CN105198168B - A2/o—mbr—生物接触氧化池双污泥高效反硝化除磷装置与方法 - Google Patents
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Abstract
A2/O—MBR—生物接触氧化池双污泥高效反硝化除磷装置与方法，属于活性污泥污水处理领域。装置主要由水箱(1)、A2/O(3)、膜生物反应器(9)、生物接触氧化池(7)顺序连接组成；方法：根据硝化菌和聚磷菌在污泥龄上存在的矛盾，一方面通过缩短A2/O的污泥龄，将污泥龄较长的硝化菌淘洗出A2/O系统；另一方面，硝化菌以生物膜的形式生长于生物接触氧化池中的生物填料上，充分地进行硝化反应，保证A2/O的缺氧区充足的电子受体，为反硝化除磷提供必要的条件。同时，A2/O和生物接触氧化池通过MBR(膜生物反应器)连接，保证很好的双污泥系统环境。本发明适用于低碳氮比城市污水处理，工艺先进且出水水质稳定，节能降耗优势明显。
Description
技术领域
本发明涉及一种反硝化除磷装置与方法，属于活性污泥法污水处理技术领域，适用于新建污水厂及老污水厂的提标改造、市政污水和工业废水的处理等污水处理技术领域。
背景技术
我国城镇污水存在C/N比较低，能够用来进行厌氧释磷和反硝化脱氮的易降解碳源更低，对污水处理提出极大挑战。目前，我国很多污水处理厂不能稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A排放标准，其尤为关键的是出水TN、TP和SS无法稳定达标。
硝化反应需要长泥龄的硝化菌和好氧条件，反硝化则需要短泥龄的聚磷菌和厌氧条件，而吸磷则需要好氧条件，硝化菌和聚磷菌在泥龄上存在着矛盾。若泥龄太高，不利于磷的去除，泥龄太低，硝化菌无法存活，且泥量过大也会影响后续污泥处理。
膜生物反应器具有容积负荷高、水力停留时间短等特点，避免了因为污泥丝状菌膨胀或因其它污泥沉降问题而影响曝气区MLSS浓度，污水处理设施占地面积小；其次，因其F/M比较低，所以剩余污泥量较少；此外，膜生物反应器还具有显著的截留作用，可保留世代周期较长的微生物，实现对污水深度净化，为深度除磷脱氮提供可能。
生物接触氧化法的有机物去除效率高,处理水量大，广泛应用于污水处理领域。生物接触氧化法填料比表面积大，提供了巨大的生物栖息空间,使大量的生物得以附着生长，可形成稳定性较好的高密度生态体系，挂膜周期相对缩短，在处理相同水量的情况下，水力停留时间短，场地占用面积小，系统耐冲击负荷能力强，污泥产量少。此外，在操作过程中一般不会产生污泥膨胀，操作简单，维护运行费用低。
A2/O—MBR—生物接触氧化池集A2/O、MBR与生物接触氧化池优势于一体，成功解决了传统工艺中DPAOS、反硝化菌与硝化菌的竞争性矛盾：一个工艺中存在两个污泥龄，将硝化过程从A2/O中分离出去，让生物接触氧化池充分进行硝化反应。A2/O在短泥龄条件下运行，不要求有硝化功能，发挥其除磷和反硝化效果好的优点：生物接触氧化池在长泥龄条件下运行，不但不影响系统的除磷效果，反而更有利于硝化效果的稳定和高效；生 物接触氧化池回流回来的硝态氮为A2/O的缺氧区提供了充足的电子受体，为反硝化除磷提供了很好的环境，反硝化除磷技术实现了“一碳两用”，最大限度地缓解了低C/N比污水处理的难题。
发明内容
本发明目的是提供一种高效的反硝化除磷装置与方法，A2/O和生物接触氧化池通过MBR(膜生物反应器)连接，保证很好的双污泥系统环境，在该工艺中表现出几大优势：一方面大大节省了占地面积，另一方面能更好的保证A2/O内的活性污泥浓度，避免污泥流失造成生化反应速率降低，同时，MBR的应用能相对减少污泥产量，减少污泥处置费用。
