CN105481191A - 一种污泥减量与脱氮除磷耦合处理装置与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的污泥减量与脱氮除磷耦合处理装置,包括一体化生物反应池和连接于一体化生物反应池后端的二沉池,一体化生物反应池的前端设置有进水分配管;二沉池后端设置有出水管,二沉池底部设置有剩余污泥排放管和污泥回流管;一体化生物反应池包括沿进水方向依次连接的生物絮凝池、预沉池、厌氧池、缺氧池Ⅰ、好氧池Ⅰ、缺氧池Ⅱ和好氧池Ⅱ;生物絮凝池内设置搅拌装置,预沉池底部设置有排泥管,厌氧池、缺氧池Ⅰ、好氧池Ⅰ、缺氧池Ⅱ和好氧池Ⅱ内均装填有球形多孔微生物载体填料;进水分配管与生物絮凝池、缺氧池Ⅰ和缺氧池Ⅱ相连接,污泥回流管与生物絮凝池和厌氧池相连接。该装置能够应对短时间高浓度有机负荷,污泥产量小、脱氮除磷效果好。

Description

一种污泥减量与脱氮除磷耦合处理装置与方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种污泥减量与脱氮除磷耦合处理装置与方法,属于污水处理技术领域。
背景技术
[0002]随着我国社会经济的快速发展,城镇化和工业化地不断进行,不可避免地对我国的生态环境造成影响。尤其在水环境方面,水体污染和水体营养化对环境造成的破坏越发明显。水环境已经对工农业的发展造成了极大地阻碍,严重制约着我国经济的可持续发展。水环境保护逐步得到各国政府和社会的大力关注,污水处理产业得到了飞速发展,同时也提出了更高的要求,特别是对出水的氮、磷含量要求越来越严格。
[0003]污水的生物处理技术已有一百多年的历史,近年来,全国各地已经建立了许多相当规模的城市污水处理厂,这些污水处理厂对当地水环境治理起到了至关重要的作用,但污水处理厂在实际运行过程中经常遇到进水异常、突变等突发情况,例如高浓度进水冲击、重金属和有毒有害物质的中毒、泥沙类高SS无机颗粒物以及油类物质的冲击等。虽然这些情况并非污水处理厂的常态化问题,但是一旦发生,污水处理厂处理工艺功能难以主动应对,影响轻时,活性污泥系统内微生物平衡可能被打破,承受能力越差的功能细菌受冲击越大,最终影响硝化、反硝化、生物除磷等反应过程,导致出水超标。影响严重时,活性污泥系统瘫痪,恢复周期很长,使污水厂无法正常运行。目前,某些城市污水管网监管压力较大,偷排现象时有发生,污水水源性质较为复杂,基于此从工艺功能结构上增加异常进水时运行过程的可调控性,应对进水异常情况,规避运行风险,对污水处理厂的稳定运行具有重要的意义。
[0004]活性污泥法在污水、废水生物处理进程中一直发挥着巨大的作用,是应用最为广泛的处理技术之一。活性污泥工艺主要的弱点之一是污泥产量大,污水处理厂在净化污水的同时产生了大量剩余污泥。另一方面,水处理的主要目标已经由对有机物的去除转向对氮、磷的去除。近年来,虽然我国污水处理率不断提高,但是由氮磷污染引起的水体富营养问题不仅没有解决,而且有日益严重的趋势,传统脱氮除磷工艺存在诸多问题和弊端,我国污水处理厂在脱氮除磷方面普遍存在着能耗高、效率低以及运行不稳定的缺点,存在着许多急待解决的科学和技术问题,如何提高传统污水处理工艺脱氮除磷的效果,尤其是低碳氮比污水的脱氮除磷效果成为了迫切需要解决的问题。
[0005]总之,目前大多数污水处理厂都面临生物脱氮碳源不足和产生大量剩余污泥的问题,处理与处置费用高昂。因此如何在污水处理过程中消减污泥产生量,同时提高脱氮除磷的效果,尤其是低碳氮比污水的脱氮除磷效果成为了迫切需要解决的问题。为此,研发新型的污泥减量与促进脱氮除磷耦合技术及其工艺系统,对我国污水处理事业的发展具有重大的意义。
