CN104291441A

CN104291441A - 多方案生化处理工艺污水的生化反应池及其运行方法

Info

Publication number: CN104291441A
Application number: CN201410461428.6A
Authority: CN
Inventors: 周丽颖; 李星文; 王旭; 仲崇川; 张玉峰
Original assignee: ZIGUANG ENVIRONMENTAL PROTECTION CO Ltd; Thunip Holdings Co Ltd
Current assignee: Kaifeng purpura light water industry Co., Ltd.
Priority date: 2014-09-11
Filing date: 2014-09-11
Publication date: 2015-01-21
Anticipated expiration: 2034-09-11
Also published as: CN104291441B

Abstract

本发明涉及一种多方案生化处理工艺污水的生化反应池，所述生化反应池为长方形，包括七个反应格和好氧格；所述七个反应格呈L形排列在生化反应池一侧，其中第1-6个反应格为厌氧格或缺氧格，第七个为兼氧格；所述兼氧格连接好氧格；所述好氧格为五个廊道回转式连通的形式，布置在生化反应池中的另一侧并占满七个反应格之外的面积；反应格和好氧格之间以隔墙分隔。本发明提出的多方案生化处理工艺污水处理系统，在同一池体内实现了多方案的生化处理方式工艺。可根据进水水质的不同，灵活调节，采用各种运行模式，集各种工艺运行优点于一体，可根据水质情况，季节性地调整运行方式，选择适合的最佳处理工艺。

Description

多方案生化处理工艺污水的生化反应池及其运行方法

技术领域

本发明涉及一种多模式恒水位序批式活性污泥改进型污水处理方法及其系统，属于污水处理技术领域。

背景技术

城镇污水处理主要目的是脱氮除磷，传统处理模式包括1、厌氧-缺氧-好氧工艺，其是70年代开发出来的同步除磷脱氮工艺，具有生物除磷和脱氮的功能。其生物反应池由厌氧、缺氧和好氧三段组成，其典型工艺流程见图1。

在这个工艺中，厌氧池用于生物除磷，缺氧池用于生物脱氮，原污水中的碳源物质先进入厌氧池，聚磷菌优先利用污水中的易生物降解物质成为优势菌种，为除磷创造了条件，污水然后进入缺氧池，反硝化菌利用其他可能利用的碳源将回流到缺氧池的硝态氮还原成氮气，达到脱氮的目的。其特点是厌氧、缺氧和好氧三段功能明确，界线分明，只要碳源充足,便可达到比较高的除磷和脱氮效果。

传统厌氧-缺氧-好氧工艺也存在着以下缺点：

(1)脱氮和除磷对外部环境条件的要求相互矛盾，脱氮要求有机负荷较低，污泥龄较长，而除磷要求有机负荷较高，污泥龄较短，往往很难权衡；

(2)由于厌氧区居前，回流污泥中的硝酸盐对厌氧区产生不利影响；

(3)由于缺氧区位于系统中部，反硝化在碳源分配上居于不利地位，因而影响了系统的脱氮效果；

(4)由于存在内循环，常规工艺系统所排放的剩余污泥中实际至少有一少部分经历了完整的放磷、吸磷过程，其余则基本上未经厌氧状态而直接由缺氧区进入好氧区，这对于系统除磷是不利的；

但对于碳源较丰富的情况，这种工艺运转稳定可靠，除磷脱氮程度高。

2、生物选择区-厌氧-缺氧-好氧工艺

该工艺在厌氧池之前增设选择区(预缺氧区)作为回流污泥反硝化池，工艺流程如图2所示，来自二沉池的回流污泥和10％左右的进水进入回流污泥反硝化池，微生物利用约10％进水中有机物去除回流硝态氮，消除硝态氮对厌氧池的不利影响，从而保证厌氧池的稳定性。该工艺简易运行，在厌氧池中分出一格作回流污泥反硝化池即可。

