号转子流量计;24——2号转子流量计;25——3 号转子流量计;26——1号砂头曝气器;27——2号砂头曝气器;观——3号砂头曝气器; 29——1号空气调节阀;30——2号空气调节阀;31——3号空气调节阀;32——1号DO仪 表;33——2号DO仪表;34——3号DO仪表:35——出水口 ;36——总进水泵。
具体实施方式
[0032] 下面结合附图和实施例详细说明本发明:
[0033] 如图1所示,改良分段进水深度脱氮除磷的装置,包括污水水箱1、总进水泵36、第 一段进水泵2、第二段进水泵3、第三段进水泵4、厌氧反应器9、第一段缺氧反应器10、第一 段好氧反应器11、第二段缺氧反应器12、第二段好氧反应器13、第三段缺氧反应器14、第三 段好氧反应器15、沉淀池16以及从沉淀池16回流到第一段缺氧反应器10的污泥外回流 管路、从第一段缺氧反应器10回流到厌氧反应器9的泥水混合液回流管路,总进水泵36与 污水水箱1相连,总进水泵36出水分成三部分,分别与第一段进水泵2、第二段进水泵3以 及第三段进水泵4相连,厌氧反应器9、第一段缺氧反应器10、第一段好氧反应器11、第二 段缺氧反应器12、第二段好氧反应器13、第三段缺氧反应器14、第三段好氧反应器15以及 沉淀池16依次相连,第一段进水泵2、第二段进水泵3、第三段进水泵4依次进入厌氧反应 器9、第二段缺氧反应器12和第三段缺氧反应器14,污水水箱1的有效容积为340L,试验所 选用的试验模型反应器为双廊道式矩形反应器,有效容积为340L,共分13个格室运行:第 一个格室为厌氧反应器9 (34L),第二个格室为第一段缺氧反应器10 (34L),紧接着三个格 室为第一段好氧反应器11 (68L),然后依次是第二段缺氧反应器12 (34L)、第二段好氧反应 器13(68L)、第三段缺氧反应器14(34L)、第三段好氧反应器15(68L)。沉淀池16有效容积 为85L。在厌氧反应器9、第一段缺氧反应器10、第二段缺氧反应器12、第三段缺氧反应器 14中分别安装有搅拌器5、6、7、8以保持污泥处于悬浮状态,并通过设有连通管的隔板将所 述反应器共分为13个格室;其中第一段好氧反应器11、第二段好氧反应器13以及第三段 好氧反应器15各自均为3个格室,其余各反应器均为1格室。第一段好氧反应器11、第二 段好氧反应器13以及第三段好氧反应器15各格室底部分别设有砂头曝气器沈、27、观,空 气压缩机20依次通过主干管空气调节阀22、三个转子流量计23、24、25以及与每个转子流 量计相连的三个空气调节阀四、30、31分别与第一段好氧反应器11、第二段好氧反应器13、第三段好氧反应器15中的砂头曝气器沈、27、观连通;各段缺氧反应器和好氧反应器间隔 顺次连接;沉淀池16底部通过回流污泥控制阀18和污泥回流泵19与缺氧第一段缺氧反应 器10连通,剩余污泥通过剩余污泥排放控制阀17排出系统;第一段缺氧反应器10通过混 合液回流泵19与厌氧反应器9连通;第一段好氧反应器11、第二段好氧反应器13以及第 三段好氧反应器15的最后一格室溶解氧浓度分别由DO仪表32、33、34在线监测控制,作为 调节各段砂头曝气器沈、27、观曝气阀门的控制参数。其中供气装置将压缩空气经供气管 路到达第一段好氧反应器11、第二段好氧反应器13以及第三段好氧反应器15,各段好氧发 生器溶解氧浓度分别通过转子流量计23、24、25控制调节,通过砂头曝气器沈、27、观鼓出 微细气泡满足微生物生长。进水、污泥外回流、泥水混合液回流分别通过进水泵2、3、4,污泥 回流泵19、混合液回流泵21进行提升计量,各反应器通过隔板分离,并且隔板设有连通管 以防止混合液的返混现象。
[0034] 本发明还提供了一种改良分段进水深度脱氮除磷的方法,其特征包括以下步骤:
[0035] (1)启动阶段:从北京市某污水处理厂回流污泥管道中取活性污泥混合液注入到 各反应器4〜10中,同时注入城市生活污水,接种后混合液污泥浓度MLSS = 4000mg/L左 右,然后启动第一段好氧反应器11、第二段好氧反应器13以及第三段好氧反应器15的砂头 曝气器沈、27、观以及空气压缩机20进行氨氮的硝化反应,维持溶解氧DO = 3-5mg/L,开始 间歇式闷曝若干小时。当混合液氨氮NH/-N < 5mg/L时,开始启动各段进水泵2、3、4进行 连续运行,同时打开厌氧反应器9和第一段缺氧反应器10、第二段缺氧反应器12以及第三 段缺氧反应器14的搅拌器5、6、7、8,以及回流污泥控制阀18和污泥回流泵19以及混合液 回流泵21。按照从低负荷到正常负荷⑴=1.02m3/d)梯度增加的运行方式驯化污泥,使得 硝化菌、聚磷菌、反硝化除磷菌、异养菌大量繁殖生长,逐步成为系统的优势种属。在上述条 件下运行上述改良分段进水装置,当沉淀池16出水NH4+-N < 5mg/L,P043_-P < lmg/L时,确 认其启动结束进入平稳运行阶段。
[0036] (2)连续运行:当分段进水深度脱氮除磷装置启动结束之后,生活污水分为三部 分,按照一定比例经各段进水泵2、3、4依次进入厌氧反应器9、第二段缺氧反应器12和第三 段缺氧反应器14,同时沉淀池16中的污泥通过污泥回流泵19按照50% -150%的回流比提 升至第一段缺氧反应器10,缺氧反应器10的泥水混合液按照80% -120%的回流比回流到 厌氧反应器9,通过排放剩余污泥控制污泥龄为8〜12d。
[0037] (3)各段好氧反应器最后格室设置DO仪表32、33、34进行在线监测,根据长期试验 得出NH4+-N和DO的关系从而可以根据DO值模糊控制出水NH4+-N浓度,保证各段好氧反应 器硝化效果。因此调整转子流量计23、24、25,维持第一段好氧反应器11末端格室DO大于 0. 5mg/L,第二段好氧反应器13和第三段好氧反应器15最后格室DO不小于lmg/L。测定各 反应器出水水质,根据第一段缺氧反应器10、第二段缺氧反应器12、第三段缺氧反应器14 出水MV-N浓度、以及第一段好氧反应器11、第二段好氧反应器13、第三段好氧反应器15 出水NH4+-N浓度和沉淀池16出水TN、TP浓度,合理调整各段进水比例,以最大程度利用原 水碳源,当系统出水满足一级A排放标准即完成了改良分段进水深度脱氮除磷过程。
[0038]实例 1
[0039] 以北京某高校家属区实际生活污水为处理对象(COD = 180-265mg/L, TN = 43. 8-86. 5mg/L,TP = 4-8. 4mg/L,C/N = 2. 08-6. 05,C/P = 21. 4-66. 3),水力停留时间 8h,污泥龄8-12d,平均污泥浓度3500士 150mg/L,污泥回流比0. 75,温度由加热棒控制在20°C 左右,试验结果表明,COD平均去除率84. 6%,TN和TP平均去除率分别为79%和90%。 [0040]实例 2
[0041 ] 以北京某污水处理厂初沉池出水为处理对象^OD = 119-565mg/L, TN = 24. 6-79. 5mg/L, TP = 0. 48-13. 3mg/L, C/N = 1. 5-6. 4,C/P = 35. 7-74. 5),水力停留时间 8-10h,污泥龄8-12d,平均污泥浓度5000士 150mg/L,污泥回流比0. 5-0. 75,温度由加热棒 控制在20°C左右,试验结果表明,COD平均去除率87%,TN和TP平均去除率分别为82. 5% 和95. 02%,如图2、图3所示。
[0042] 图2为以实际污水为处理对象,连续运行3个多月的系统对TN去除效果情况。在 中试反应器规模日处理量为Q=L 02m3/d情况下,连续三个月运行结果表明尽管进水TN波 动较大,但出水水质基本维持在10mg/L以下,平均出水TN = 8mg/L,且出水TN以硝态氮为 主,平均出水NH4+-N为0. 5mg/L, NH4+-N和TN平均去除率分别高达99. 5%和82. 5%,达到 国家城镇污水一级A排放标准。图3表明了系统对TP的去除效果情况。由图可知,系统经 过反应器顺次的充分释磷和后续的反硝化除磷及好氧吸磷过程,出水TP平均0. ^mg/L,此 外,平均出水COD为42. 73mg/L,均达到一级A排放标准的要求。