发明内容
[0006]本发明针对污水处理工艺存在的污水处理流程长、污泥产量大、氮磷去除效率不高、应对异常进水抗冲击能力弱以及处理成本高等问题,设计了一种集生物絮凝沉淀、同步硝化反硝化脱氮、污泥原位减量于一体的污泥减量与脱氮除磷耦合处理装置,该装置能够应对短时间高浓度有机负荷,同时具有污泥产量小、脱氮除磷效果好、抗冲击能力强、处理流程简单等优点,是一种可有效应对异常进水的城市污水处理装置。
[0007]本发明还提供了一种污泥减量与脱氮除磷耦合处理的方法。
[0008] 发明概述:
本发明主要是在现有脱氮处理与污泥减量耦合工艺的基础上,将生物絮凝沉淀和生物处理工艺有机结合和应用,前置生物絮凝池和预沉池,增加了二沉池到生物絮凝池的污泥回流点,污泥回流由传统的一点回流增加为两点回流,并且改变了生物反应池的体积比,还研制了一种新的球形多孔微生物载体填料,得到了本发明的污泥减量与脱氮除磷耦合处理装置与方法。
[0009 ]本发明克服其技术问题所采用的技术方案是:
一种污泥减量与脱氮除磷耦合处理装置,包括:
一体化生物反应池和连接于一体化生物反应池后端的二沉池,一体化生物反应池的前端设置有进水分配管;二沉池的后端设置有出水管,二沉池的底部设置有剩余污泥排放管以及连接于一体化生物反应池底部的污泥回流管;
所述一体化生物反应池包括沿进水方向依次连接的生物絮凝池、预沉池、厌氧池、缺氧池1、好氧池1、缺氧池π和好氧池Π ;生物絮凝池内设置有搅拌装置,预沉池的底部设置有排泥管,厌氧池、缺氧池1、好氧池1、缺氧池π和好氧池Π内均装填有球形多孔微生物载体填料;
所述进水分配管与生物絮凝池、缺氧池I和缺氧池Π相连接,所述污泥回流管与生物絮凝池和厌氧池相连接。
[0010]根据本发明优选的,生物絮凝池、预沉池、厌氧池、缺氧池1、好氧池1、缺氧池Π和好氧池π的体积比为1:1:1:1:2:1: 3。
[0011]根据本发明优选的,还包括曝气系统,所述曝气系统包括空压机、与空压机相连接的曝气管路以及设置于管路上的多个微孔曝气头,微孔曝气头分别设置于好氧池I和好氧池π的底部。
[0012]根据本发明优选的,一体化生物反应池和二沉池之间设置有辅助化学除磷投药系统,使得经过一体化生物反应池处理后的污水进一步除磷之后再进入二沉池。
[0013]根据本发明优选的,所述球形多孔微生物载体填料包括弹性填料支撑架以及通过连接轴与弹性填料支撑架相连接的具有相同球心的悬浮填料支撑壳,弹性填料支撑架上设置有弹性填料;悬浮填料支撑壳表面呈六边形孔状且内部填充有若干个不规则的高孔隙率载体;各高孔隙率载体之间存在缝隙组成网状结构,并且内部高孔隙率载体可绕中心旋转轴旋转。
[0014]根据本发明优选的,所述弹性填料支撑架包括至少2个经线圈状支架和至少1个玮线圈状支架;所述经线圈状支架均匀对称设置,所述玮线圈状支架的个数为奇数。当玮线圈状支架的个数为1时,玮线圈状支架为设置于赤道上的赤道玮线圈支架;当玮线圈状支架的个数大于1时,玮线圈状支架包括1个赤道玮线圈支架和至少1对关于赤道玮线圈对称的非赤道玮线圈支架。
[0015]根据本发明优选的,所述弹性填料支撑架的直径为15cm,悬浮填料支撑壳的内径为12cm;所述高孔隙率载体的孔隙率大于0.9。
[0016]本发明还提供了利用上述污泥减量与脱氮除磷耦合处理装置的方法,其包括步骤如下:
51、分别往厌氧池、缺氧池1、好氧池1、缺氧池Π和好氧池Π内装填球形多孔微生物载体填料,所述厌氧池、缺氧池I和缺氧池Π内装填球形多孔微生物载体填料的体积比为90-100%,好氧池I和好氧池Π内装填球形多孔微生物载体填料的体积比为40-60%;
52、启动装置,根据进水水质情况灵活调节生物絮凝池、缺氧池I和缺氧池Π的进水量;
53、搅拌装置对生物絮凝池进行搅拌,污水经过生物絮凝池生物絮凝后,进入预沉池沉淀,沉淀后的初沉污泥由排泥管排出至污泥处理单元,而后污水依次进入厌氧池、缺氧池1、好氧池1、缺氧池Π和好氧池Π,由曝气系统对好氧池I和好氧池Π进行曝气;所述生物絮凝池、预沉池、厌氧池、缺氧池1、好氧池1、缺氧池Π和好氧池Π内的水力停留时间HRT分别为0.5Κ1.11ι、1.61ι、1.61ι、3.21ι、1.61^Ρ4.81ι;
54、对上述步骤S3中一体化生物反应池处理后的污水经辅助化学除磷投药系统后进入二沉池,二沉池内的水力停留时间HRT为4h,二沉池沉淀过后的污水经出水管出水,二沉池内的污泥回流比为50-150%,根据进水水质情况灵活调节生物絮凝池和厌氧池的污泥回流量,剩余污泥经剩余污泥排放管排出。
[0017]根据本发明优选的,在正常进水水质条件下时:所述步骤S2中,污水分配至生物絮凝池、缺氧池I和缺氧池Π的进水量比为2:5:3;所述步骤S4中,二沉池内的污泥回流比为100%,污泥全部回流至生物絮凝池内;在异常进水水质条件下时:所述步骤S2中,污水全部进入生物絮凝池;所述步骤S4中,二沉池内的污泥回流比为100%,生物絮凝池和厌氧池内的污泥回流量比为2:8。
[0018]本发明的有益效果是:
1、本发明的装置能灵活转换进水及污泥回流方式,使得该装置不仅可以处理正常进水,还可以有效应对异常进水,在应对异常进水时具有以下优点:
1)当高浓度有机废水、重金属废水、高无机颗粒废水进入时,全部进水进入生物絮凝池,回流污泥20%回流至生物絮凝池,可以将大量高浓度有机物质、无机胶体或颗粒物、油类物质等在进入生物反应池前去除,具有抗高负荷冲击的优势,并且解决了重金属等有毒废水对活性污泥系统的破坏。
[0019] 2)针对短时间高浓度有机负荷,该装置有平衡负荷冲击的作用。
[0020] 2、本发明的装置集污水生物脱氮除磷与污泥减量为一体,在去除含碳有机物的同时,具有良好的脱氮除磷和污泥减量的效果。多级缺氧好氧生物反应池提供的多氧化还原环境能够实现同步硝化反硝化(SND),通过球形多孔微生物载体填料进行高效脱氮,并且能够对原位污泥进行有效的分解、消化,从根本上减少污泥产量。
[0021] 3、本发明采用了一种新型的球形多孔微生物载体填料,该填料具有较大的空间结构,在球体空间上沿球体表面到球心,能够较容易形成好氧-缺氧-厌氧的多氧化还原条件,容易挂膜,球形多孔微生物载体填料挂膜后,在曝气池中,呈现流化状态,有效促进了营养物质和氧气的传质,还能够很大程度上粘附污泥,该填料还有利于进行硝化作用和污水脱氮。
[0022] 4、本发明采用污水多段进水与污泥多点回流方式相结合。正常进水时,采用三段进水方式,生物絮凝池、缺氧池1、缺氧池Π进水量比为2: 5:3,分段进水的方式能够更加有效地利用有限的碳源,促进反硝化细菌的生长,而好氧池进行硝化不需要碳源,从而抑制异养菌的生长,促进硝化细菌的生长;异常进水时,污泥采用两点回流方式,污泥回流至生物絮凝池和厌氧池的比值为2:8,回流污泥在生物絮凝池发挥生物絮凝、吸附,起到一级强化处理的作用。
[0023] 5、多级缺氧好氧反应条件可以灵活调节。整个装置的生物反应池共分为九段,除生物絮凝池外,每段生物反应池的体积相同,因此可以根据需要调节多级缺氧好氧条件,使得生物反应池变为二级缺氧好氧生物反应池或三级缺氧好氧生物反应池,能够提供多种不同的条件来进行工作,满足多种工艺需要。