3、缺氧-厌氧-好氧工艺

其工艺流程见图3。为避免传统厌氧-缺氧-好氧工艺回流硝酸盐对厌氧池放磷的影响，通过将缺氧池置于厌氧池前面，来自二沉池的回流污泥和30～50％的进水，50～150％的混合液回流均进入缺氧段，停留时间为1～3h。回流污泥和混合液在缺氧池内进行反硝化，去除硝态氮，再进入厌氧段，保证了厌氧池的厌氧状态，强化除磷效果。

4、UCT工艺

UCT工艺的流程见图4所示，该工艺与传统AAO工艺的区别在于，回流污泥首先进入缺氧段，而缺氧段部分流出混合液再回至厌氧段。通过这样的修正，可以避免因回流污泥中的硝态氮回流至厌氧段，干扰磷的厌氧释放，而降低磷的去除率。回流污泥带回的硝态氮将在缺氧段中被反硝化。当入流污水的BOD5/TKN或BOD5/TP较低时，较适用UCT工艺。

不同工艺模式可适用于污水的具体情况。因为环境保护领域对处理出水指标要求越来越高，很多污水处理厂需要设备改造以适应新的工艺模式。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是对各种工艺作出改进，以达到增强脱氮除磷及去除有机物的效果。通过对“厌氧-缺氧-好氧”生物反应池合理巧妙布置，可调整生物反应池缺氧区与厌氧区功能，分配不同进水点进水量，改变混合液内回流泵的安装位置，调整外回流污泥点及回流量，从而实现多种方案生化处理，可按传统厌氧-缺氧-好氧工艺、缺氧-厌氧-好氧工艺、生物选择-厌氧-缺氧-好氧各工艺运行，并提出了新的可以提高生物除磷效果的带有厌氧水解酸化区的组合工艺。

(二)技术方案

本发明提出一种多方案生化处理工艺污水的生化反应池，所述生化反应池为长方形，包括七个反应格和好氧格；所述七个反应格呈L形排列在生化反应池一侧，其中第1-6个反应格为厌氧格或缺氧格，第七个为兼氧格；所述兼氧格连接好氧格；

所述好氧格为五个廊道回转式连通的形式，布置在生化反应池中的另一侧并占满七个反应格之外的面积；反应格和好氧格之间以隔墙分隔。

其中，所述七个反应格为方形，第1-4个并排排列在生化反应池一侧，第5-7个在第1-4个垂直方向上排列在生化反应池另一侧。

其中，所述第1-5个反应格底部均设置有泥斗，第1-5个反应格内设置有立轴搅拌机。

其中，所述第7个反应格内设置有立轴搅拌机和曝气头。

其中，所述反应格与所述好氧格之间的隔墙上方设置有进水渠，所述进水渠与第1个、第3个、第4个、第5个反应格之间设置有进水堰门，

其中，所述反应格与所述好氧格之间的隔墙上方设置有外回流污泥渠，外回流污泥渠与第1个反应格之间设置有进泥堰门，外回流污泥渠至第3个、第4个、第5个反应格设置污泥管和阀门(污泥管和阀门在反应格上部)。

其中，所述第1个、第3个、第5个反应格与相邻好氧格之间的三片隔墙上(回流泵在隔墙上安装)设置有混合液回流泵。

所述第3个反应格中设置有污泥回流泵，所述污泥回流泵通过管道连接第1个反应格。

本发明所述的生化反应池的运行方法，按照厌氧-缺氧-好氧模式、生物选择区-厌氧-缺氧模式、缺氧-厌氧-好氧模式、UCT模式、厌氧水解酸化-缺氧-好氧模式、缺氧-厌氧酸化-厌氧-好氧模式中的一种运行。

进一步地，所述的生化反应池的运行方法，

按照所述厌氧-缺氧-好氧模式运行为：

第1个反应格污泥回流堰门、进水堰门开启，混合液回流泵放置于第3个反应格隔墙处，此时第1、2个反应格为厌氧区，第3-6个反应格为缺氧区，第1-7个反应格内立轴搅拌器均开启，第7个反应格即可作为缺氧区；第7个反应格作为好氧区时，第7个反应格内立轴搅拌机停止运转，曝气头曝气。当进水碳源较充足(BOD/TN>3.5，BOD/TP>20)时，适合采用此工艺。

