CN103936152A

CN103936152A - 一种城市污水处理厂iceas工艺升级改造高效脱氮的方法

Info

Publication number: CN103936152A
Application number: CN201410146901.1A
Authority: CN
Inventors: 王淑莹; 辛振兴; 彭永臻; 吴程程; 王加蒙; 王竞
Original assignee: Beijing University of Technology
Current assignee: Beijing University of Technology
Priority date: 2014-04-12
Filing date: 2014-04-12
Publication date: 2014-07-23

Abstract

一种城市污水处理厂ICEAS工艺升级改造高效脱氮的方法属于污水处理技术领域，该方法在不外加碳源的情况下，保证出水COD和氨氮的去除率保持基本不变的同时使得出水总氮的去除率在原来的基础上至少提高5%。原水碳氮比较低是我国城镇污水厂共同面临的问题，反硝化阶段碳源不足是限制城镇污水处理厂出水总氮去除率较低的主要因素，外加碳源提高碳氮比或新增构筑物增加污水的水力停留时间又都会使污水得处理成本增加，本发明将连续进水改为间歇进水，高效利用原水中的碳源于反硝化而不是仅通过好氧曝气氧化去除，优化系统运行模式，新增主反应区向预反应区的回流管综合提高出水总氮的去除率。对相似工艺污水处理厂的升级改造有借鉴指导意义。

Description

一种城市污水处理厂ICEAS工艺升级改造高效脱氮的方法

技术领域

本发明涉及一种低碳氮比ICEAS工艺城镇污水处理厂高效脱氮的升级改造方法，属于污水生物处理领域。

背景技术

我国污水处理事业自1978年改革开放以来取得了迅速的发展，极大地提高了城市污水的处理水平，截至2013年3月底，全国已有649个设市城市建有污水处理厂，约占设市城市总数的98.8%；全国设市城市、县累计建成城镇污水处理厂3451座，极大提高了我国污水处理的能力。

目前我国大部分污水处理厂的尾水排放标准执行或者改造后执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级A排放标准，其中规定了总氮浓度不超过15mg/L，总磷浓度不超过0.5mg/L。然而根据相关文献的报道，当总磷浓度超过0.1mg/L（如果磷是限制因素）或总氮浓度超过0.3mg/L（如果氮是限制因素）时，水体就会呈现出富营养化，进而引起藻类及其它浮游生物迅速繁殖，水体溶氧量下降，鱼类及其它生物大量死亡。为缓解我国水体的富营养化现象，减少进入水体中的氮、磷浓度是十分有效和必要的措施，其中磷可以通过混凝沉淀等物理化学方法去除，而要想通过物理方法去除污水中的氮素只能通过反渗透膜，然而极高的处理成本使得这种物理去除氮素的方法并不具可行性，目前经济可行的方法只有通过生物法去除。

近年来，许多专家学者对高效生物脱氮的方法进行了深入的研究，主要研究方向有短程硝化-反硝化、同步硝化反硝化、厌氧氨氧化等。这些脱氮新技术与传统生物脱氮方法相比，其总氮去除率可以实现明显的提高，然而这些新技术目前大部分还停留在实验室研究阶段，距离推广应用到实际城镇污水处理厂还有很长的路要走。面对严峻的水体富营养化形势，我国大部分的城镇污水处理厂亟需升级改造降低污水厂尾水中的总氮浓度，所以城镇污水处理厂传统生物处理的升级改造方法具有重要的研究和推广意义。

发明内容

本发明的目的在于提出低碳氮比ICEAS工艺城镇污水处理厂高效脱氮的升级改造方法，升级改造后的总氮去除率和改造前相比可至少提高5%以上。

一种城市污水处理厂ICEAS工艺升级改造高效脱氮的方法，其特征是：将ICEAS工艺连续进水方式改变为间歇进水，具体为ICEAS工艺运行的曝气阶段停止进水，搅拌、沉淀、滗水阶段持续进水；将缺氧搅拌时间与好氧曝气时间的比控制在1：1.8～1：2.2之间；新增主反应区向预反应区的污泥回流管，污泥回流发生在曝气阶段。

进一步，连续进水方式改为间歇进水方式通过电动闸阀来实现。

进一步，所有新增设备都实现自动控制。

为实现上述目的，主要改造措施包括改变ICEAS工艺城市污水处理厂的布水方式、优化其运行模式和新增污泥内回流管。其中：（1）将ICEAS工艺连续进水方式改变为间歇进水，反应池的好氧曝气阶段停止进水，其它搅拌、沉淀、滗水反应阶段持续进水，合理高效利用原水中的碳源使其尽可能多的被用作反硝化碳源；（2）缺氧搅拌时间与好氧曝气时间的比（A/O比）控制在1：1.8～1：2.2之间，增加缺氧反硝化的水力停留时间，增强反硝化的功能；（3）增加主反应区向预反应区的污泥内回流管，在主反应区的好氧曝气阶段开始回流，曝气停止回流停止，回流比（回流污泥流量比进水流量）在80%～100%之间，进一步强化生反池的反硝化功能；（4）取消预反应区中的曝气装置，同时增加搅拌器，在主反应区污泥回流时开启搅拌器。