Claims (2)

1.改良分段进水深度脱氮除磷的装置,包括污水水箱(1)、总进水泵(36)、第一段进水 泵O)、第二段进水泵(3)、第三段进水泵G)、厌氧反应器(9)、第一段缺氧反应器(10)、第 一段好氧反应器(11)、第二段缺氧反应器(12)、第二段好氧反应器(13)、第三段缺氧反应 器(14)、第三段好氧反应器(15)、沉淀池(16)以及从沉淀池(16)回流到第一段缺氧反应 器(10)的污泥外回流管路、从第一段缺氧反应器(10)回流到厌氧反应器(9)的泥水混合 液回流管路,总进水泵(36)与污水水箱(1)相连,总进水泵(36)出水分成三部分,分别与 第一段进水泵O)、第二段进水泵(3)以及第三段进水泵(4)相连,厌氧反应器(9)、第一 段缺氧反应器(10)、第一段好氧反应器(11)、第二段缺氧反应器(12)、第二段好氧反应器 (13)、第三段缺氧反应器(14)、第三段好氧反应器(1¾以及沉淀池(16)依次相连,第一段 进水泵O)、第二段进水泵(3)、第三段进水泵(4)依次进入厌氧反应器(9)、第二段缺氧反 应器(12)和第三段缺氧反应器(14),其特征在于:所述厌氧反应器(9)、第一段缺氧反应器 (10)、第二段缺氧反应器(12)、第三段缺氧反应器(14)中分别安装有搅拌器(5、6、7、8),通 过设有连通管的隔板将所述反应器共分为13个格室;其中第一段好氧反应器(11)、第二段 好氧反应器(1¾以及第三段好氧反应器(1¾各自均为3个格室,其余各反应器均为1格 室;第一段好氧反应器(11)、第二段好氧反应器(1¾以及第三段好氧反应器(1¾各格室 底部分别设有砂头曝气器(沈、27、观),空气压缩机00)依次通过主干管空气调节阀(22)、 三个转子流量计03、对、2幻以及与每个转子流量计相连的三个空气调节阀O9、30、31)分 别与第一段好氧反应器(11)、第二段好氧反应器(13)、第三段好氧反应器(15)中的砂头曝 气器06、27、28)连通;各段缺氧反应器和好氧反应器间隔顺次连接;沉淀池(16)底部通 过回流污泥控制阀(18)和污泥回流泵(19)与缺氧第一段缺氧反应器(10)连通,剩余污泥 通过剩余污泥排放控制阀(17)排出系统;第一段缺氧反应器(10)通过混合液回流泵 与厌氧反应器(9)连通;第一段好氧反应器(11)、第二段好氧反应器(13)以及第三段好氧 反应器(15)的最后一格室溶解氧浓度分别由DO仪表(32、33、34)在线监测控制,作为调节 各段砂头曝气器06、27、28)曝气阀门的控制参数。
2.根据权利要求1所述的用改良分段进水深度脱氮除磷的装置实现改良分段进水深 度脱氮除磷的方法,其特征在于:包括以下步骤:(1)启动阶段:从污水处理厂回流污泥管道中取活性污泥混合液注入到各个反应器, 同时注入城市生活污水,接种后混合液污泥浓度为MLSS = 4000mg/L,然后启动第一段好氧 反应器(11)、第二段好氧反应器(13)以及第三段好氧反应器(15)的砂头曝气器(沈、27、 28)以及空气压缩机00)进行氨氮的硝化反应,维持溶解氧DO = 3-5mg/L,开始间歇式闷 曝若干小时;当混合液氨氮NH/-N < 5mg/L时,开始启动各段进水泵(2、3、4)进行连续运 行,同时打开厌氧反应器(9)和第一段缺氧反应器(10)、第二段缺氧反应器(12)以及第三 段缺氧反应器(14)的搅拌器(5、6、7、8),以及回流污泥控制阀(18)和污泥回流泵(19)以 及混合液回流泵;按照从低负荷到正常负荷梯度增加的运行方式驯化污泥,使得硝化 菌、聚磷菌、反硝化除磷菌以及异养菌大量繁殖生长,逐步成为系统的优势种属;在上述条 件下运行权利要求1所述的改良分段进水深度脱氮除磷装置,当沉淀池(16)出水NH4+-N < 5mg/L, Ρ0/--Ρ < lmg/L时,确认其启动结束进入平稳运行阶段;(2)连续运行:当分段进水深度脱氮除磷装置启动结束之后,让生活污水分为三部分, 经各段进水泵(2、3、4)依次进入厌氧反应器(9)、第二段缺氧反应器(1¾和第三段缺氧反应器(14),同时沉淀池(16)中的污泥通过污泥回流泵(19)按照50%-150%的回流比提升 至第一段缺氧反应器(10),第一段缺氧反应器(10)的泥水混合液按照80%-120%的回流 比回流到厌氧反应器(9),通过排放剩余污泥控制污泥龄为8〜12d ;(3)各段好氧反应器最后格室设置DO仪表(32、33、34)在线监测,根据长期试验得出 NH/-N和DO的关系从而可以根据DO值模糊控制出水NH4+-N浓度,保证各段好氧反应器硝化 效果;调整转子流量计(23、24、25),维持第一段好氧反应器(11)末端格室DO大于0. 5mg/ L,第二段好氧反应器(13)和第三段好氧反应器(15)最后格室DO不小于lmg/L ;测定各反 应器出水水质,根据第一段缺氧反应器(10)、第二段缺氧反应器(12)、第三段缺氧反应器 (14)出水NO3--N浓度,以及第一段好氧反应器(11)、第二段好氧反应器(13)、第三段好氧 反应器(1¾出水NH4+-N浓度和沉淀池(16)出水TN和TP浓度,合理调整各段进水比例,以 最大程度利用原水碳源,当系统出水满足一级A排放标准即完成了改良分段进水深度脱氮 除磷过程。
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Assignee: Jiangsu Tianyu Environmental Protection Group Co., Ltd.

Assignor: Beijing University of Technology

Contract record no.: 2013320000047

Denomination of invention: Device for improving advanced nitrogen and phosphorus removal by step feed and method

Granted publication date: 20110713

License type: Exclusive License

Record date: 20130225

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