[0024] 6、本发明的装置安装方便、操作简捷、性能可靠稳定、处理效果良好且制作成本低。工艺流态为推流式,生物载体填料为悬浮式填料,无需支撑固定,使用方便,能够达到良好的污水脱氮和污泥减量效果。
附图说明
[0025]图1为本发明污泥减量与脱氮除磷耦合处理装置的结构示意图。
[0026]图2为本发明的球形多孔微生物载体填料的俯视结构示意图。
[0027]图3为本发明的球形多孔微生物载体填料的剖面结构示意图。
[0028]图中,1、进水管,2、进水提升栗,3、进水分配管,4、生物絮凝池,5、预沉池,6、厌氧池,7、缺氧池I,8、好氧池I,9、缺氧池Π,10、好氧池Π,11、二沉池,12、出水管,13、排泥管,14、搅拌装置,15、微孔曝气头,16、球形多孔微生物载体填料,17、污泥回流管,18、剩余污泥排放管,19、空压机,20、辅助化学除磷投药系统,21、污泥回流栗,22、剩余污泥栗,161、弹性填料,162、弹性填料支撑架,163、悬浮填料支撑壳,164、高孔隙率载体,165、中心旋转轴,166、连接轴,1621、经线圈状支架,1622、玮线圈状支架。
具体实施方式
[0029]为了便于本领域人员更好的理解本发明,下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明,下述仅是示例性的不限定本发明的保护范围。
[0030] 实施例1、
如图1所示,本发明的污泥减量与脱氮除磷耦合处理装置,包括:一体化生物反应池、连接于一体化生物反应池后端的二沉池11、曝气系统以及设置于一体化生物反应池和二沉池11之间的辅助化学除磷投药系统20。
[0031]所述一体化生物反应池包括沿进水方向依次连接的生物絮凝池4、预沉池5、厌氧池6、缺氧池17、好氧池18、缺氧池Π 9和好氧池Π 10,其体积比为1:1:1:1:2:1:3,一体化生物反应池内各反应池之间通过池壁孔洞保持水力连接,并且为防止短流,采用斜对角进出水。一体化生物反应池的前端设置有进水分配管3,所述进水分配管3与生物絮凝池4、缺氧池17和缺氧池Π 9相连接,进水分配管3的前端设置有进水管1,所述进水管1与进水分配管3之间设置有进水提升栗2;生物絮凝池4内设置有搅拌装置14用以防止污泥沉淀,预沉池5的底部设置有排泥管13用于将经过预沉池沉淀后的初沉污泥排出至污泥处理单元,厌氧池6、缺氧池17、好氧池18、缺氧池Π 9和好氧池Π 10内均装填有球形多孔微生物载体填料16。
[0032] 所述二沉池11的后端设置有出水管12,二沉池11的底部设置有剩余污泥排放管18以及连接于一体化生物反应池底部的污泥回流管17,剩余污泥排放管18和污泥回流管17分别通过剩余污泥栗22和污泥回流栗21抽取污泥,所述污泥回流管17与生物絮凝池4和厌氧池6相连接。
[0033]所述曝气系统包括空压机19、与空压机相连接的曝气管路以及设置于管路上的多个微孔曝气头15,微孔曝气头15分别设置于好氧池18和好氧池Π 10的底部为好氧池提供氧气。
[0034]本发明的一体化生物反应池采用二级A0工艺(二级缺氧好氧工艺),即污水在流经厌氧池6之后,依次流经缺氧池17和好氧池18、缺氧池Π 9和好氧池Π 10这两个A0处理段,交替接触缺氧和好氧环境,构成了多氧化还原环境,对污水脱氮及污泥减量起到了至关重要的作用。
[0035] 实施例2、