所述的改造方法，其中：连续进水方式改为间歇进水方式通过电动闸阀来实现，ICEAS反应池曝气阶段开始时电动闸阀关闭进水停止，曝气结束电动闸阀关闭进水开始直至下周期曝气开始再次关闭电动闸阀。

所述的改造方法，其中：通过调控自控系统缺氧搅拌和好氧曝气的时间，将其时间比控制在1：1.8～1：2.2之间，强化缺氧反硝化的。

所述的改造方法，其中：取消预反应区中的曝气装置，同时新增搅拌器，在主反应区污泥回流时开启搅拌器，回流停止后搅拌器停止。

所述的改造方法，其中：新增的电动闸阀、搅拌器和污泥回流设备都实现自动控制。

本发明具有的优点：

一、提高了低碳氮比城镇污水处理厂总氮的去除率，即在不提高污水处理成本的前提下实现了总氮去除率的提高。

二、采用间歇进水模式不仅提高了污水处理厂进水中碳源的利用率，还恢复了经典SBR理想推流的部分优点，更不容易发生污泥膨胀现象，改善了污泥的沉降行，使得出水SS的浓度进一步降低。

三、新增污泥回流管和搅拌器进一步强化预反应区反硝化的功能，同时通过增加预反应区的污泥浓度使得其生物选择功能得到恢复。

四、所有新增设备都可以实现自动控制，降低了污水处理厂的日常运行及管理的难度。

附图说明

附图1为污水处理厂的布水方式改造示意图。

附图2为污水处理厂生反池的改造示意图。

附图3污水处理厂的运行模式优化示意图。

附图4连续进水和间歇进水模式TN去除率。

附图5连续进水和间歇进水模式的进出水水质。

具体实施方式

ICEAS工艺污水处理厂一般由4～24个ICEAS反应池组成，反应池运行周期一般在3～6小时之间，本发明适合所有ICEAS工艺污水处理厂的改造。具体实施方式以8个ICEAS生反池，运行周期为4.8小时为例说明。

具体如附图1a，改造前污水通过配水渠以自由流的方式连续均匀流入8个反应池中，此时的运行模式如附图3a所示，运行周期为288分钟，8个反应池从1号池到8号池依次按照相同的运行模式即搅拌、曝气、搅拌、曝气、沉淀、滗水（22min、60min、26min、60min、50min、70min）运行。在此运行模式下，曝气阶段依然在进水，进水的碳源仅仅通过好氧曝气方式去除，即进水中40%左右的碳源通过好氧的方式消耗掉。反硝化阶段时的碳源不足是限制污水厂出水总氮去除率进一步提高的主要限制因素，所以在无外加碳源的情况下有效合理利用这部分碳源是提高污水厂出水总氮去除率的主要措施，在此思路下对ICEAS工艺污水处理厂进行以下改造。

如附图1b，在8个反应池的进口处都安装自控闸阀，通过自控闸阀的开启与关闭实现将连续进水模式变为间歇进水模式，搅拌、沉淀、滗水阶段自控闸阀开启，反应池进水；曝气阶段自控闸阀关闭，反应池停止进水。

如附图3b所示，运行周期为288分钟，8个反应池从1号池到8号池依次按照相同的运行模式即搅拌、曝气、沉淀、滗水（56min、112min、50min、70min）运行，其中缺氧搅拌和好氧曝气的时间为1：2。

同时在以上改造措施的基础上，在每个反应池中增加污泥回流管，如附图2，预反应区中新增搅拌器同时取消曝气装置，在曝气阶段开启污泥回流，将主反应区的污泥回流到预反应区，回流比（回流污泥流量比进水流量）控制在在80%～100%之间，强化反硝化的效果，曝气阶段结束时回流停止。

Claims

1.一种城市污水处理厂ICEAS工艺升级改造高效脱氮的方法，其特征是：将ICEAS工艺连续进水方式改变为间歇进水，具体为ICEAS工艺运行的曝气阶段停止进水，搅拌、沉淀、滗水阶段持续进水；将缺氧搅拌时间与好氧曝气时间的比控制在1：1.8～1：2.2之间；新增主反应区向预反应区的污泥回流管，污泥回流发生在曝气阶段。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：连续进水方式改为间歇进水方式通过电动闸阀来实现。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所有新增设备都实现自动控制。