CN104003522B - 一种改进型分段进水多段a/o脱氮系统 - Google Patents

Abstract

本发明解决了目前农村生活污水脱氮处理中存在的脱氮效率低、运行和维护复杂、费用高等问题。本方法具体步骤为：生活污水分别从第一级好氧段、第二至N级缺（厌）氧段进入反应器，缺（厌）氧段与好氧段间隔排列，节省了系统的硝化液内回流设施，首段改造为好氧池，节省了外回流设施。依据原水有机碳最大利用为反硝化碳源的原则，对进水流量和池区容积进行分配，使各级负荷均衡，系统相对稳定。在全部的缺（厌）氧池和好氧池内加入填料，将生物膜与分段进水多段A/O工艺有机结合，具有增加系统生物量及生物活性，减少剩余污泥产量，提高净化能力等优点。

Description

一种改进型分段进水多段A/O脱氮系统

技术领域

本发明属于污水生物处理及污水资源化利用技术领域，涉及一种采用改进型分段进水多段A/O脱氮工艺处理村镇生活污水的方法。

背景技术

全国总面积近90%为农村地区，96%的村庄没有污水收集和处理系统。未经处理的生活污水通过点源和非点源排放，将各类污染物带入周边水体，严重污染各类水源，成为影响水体环境的质量的重要污染源。

与城市生活污水相比，村镇生活污水具有分散、水质和水量波动大、碳氮比例失调等特征。同时广大农村地区经济条件依然落后，缺乏相关技术人才，致使现有的城市污水处理技术无法直接套用于农村地区。

分段进水生物脱氮工艺属于新型生物脱氮工艺，有着诸多优点，近年来在国内发展迅速，例如中国专利号为200510010329.7，发明创造名称为“分段进水生物脱氮方法中进水流量分配的优化方法”；专利号为200710092824.6，发明创造名称为“分点进水多级生物膜反应器污水处理设备”；专利号为201110403329.9，发明创造名称为“一种多级A/O生物膜耦合脱氮除磷水处理方法”；专利号为201110324229.7，发明创造名称“四级三相式流化床分段进水深度脱氮系统”等先后公开了不同结构的分段进水生物脱氮反应器。以上的技术中均将二沉池混合液回流至第一级缺氧池中，而在农村地区工艺流程应尽可能简单，易于日常维护和减少运行动力费用。

发明内容

针对农村地区现状，本发明要解决的技术问题是：怎样提供一种即能满足进水碳源高效利用、获得较好的处理效果，又能降低工艺的复杂程度、减少运行和维护成本的污水脱氮处理方法。

为了解决上述技术问题，本发明中采用了如下的技术方案：

一种改进型分段进水多段A/O脱氮工艺系统，其特征在于：采用多级连续流缺氧/好氧工艺，反应器分为N级，N≥2，级数越多，系统脱氮率越高，但级数的增加会增加工艺复杂程度，工程中推荐3至5级，首级反应单元为单一好氧区，剩余各级反应单元由缺（厌）氧区和好氧区组成，缺（厌）氧区在前，好氧区在后，间隔排列，在各好氧区和缺（厌）氧区内安装填料，在好氧区底部设曝气器，供氧的同时实现水力搅拌，系统内整体呈推流状态，前一段好氧池出水直接进入后一段缺氧段，进水分别从第一级好氧池的前端和第二、三、四级缺（厌）氧池的前端进入反应器，由进水泵控制进水流量，根据不同进水水质和水量进行调整，反应器出水流入二沉池，系统不需要污泥回流和硝化液回流系统即可实现脱氮。

本发明所述系统，第一级反应单元为单一好氧池，省去系统回流设备，减少运行成本。

本发明所述系统，在各好氧池和缺（厌）氧池中均加入填料，使生物膜附着生长，这样能加大系统内部的微生物量，好氧池内易产生同步硝化反硝化现象，提高对污水的净化能力，对水质和水量波动适应能力强，同时减少剩余污泥的排放。

本发明所述系统，各级进水按照一定比例分配，由第一级好氧段和各级缺（厌）氧池的前端进入系统，各级的流量分配系数r_i满足公式r_i=(b/a)^(1-i)*[∑ⁿ _i=1(b/a)^(1-i)]^-1，其中a为反硝化去除NO₃ ^--N所需的COD量，该值根据进水水质在5~10的范围中选取， b为进水C/N比值，可由实验测定得出，在本系统不投加额外碳源条件下，该分配方式可最大程度利用进水有机物作为反硝化碳源，出水TN均来自最后一级进水中的氨氮，n级系统的脱氮率为η=1-r_n。