按照所述生物选择区-厌氧-缺氧模式运行为：

第1个反应格污泥回流堰门开启，第1、3个反应格进水堰门开启，混合液回流泵放置于第5个反应格处，此时第1、2个反应格为生物选择区(预缺氧区)，第3、4个反应格为厌氧区，第5、6个反应格为后缺氧区，污水分别进入第1个反应格(预缺氧区)、第3个反应格(厌氧区)，外回流的活性污泥进入第1个反应格(预缺氧区)，污水进入预缺氧区和厌氧区的比例为10～20％及80～90％；

按照所述缺氧-厌氧-好氧模式运行为：

第1个反应格污泥回流堰门开启，第1、5个反应格进水堰门开启，混合液回流泵放置于第1个反应格处，此时第1-4个反应格为缺氧区，第5、6个反应格为厌氧区，分点进水至缺氧区及厌氧区，缺氧区进水比例为30～50％，厌氧区进水比例为50～70％。此种运行方式适合处理进水TN较高的情况。(BOD/TN<3.5)

按照所述UCT模式运行为：

第1个反应格污泥回流堰门关闭，第3个反应格的污泥管上的阀门打开，污泥回流至第3个反应格，第1个反应格进水堰门开启，混合液回流泵放置于第3个反应格处，此时第1、2个反应格为厌氧区，第3-6个反应格为缺氧区，回流污泥在第3个反应格中经过反硝化处理后，开启第3个反应格的回流泵，经管道，将其再回流至第1个反应格(1#厌氧格)，减小了硝酸盐对厌氧区释磷的影响。此工艺除磷效果有所提高。

按照所述厌氧水解酸化-缺氧-好氧模式运行为：

第1个反应格污泥回流堰门降低或关闭，第4个反应格的污泥管上的阀门打开，污泥回流至第4个或第5个反应格(可全部或部分回流，即回流比50-100％，所述回流比是第4个和第5个反应格回流比之和，例如第4格回流比100％、第5格回流比为0)，第1个反应格进水堰门开启，混合液回流泵放置于第5个反应格末端，此时第1-3个反应格为厌氧区兼厌氧酸化区，第4个反应格为厌氧区，第5-7个反应格为缺氧区，污水全部进入厌氧酸化区，污水停留时间为3～4小时。污泥可全部回流至4#格，也可在4#格或5#格之间分配回流污泥。使前段1～3#格成为厌氧水解酸化段，将此段池底部设污泥斗，使污泥能够适当浓缩并发酵。按此方式运行时，该区内搅拌机需定时停止运转，使污泥能够浓缩酸化。按照厌氧水解的模式来运行，经过酸化后的污泥含有丰富的VFA，这部分污水进入好氧区后，使聚磷菌对磷的吸收更充分。经过大量工程实践，表明此种方式非常有利于生物除磷。当污水中总磷数量非常高时，适合采用此方法。

当进水不易生化降解时，则适合采用厌氧水解酸化-缺氧-好氧模式模式运行。通过水解和共代谢作用实现难生物降解有机物的转化，通过分子结构的改变(开环、断键、裂解、基团取代、还原等)，使结构复杂难生物降解的有机物分子转化成可生物降解的有机物，从而改善污水的可生化性。而且通过大量工程实践，发现设置厌氧水解池，在厌氧的环境下，还可促进磷的释放，从而使好氧段除磷更充分。为避免硝酸盐对厌氧水解池的影响，厌氧水解酸化池可不回流污泥。调节污泥的回流点及回流量，使适当的污泥回流至4#及5#格中，达到脱氮除磷的目的。