实施例1所述的球形多孔微生物载体填料16为PVC—体注塑而成,如图3所示,其包括球形弹性填料支撑架162以及通过连接轴166与弹性填料支撑架相连接的具有相同球心的悬浮填料支撑壳163,弹性填料支撑架162上设置有弹性填料161。如图2所示,所述弹性填料支撑架162包括至少2个经线圈状支架1621和至少1个玮线圈状支架1622,所述经线圈状支架1621均匀对称设置,所述玮线圈状支架1622的个数为奇数;当玮线圈状支架1622的个数为1时,玮线圈状支架1622为设置于赤道上的赤道玮线圈支架;当玮线圈状支架1622的个数大于1时,玮线圈状支架1622包括1个赤道玮线圈支架和至少1对关于赤道玮线圈对称的非赤道玮线圈支架。本实施例优选为4个经线圈状支架1621和3个玮线圈状支架1622,如图2所不ο
[0036]所述悬浮填料支撑壳163表面呈六边形孔状,如图3所示,其内部填充有若干个不规则的高孔隙率载体164,各高孔隙率载体之间存在缝隙组成网状结构,并且高孔隙率载体164可绕中心旋转轴165旋转。弹性填料支撑壳162的直径为15cm,悬浮填料支撑壳163的内径为12cm;所述高孔隙率载体164的孔隙率大于0.9。球形多孔微生物载体填料16具有较大的空间结构,在球体空间上沿球体表面到球心,能够较容易形成好氧-缺氧-厌氧的多氧化还原条件,容易挂膜,球形多孔微生物载体填料16挂膜后,在曝气池中,呈现流化状态,有效促进了营养物质和氧气的传质。在一体化生物反应池启动后由于球形多孔微生物载体填料具有的空间结构上的优势,可以使载体外部与内部、生物膜的内外表面产生溶解氧梯度差,在溶解氧含量较高的载体外部及生物膜表面,硝化菌、好氧菌成为优势菌种,有利于进行硝化作用。而在填料内部,溶解氧含量少,形成缺氧环境,促进反硝化细菌的生长,有利于反硝化作用的进行,在球形多孔微生物载体填料处会形成同步硝化反硝化作用,有利于污水脱氮。与此同时,球形多孔微生物载体填料内部具有的网状结构以及绕中心轴转动的特性,有利于微生物挂膜,能够更大程度上的粘附污泥。
[0037] 实施例3、
在正常进水水质条件下时,进水水质指标为:COD:260〜400 mg/L、SS:100〜300 mg/L、氨氮:75〜100mg/L、总氮:80〜130mg/L、总磷:2.0〜5.0 mg/L。
[0038]利用实施例1所述的污泥减量与脱氮除磷耦合处理装置的方法,本实施例包括步骤如下:
S1、分别往厌氧池6、缺氧池17、好氧池18、缺氧池Π 9和好氧池Π 10内装填实施例2所述的球形多孔微生物载体填料16,所述厌氧池6、缺氧池17和缺氧池Π 9内装填球形多孔微生物载体填料16的体积比为90-100%,好氧池18和好氧池Π 10内装填球形多孔微生物载体填料16的体积比为40-60%。
[0039] S2、启动装置,使得污水由进水管1通过进水提升栗2提升,通过阀门调节使进水分配管3分配至生物絮凝池4、缺氧池17和缺氧池Π9内,所述生物絮凝池4、缺氧池17和缺氧池Π 9的进水量比为2:5:3。
[0040] S3、搅拌装置14对生物絮凝池4进行搅拌,污水经过生物絮凝池4生物絮凝后,进入预沉池5沉淀,沉淀后的初沉污泥由排泥管13排出至污泥处理单元,而后污水依次进入厌氧池6、缺氧池17、好氧池18、缺氧池Π 9和好氧池Π 10,由曝气系统对好氧池18和好氧池Π 10进行曝气;所述运行参数为:MLSS 3000〜5000 mg/L,MLVSS 1800〜2800 mg/L,SV30 20〜40%,溶解氧1.5-4.0mg/L,污泥龄18d,所述生物絮凝池4、预沉池5、厌氧池6、缺氧池17、好氧池18、缺氧池Π 9和好氧池Π 10内的水力停留时间HRT分别为0.5h、1.lh、1.6h、1.6h、3.2h、1.6h和4.8h。从图1可以看出,好氧池18包括两个池子,好氧池Π10包括3个池子,即上述好氧池18内的水力停留时间HRT为3.2h实质上是好氧池18所包括的每个池子内的水力停留时间HRT分别为1.6h,同理,好氧池Π10所包括的每个池子内的水力停留时间HRT也分别为1.6h。