本发明所述系统，各级好氧池的容积比例与进水分配比例一致，保证各硝化段的负荷均衡，缺（厌）氧池可根据实际情况选择为上一级好氧池容积的1/3至1/1。

经实验验证，采用本发明处理不同进水碳氮比的生活污水，与传统工艺相比，在获得相同脱氮能力的情况下，系统可以节省能耗，减少人工管理。

附图说明

图1是本工艺流程示意图。

附图标记

1.进水管，2.填料，3.鼓风机，4.曝气装置，5.曝气管网

以四段式系统为例，取a=5时，不同进水C/N比条件下的各段进水分配比例如下表1所示。

表1

具体实施方式

实施例1

本实施例以农村生活污水为研究对象，对分段进水生物脱氮技术进行了实验研究工作。工艺运行参数为：四段式改进型分段进水多段A/O工艺，反应器总有效容积为69L，进水COD_Cr=210mg/L、TKN=40mg/L，水力停留时间为13h。根据进水水质，a取值5，计算各级进水流量分配分别为：38.6%、27.6%、19.7%和14.1%，由该分配系数按照等氨氮容积负荷的原则计算各好氧池的容积，缺氧池与好氧池容积比为1:1。

采用接种污泥挂膜的方式启动反应系统，接种污泥可选自污水厂二沉池内的污泥，泵入待处理的污水，系统闷曝三天，此时填料表面已附着污泥。

第四天开始保持系统连续进水，此时按照设计流量分配比例进水，水力停留时间由20h逐步降低至设计值的13h，好氧区的溶解氧控制在3mg/L左右，此条件持续运行至稳定，稳定运行一个月，对COD_Cr、NH₄ ⁺-N去除率为92.8%、98.5%，对TN的去除率最高可达82.2%。

实施例2

本实施例为某农村生活污水处理示范工程，其进水实测COD_Cr为200mg/L、NH₄ ⁺-N为25mg/L、TN平均值在30mg/L左右，要求处理后出水TN≤12mg/L，采用四段式改进型分段进水设计、即采用“O/A/O/A/O/A/O”的四段式工艺，a取值7，各级进水流量分配分别为：23.5%、24.5%、25.5%、26.5%。

实施例3

厦门市某农村生活污水处理示范工程采用“O/A/O改进型分段进水+生态湿地”技术，进水COD_Cr平均130mg/L、TN平均为30mg/L，经改进型分段进水脱氮处理出水TN平均去除率为60%，经生态湿地处理出水可稳定达到DB-35-322-1999 《厦门市水污染物排放控制标准》的一级标准，设施的吨水功耗为0.2kwh，吨水的处理成本为0.16元，系统的设备操作简单，故障率低，维修费低。

Claims (5)

1.一种改进型分段进水多段A/O脱氮系统，其特征在于：采用多级连续流缺氧/好氧工艺，按照处理水量放大反应器容积及改变装置材料，反应器分为N级，N≥2，级数越多，系统脱氮率越高，但级数的增加会增加工艺复杂程度，工程中推荐3至5级，首级反应单元为单一好氧区，剩余各级反应单元由缺氧区和好氧区组成，缺氧区在前，好氧区在后，间隔排列，在各好氧区和缺氧区内安装填料，在好氧区底部设曝气器，供氧的同时实现水力搅拌，系统内整体呈推流状态，前一段好氧池出水直接进入后一段缺氧池，进水分别从第一级好氧池的前端和各级缺氧池的前端进入反应器，由进水泵控制进水流量，根据不同进水水质和水量进行调整，反应器出水流入二沉池，该池有效容积按照实际水量及停留时间进行调整，系统不需要污泥回流和硝化液回流系统即可实现脱氮。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，首级反应单元为单一好氧池，第一级好氧池的容积为V_o1＝r₁*Q*(COD*N_COD ^-1+TKN*N_TKN ^-1)^-1，其中r₁*Q为第一级进水水量，N_COD和N_TKN分别为COD和TKN的容积负荷，系统无需回流设施。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，各好氧池和缺氧池中设置生物填料。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，各级进水按照一定比例分配，由第一级好氧段和各级缺氧池的前端进入系统，各级的流量分配系数r_i满足以下公式：r_i＝(b/a)^(1-i)*[Σⁿ _i＝1(b/a)^(1-i)]^-1，其中a为反硝化去除NO₃ ^--N所需的COD量，b为进水C/N比值。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在本工艺中各级好氧池的容积比例与进水比例相等，保证各硝化段负荷均衡，缺氧池容积根据水质选择为上一级好氧池容积的1/3至1/1。