按照所述缺氧-厌氧酸化-厌氧-好氧模式运行为：

第1个反应格污泥回流堰门打开，污泥全部回流至第1个反应格，第1个反应格进水堰门开启，混合液回流泵放置于第1个反应格末端，第1-3个反应格为缺氧格，第4、5个反应格为厌氧酸化格，搅拌机不开启，第6、7个反应格为厌氧区，搅拌机开启。此种方式将厌氧酸化格和厌氧格完全分开，也可得到较好的除磷效果。

(三)有益效果

本发明提出的多方案生化处理工艺污水处理系统，其优点如下：

1、在同一池体内实现了多方案的生化处理方式工艺。可根据进水水质的不同，灵活调节，采用各种运行模式，集各种工艺运行优点于一体，可根据水质情况，季节性地调整运行方式，选择适合的最佳处理工艺。

2、调整工艺时，可通过开启或适当关闭进水堰门来改变不同进水点的进水量。

3、改变混合液内回流泵的位置来确定缺氧区，灵活方便，不需购置过多的水泵。

4、创造性地提出了分点回流污泥的方案。调节污泥回流堰门及污泥回流管阀门的开启度来改变不同回流点的外回流污泥量。从而使各工艺的调整非常简单易行。

5、在各分格中提出可采用厌氧水解酸化池，酸化后的污泥含有大量的VFA，即便碳源不充足时，也可使聚磷菌在好氧状态吸磷能力更强。大大增强了生物除磷效果。

6、厌氧水解池的设置，对于进水中难于生化降解的污水而言，也大大提高了污水的可生化性，使生化处理效果更好。

附图说明

图1是现有技术中厌氧-缺氧-好氧工艺流程图。

图2是现有技术中生物选择区-厌氧-缺氧-好氧工艺流程图。

图3是缺氧-厌氧-好氧工艺流程图。

图4是为UCT工艺流程图。

图5是本发明的工艺示意图。

图中，1是进水，2是厌氧区，3是缺氧区，4是好氧区，5是混合液回流，6是二沉池，7是外回流污泥，8是剩余污泥，9是出水，10是生物选择区，11是缺氧回流，12是进水堰门，13是混合液回流泵，14是空气管，15是进水渠，16是立轴搅拌机，17是污泥阀门，18是污泥回流堰门，19是外回流污泥渠，20是缺氧区回流泵，21是污泥回流管，22是曝气头，23是回流管，24是空气管阀门。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式做进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1：

见图5。多方案生化处理工艺污水的生化反应池，该生化反应池为长方形，包括七个反应格1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#和好氧格8#；所述七个反应格呈L形排列在生化反应池一侧，其中第1-6个反应格为厌氧格或缺氧格，第七个为兼氧格；所述兼氧格连接好氧格；

好氧格8#为五个廊道回转式连通的形式，布置在生化反应池中的另一侧并占满七个反应格之外的面积；反应格和好氧格之间以隔墙分隔。

七个反应格为方形，1#、2#、3#、4#格并排排列在生化反应池一侧，5#、6#、7#格在第1-4个的垂直方向上排列在生化反应池另一侧。

其中，所述第1-5个反应格底部均设置有泥斗，每格内设置有立轴搅拌机16。7#格内设置有立轴搅拌机16和曝气头22。反应格与好氧格之间的隔墙上方设置有进水渠15，所述进水渠15与1#、3#、4#、5#反应格之间设置有进水堰门12。

其中，所述反应格与所述好氧格之间的隔墙上方设置有外回流污泥渠19，外回流污泥渠19与1#反应格之间设置有污泥回流堰门18，外回流污泥渠19至3#、4#、5#反应格设置污泥回流管21和污泥阀门17(污泥管和阀门在反应格上部)。