[0041] S4、对上述步骤S3中一体化生物反应池处理后的污水经辅助化学除磷投药系统20后进入二沉池11,二沉池内的水力停留时间HRT为4h,二沉池沉淀过后的污水经出水管12出水,二沉池内的污泥回流比为100%,污泥全部回流至生物絮凝池4内,剩余污泥经剩余污泥排放管18排出。在正常进水条件下,20%进水使得池内有一定的易降解有机物,且数量比较少,而回流污泥带来大量的各种微生物为争夺营养源而进行激烈的竞争,达到优胜劣汰的作用,起到生物选择池作用,生物絮凝池4缺氧的环境适合反硝化细菌生长,反硝化细菌利用易降解的有机物作为电子供体,利用硝酸盐作为电子受体,获得迅速增值,即反硝化作用,起到一定的脱氮作用。生物絮凝池4作为生物选择池作用还体现在它承担起整个一套循环所需要的各种菌群的分配与供给,而紧接生物絮凝池后的是厌氧池6,此时对于聚磷菌就要格外“照顾”,保证一切影响聚磷菌优势地位的因素在厌氧池之前降到最低。影响聚磷菌除磷最主要的因素是溶解氧(分子态或化合态),若进入到厌氧池6的硝酸盐(化合态氧)含量高,不能保持较好的厌氧环境,使聚磷菌释放磷的效果不好,在好氧池吸磷的效果降低,不利于磷的去除。所以,生物絮凝池4通过反硝化作用去掉回流污泥混合液中的硝酸盐,保证厌氧池6的厌氧环境,从而保证聚磷菌的除磷效果。在生物絮凝池4中,将进水和回流污泥迅速混合,在对高底物(底物,既指易降解有机物,也指氮、磷等营养元素和溶解氧)浓度原污水进行均匀生物接种后,根据微生物选择理论,处以饥饿状态的主要微生物菌胶团在高底物浓度下,因具有较高的增殖速率而迅速达到较高的代谢活动,成为优势微生物,并且在兼氧一厌氧状态下迅速将易降解的溶解性有机质转化为储存于细胞中的有机物(如糖原、聚合羟基丁酸脂等),并随后将其转化成负责形成粘聚性活性污泥絮体的细胞外物质,这样在生物絮凝池4中迅速形成沉降性能良好的活性污泥絮体。
[0042] 在正常进水情况下,采用多点进水运行方式进行调控,使得20%的污水进入生物絮凝池4和全部污泥回流至生物絮凝池4,提高了生物脱氮除磷效率。连续运行6个月后,C0D、
SS、氨氮、总氮、总磷指标均稳定达到国际一级A排放标准。其中C0D去除率达到95-97%,SS去除率达到96-98%,氨氮去除率达到95-98%,总氮去除率达到78-88%,总磷去除率达到90-95%,污泥产率仅为0.05kgMLSS/kgC0D,优于其他生物膜工艺,具有良好的污泥减量效果。
[0043] 实施例4、
在异常进水水质条件下,进水水质指标为:C0D:260〜400 mg/L、SS:500〜600mg/L、氨氮:75〜100mg/L、总氮:80〜130mg/L、总磷:2.0〜5.0 mg/L。
[0044]利用实施例1所述的污泥减量与脱氮除磷耦合处理装置的方法,本实施例包括步骤如下:
S1、分别往厌氧池6、缺氧池17、好氧池18、缺氧池Π 9和好氧池Π 10内装填实施例2所述的球形多孔微生物载体填料16,所述厌氧池6、缺氧池17和缺氧池Π 9内装填球形多孔微生物载体填料16的体积比为90-100%,好氧池18和好氧池Π 10内装填球形多孔微生物载体填料16的体积比为40-60%。