该装置集A2/O、MBR与生物接触氧化池优势于一体，成功解决了传统工艺中DPAOS、反硝化菌与硝化菌的竞争性矛盾：一个工艺中存在两个污泥龄，将硝化过程从A2/O中分离出去，让污水在生物接触氧化池充分进行硝化反应。A2/O在短泥龄条件下运行，不要求有硝化功能，发挥其除磷和反硝化效果好的优点：生物接触氧化池在长泥龄条件下运行，不但不影响系统的除磷效果，反而更有利于硝化效果的稳定和高效；生物接触氧化池回流回来的硝态氮为A2/O的缺氧区提供了充足的电子受体，为反硝化除磷提供了很好的环境，反硝化除磷技术实现了“一碳两用”，有利于出水稳定达《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A排放标准。
A2/O—MBR—生物接触氧化池双污泥高效反硝化除磷装置，其特征在于：主要由水箱(1)、A2/O(3)、膜生物反应器(9)与生物接触氧化池(7)顺序连接组成，其中A2/O(3)包括厌氧区(4)、缺氧区(5)和好氧区(6)；水箱(1)通过进水泵(2)与厌氧区(4)连接，厌氧区(4)与缺氧区(5)连接，缺氧区(5)与好氧区(6)连接，好氧区(6)中放置膜生物反应器(9)，好氧区(6)底部设置曝气装置；膜生物反应器(9)通过压力表(10)、真空泵(11)连接到生物接触氧化池(7)；生物接触氧化池(7)通过硝化液回流泵(17)与缺氧区(5)连接，好氧区(6)底部的活性污泥通过污泥回流泵(14)与厌氧区(4)连接；鼓风机(19)分别通过电磁阀(16)、转子流量计(18)、微孔曝气头(15)与好氧区(6)和生物接触氧化池(7)连接；DPAOS(反硝化聚磷菌)、反硝化菌等呈悬浮状态生长于A2/O的活性污泥絮体中，硝化菌以生物膜的形式生长于生物接触氧化池中的生物填料(12)上。
A2/O—MBR—生物接触氧化池双污泥高效反硝化除磷装置进行脱氮除磷的方法，包括以下步骤：
1)生活污水由水箱(1)经进水泵(2)进入A2/O(3)的厌氧区(4)，同步进入的还有来自好氧区(6)底部经污泥回流泵(14)抽回的回流污泥，控制HRT厌氧为2～3h，在厌氧区(4)内进行厌氧释磷反应，DPAOS利用原水中的VFAs(挥发性脂肪酸)，合成内碳源PHAs，同时释放磷。
2)混合液从厌氧区(4)进入缺氧区(5)，同时进入的还有来自生物接触氧化池(7)的硝化液，控制HRT缺氧为3～5h，DPAOS以硝酸盐氮为电子受体，以PHAs为电子供体，进行反硝化吸磷。
3)混合液从缺氧区(5)进入好氧区(6)，控制HRT好氧为0.5～1.5h，同时，控制溶解氧浓度为1.5～2.5mg/L，进行混合液中剩余磷的好氧去除，DPAOS以氧气为电子受体，以PHAs为电子供体，好氧吸磷。
4)混合液从好氧区(6)进入膜生物反应器(9)，实现泥水分离，含有氨氮的污水经真空泵(11)泵入到生物接触氧化池(7)，底部污泥经污泥回流泵(14)抽回到厌氧区(4)，污泥回流比控制在75％～125％。
5)生物接触氧化池(7)中投加生物填料(12)，比表面积为200m2/m3～800m2/m3，填充比为30～45％，通过控制生物接触氧化区的水力停留时间4～6h、溶解氧浓度1.5～2.5mg/L，硝化菌将氨氮氧化为硝酸盐氮，生物接触氧化池(7)出水通过硝化液回流泵(17)回流到缺氧区(5)，硝化液回流比控制在150％～350％，另一部分从出水口(13)排放。
通过A2/O(3)混合液的排放，保持A2/O(3)中活性污泥MLSS为3000～4500mg/L，污泥龄为11～14d。
附图说明
图1为A2/O—MBR—生物接触氧化池双污泥高效反硝化除磷装置。
图1中：1-水箱；2-进水泵；3-A2/O；4-厌氧区；5-缺氧区；6-好氧区；7-生物接触氧化池；8-搅拌器；9-膜生物反应器；10-压力表；11-真空泵；12-生物填料；13-出水口；14- 污泥经污泥回流泵；15-微孔曝气头；16-电磁阀；17-硝化液回流泵；18-转子流量计；19-鼓风机。
图2为A2/O—MBR—生物接触氧化池双污泥高效反硝化除磷装置沿程水质变化监测结果。
具体实施方式
结合图1，详细说明本发明的实施方案：
1)启动系统：接种传统污水处理厂活性污泥，其MLSS>8000mg/L、MLVSS/MLSS>0.65、SV<45％，投加至A2/O(3)中，使污泥浓度为4000mg/L。