其中，所述第1个、第3个、第5个反应格与相邻好氧格之间的三片隔墙上(回流泵在隔墙上安装)设置有混合液回流泵13。

3#反应格中设置有缺氧区回流泵20，缺氧区回流泵20通过管道连接1#反应格，回流管23用于从3#格到1#格的回流。

8#格内设置有空气管14，空气管14上设置有空气管阀门24，用于将空气通过来进行曝气。

实施例2：采用厌氧+缺氧+好氧工艺

以某生活污水处理工程为例，对本多方案AAO工艺活性污泥处理污水系统及方法的应用情况进行说明测试。

某污水处理项目，进水以生活污水为主，水量4000m³/d。采用多方案厌氧-缺氧-好氧处理工艺，进、出水水质如下：

表1 污水厂进、出水水质

项目	COD	BOD	SS	氨氮	TN	TP
							进水指标	360	180	130	36	45	4.0
出水指标	50	10	15	5	12	0.5

1#格污泥回流堰门开启，1#格进水堰门开启，混合液回流泵放置于3#格处，此时1#、2#格为厌氧区，3#～6#格为缺氧区，7#格即可作为缺氧区，也可作为好氧区，作为缺氧区时，1#～7#格立轴搅拌器均开启。7#格作为好氧区时，立轴搅拌机停止运转，曝气头曝气。当进水碳源较充足时，(BOD/TN＝4，BOD/TP＝45)，适合采用此工艺。

生化反应池总有效容积2550m³，其中厌氧格有效容积666m³，缺氧格有效容积333m³，机动格有效容积166m³，好氧格有效容积1385m³。

总产率系数：Yt＝0.7～1.0kgTSS/kgBOD5，污泥负荷：Ls＝0.08～0.11kgBOD5/(kgMLSS·d)，污泥回流比：50～100％，污泥浓度(MLSS)：X＝3.5～4.5g/L。

本项目进水中TN相对于BOD值偏高，BOD/TN为4，碳源不是特别充足，所以兼氧格设为缺氧格。在本项目中，出水指标除SS外，均可达到《城镇污水处理厂污染物排放》一级A标准，在没有投加化学药剂的情况下，生物除磷效果非常好。若要求SS较低，则应增加过滤设施。实施例3

某污水处理项目，进水以生活污水及印染废水为主，水量6000m³/d。采用多方案厌氧酸化-缺氧-好氧处理工艺，进、出水水质如下：

表1 污水厂进、出水水质

项目	COD	BOD	SS	氨氮	TN	TP
							进水指标	700	180	150	20	30	3.5
出水指标	50	10	15	5	12	0.5

4#格污泥回流管阀门开启，1#格进水堰门开启，1#格污泥回流堰门关闭，混合液回流泵放置于5#格处，此时1#～3#格为厌氧酸化区，4#格为厌氧区，5#～7#格为缺氧区，当进水可生化性较差(BOD/COD<0.3)，适合采用此工艺，可提高污水可生化性。

生化反应池总有效容积4250m³，其中厌氧格(厌氧水解格)有效容积848m³，厌氧格有效容积为283m³，缺氧格有效容积为848m³，好氧格有效容积2271m³。

在本项目中，出水指标除SS外，均可达到《城镇污水处理厂污染物排放》一级A标准。

Claims

1.一种多方案生化处理工艺污水的生化反应池，所述生化反应池为长方形，包括七个反应格和好氧格；所述七个反应格呈L形排列在生化反应池一侧，其中第1-6个反应格为厌氧格或缺氧格，第七个为兼氧格；所述兼氧格连接好氧格；

2.根据权利要求1所述的生化反应池，其特征在于，所述七个反应格为方形，第1-4个并排排列在生化反应池一侧，第5-7个在第1-4个垂直方向上排列在生化反应池另一侧。

3.根据权利要求1所述的生化反应池，其特征在于，所述第1-5个反应格底部均设置有泥斗，第1-6个反应格内设置有立轴搅拌机。

4.根据权利要求1所述的生化反应池，其特征在于，所述第7个反应格内设置有立轴搅拌机和曝气头。

5.根据权利要求1所述的生化反应池，其特征在于，所述厌氧或缺氧反应格与所述好氧格之间的隔墙上方设置有进水渠，所述进水渠与第1个、第3个、第4个、第5个反应格之间设置有进水堰门。