2)生活污水由水箱(1)经进水泵(2)进入A2/O(3)的厌氧区(4)，同步进入的还有来自好氧区(6)末端底部经污泥回流泵(14)抽回的回流污泥，控制HRT厌氧为2h，在厌氧区(4)内进行厌氧释磷反应。
2)混合液从厌氧区(4)进入缺氧区(5)，同时进入的还有来自生物接触氧化池(7)的硝化液，控制HRT缺氧为4h，进行反硝化吸磷。
3)混合液从缺氧区(5)进入好氧区(6)，控制HRT好氧为0.5h，进行好氧吸磷反应。
4)混合液从好氧区(6)进入膜生物反应器(9)，实现泥水分离，含有氨氮的污水经真空泵(11)进入到生物接触氧化池(7)，底部污泥经污泥回流泵(14)抽回到厌氧区(4)，污泥回流比控制在100％。
5)生物接触氧化池(7)中投加生物填料(12)，比表面积为500m2/m3，填充比为40％，通过控制生物接触氧化区的水力停留时间5h、溶解氧浓度2mg/L，硝化菌将氨氮氧化为硝酸盐氮，生物接触氧化池(7)出水通过硝化液回流泵(17)回流到缺氧区(5)，硝化液回流比控制在300％，另一部分从出水口(13)排放。
6)污泥龄：通过控制混合液的排放量，控制反应器中絮体污泥的污泥龄为14d。
7)以北京某大学教工住宅小区化粪池生活污水为进水，水质状况如表1。
表1进水水质
8)试验结果表明：系统运行稳定后，出水COD浓度为10～50mg/L，NH4 +-N浓度为0～1.0mg/L，NO3 --N浓度为0～12mg/L，TN浓度为7～14mg/L。沿程出水水质如图2所示，达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A排放标准。
Claims (1)
1.A2/O—MBR—生物接触氧化池双污泥高效反硝化除磷方法，应用以下装置，该装置由水箱(1)、A2/O(3)、与生物接触氧化池(7)顺序连接而成，其中A2/O(3)包括厌氧区(4)、缺氧区(5)和好氧区(6)；水箱(1)通过进水泵(2)与厌氧区(4)连接，厌氧区(4)与缺氧区(5)连接，缺氧区(5)与好氧区(6)连接，好氧区(6)中放置膜生物反应器(9)，好氧区(6)底部设置曝气装置，膜生物反应器(9)通过压力表(10)、真空泵(11)连接到生物接触氧化池(7)；生物接触氧化池(7)通过硝化液回流泵(17)与缺氧区(5)连接，好氧区(6)底部通过污泥回流泵(14)与厌氧区(4)连接；好氧区(6)和生物接触氧化池(7)均设置曝气装置；生物接触氧化池(7)中放置生物填料(12)；厌氧区(4)与缺氧区(5)内均安装搅拌器(8)；
其特征在于，包括以下步骤：
1)生活污水由水箱(1)经进水泵(2)进入A2/O(3)的厌氧区(4)，同步进入的还有来自好氧区(6)末端底部经污泥回流泵(14)抽回的回流污泥，控制HRT厌氧为2～3h，在厌氧区(4)内进行厌氧释磷反应；
2)混合液从厌氧区(4)进入缺氧区(5)，同时进入的还有来自生物接触氧化池(7)的硝化液，控制HRT缺氧为3～5h，进行反硝化吸磷；
3)混合液从缺氧区(5)进入好氧区(6)，控制HRT好氧为0.5～1.5h，进行好氧吸磷反应；
4)混合液从好氧区(6)进入膜生物反应器(9)，实现泥水分离，含有氨氮的污水经真空泵(11)进入到生物接触氧化池(7)，底部污泥经污泥回流泵(14)抽回到厌氧区(4)，污泥回流比控制在75％～125％；
5)生物接触氧化池(7)中投加生物填料(12)，比表面积为200m2/m3～800m2/m3，填充比为30～45％，通过控制生物接触氧化区的水力停留时间4～6h、溶解氧浓度1.5～2.5mg/L，硝化菌将氨氮氧化为硝酸盐氮，生物接触氧化池(7)出水通过硝化液回流泵(17)回流到缺氧区(5)，硝化液回流比控制在150％～350％，另一部分从出水口(13)排放；
A2/O(3)中活性污泥MLSS为3000～4500mg/L，污泥龄为11～14d。
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