6.根据权利要求1所述的生化反应池，其特征在于，所述反应格与所述好氧格之间的隔墙上方设置有外回流污泥渠，外回流污泥渠与第1个反应格之间设置有进泥堰门，外回流污泥渠至第3个、第4个、第5个反应格设置污泥管和阀门。

7.根据权利要求1所述的生化反应池，其特征在于，所述第1个、第3个、第5个反应格与相邻好氧格之间的三片隔墙上设置有混合液回流泵。

8.根据权利要求1所述的生化反应池，其特征在于，所述第3个反应格中设置有污泥回流泵，所述污泥回流泵通过管道连接第1个反应格。

9.权利要求1-8任一所述的生化反应池的运行方法，其特征在于，按照厌氧-缺氧-好氧模式、生物选择区-厌氧-缺氧模式、缺氧-厌氧-好氧模式、UCT模式、厌氧水解酸化-缺氧-好氧模式、缺氧-厌氧酸化-厌氧-好氧模式中的一种运行。

10.权利要求9所述的生化反应池的运行方法，其特征在于，

按照所述厌氧-缺氧-好氧模式运行为：

第1个反应格污泥回流堰门、进水堰门开启，混合液回流泵放置于第3个反应格隔墙处，此时第1、2个反应格为厌氧区，第3-6个反应格为缺氧区，第1-7个反应格内立轴搅拌器均开启，第7个反应格即可作为缺氧区；第7个反应格也可作为好氧区，此时格内立轴搅拌机停止运转，曝气头曝气；

按照所述生物选择区-厌氧-缺氧模式运行为：

第1个反应格污泥回流堰门开启，第1、3个反应格进水堰门开启，混合液回流泵放置于第5个反应格处，此时第1、2个反应格为生物选择区，第3、4个反应格为厌氧区，第5、6个反应格为后缺氧区，污水分别进入第1个反应格、第3个反应格，外回流的活性污泥进入第1个反应格，污水进入预缺氧区和厌氧区的比例为10～20％及80-90％；

按照所述缺氧-厌氧-好氧模式运行为：

第1个反应格污泥回流堰门开启，第1、5个反应格进水堰门开启，混合液回流泵放置于第1个反应格处，此时第1-4个反应格为缺氧区，第5、6个反应格为厌氧区，分点进水至缺氧区及厌氧区，缺氧区进水比例为30～50％，厌氧区进水比例为50～70％；

按照所述UCT模式运行为：

第1个反应格污泥回流堰门关闭，第3个反应格的污泥管上的阀门打开，污泥回流至第3个反应格，第1个反应格进水堰门开启，混合液回流泵放置于第3个反应格处，此时第1、2个反应格为厌氧区，第3-6个反应格为缺氧区，回流污泥在第3个反应格中经过反硝化处理后，开启第3个反应格的回流泵，经管道，将其再回流至第1个厌氧格；

按照所述厌氧水解酸化-缺氧-好氧模式运行为：

第1个反应格污泥回流堰门降低或关闭，第4个、5个反应格的污泥管上的阀门打开，污泥回流至第4个或第5个反应格，第1个反应格进水堰门开启，混合液回流泵放置于第5个反应格末端，此时第1-3个反应格为厌氧区兼厌氧酸化区，作为厌氧区时，立轴搅拌机运转，作为厌氧酸化区时，立轴搅拌机停止运转。第4个反应格为厌氧区，立轴搅拌机运转。第5-7个反应格为缺氧区，污水全部进入厌氧酸化区，污水停留时间为3～4小时；

按照所述缺氧-厌氧酸化-厌氧-好氧模式运行为：

第1个反应格污泥回流堰门打开，污泥全部回流至第1个反应格，第1个反应格进水堰门开启，混合液回流泵放置于第1个反应格末端，第1-3个反应格为缺氧格，第4、5个反应格为厌氧酸化格，搅拌机不开启，第6、7个反应格为厌氧区，搅拌机开启。