[0045] S2、启动装置,使得污水由进水管1通过进水提升栗2提升,通过阀门调节使进水分配管3将污水全部分配进入生物絮凝池4。
[0046] S3、搅拌装置14对生物絮凝池4进行搅拌,污水经过生物絮凝池4生物絮凝后,进入预沉池5沉淀,沉淀后的初沉污泥由排泥管13排出至污泥处理单元,而后污水依次进入厌氧池6、缺氧池17、好氧池18、缺氧池Π 9和好氧池Π 10,由曝气系统对好氧池18和好氧池Π 10进行曝气;所述运行参数为:MLSS 3000〜4000 mg/L,所述生物絮凝池4、预沉池5、厌氧池6、缺氧池17、好氧池18、缺氧池Π 9和好氧池Π 10内的水力停留时间HRT分别为0.5h、1.lh、1.611、1.611、3.211、1.611和4.811。从图1可以看出,好氧池18包括两个池子,好氧池1110包括3个池子,即上述好氧池18内的水力停留时间HRT为3.2h实质上是好氧池18所包括的每个池子内的水力停留时间HRT分别为1.6h,同理,好氧池Π 10所包括的每个池子内的水力停留时间HRT也分别为1.6h。
[0047] S4、对上述步骤S3中一体化生物反应池处理后的污水经辅助化学除磷投药系统20后进入二沉池11,二沉池内的水力停留时间HRT为4h,二沉池沉淀过后的污水经出水管12出水,二沉池内的污泥回流比为100%,生物絮凝池4和厌氧池6内的污泥回流量比为2:8,剩余污泥经剩余污泥排放管18排出。在异常进水条件下,即当高浓度有机废水、重金属废水、高无机颗粒废水进入时,生物絮凝池4主要作为生物絮凝沉淀池使用,在生物絮凝池4,进水中的有机物、重金属、无机胶体或颗粒物、油类迅速与回流污泥混合,在预沉池5,回流污泥吸附沉淀上述物质,生物絮凝池4和预沉池5同时具有絮凝、吸附、沉淀及反硝化脱氮功能,起到一级强化处理的作用。经预沉池5处理后的污水再进入厌氧池6与回流的80%活性污泥混合,进行有机物的生物降解、除磷、脱氮、污泥减量等反应。此种工况下,该工艺前置生物絮凝池4可将大量高浓度有机物质、无机胶体或颗粒物、油类物质等在进入生物反应池前去除,具有抗高负荷冲击的优势,解决了重金属类有毒废水对活性污泥系统的破坏。在预沉池5形成初沉污泥,初沉污泥可以采取两种处理措施:一是,针对长时间高浓度有机负荷,初沉污泥可直接从沉淀池5排出,并进入污泥脱水车间脱水。此时可加大污泥回流量甚至停止剩余污泥的排放,使原剩余污泥在生物絮凝池4再次利用后再进行脱水外运。二是,针对短时间高浓度有机负荷,经吸附沉淀后的污泥可停留至生物絮凝池4,当进水恢复正常后,再逐渐启动生物絮凝池的搅拌装置14,将吸附沉淀大量有机物质的污泥逐步排入后续生物反应池,达到平衡负荷冲击的作用。
[0048] 当进水浓度SS为550mg/L时,生物絮凝池4对SS的吸附去除率达到了 80%〜85%,大量的无机颗粒物未进入后续生物反应池,并且出水⑶D和氨氮值均稳定达到一级A标准。经过生物反应池吸附,进水中的矿物油浓度由进水300mg/L降至20mg/L左右,去除率在92%〜95%之间,剩余矿物油对活性污泥的影响较小,出水C0D、氨氮及总磷的运行效果未受影响,可稳定达到一级A标准。
[0049]从实施例1可以看出,在横向上,污水从进水端到出水端依次接触缺氧和好氧环境,构成了多氧化还原环境;从实施例2可以看出,在纵向上,由于生物反应池内放置球形多孔微生物载体填料,沿球体表面到球心,形成了好氧-缺氧-厌氧的多氧化还原条件。因此,整个一体化生物反应池无论是在整体还是局部,都形成了多样的多氧化还原环境,对污水脱氮及污泥减量起到了至关重要的作用。同时由于环境的多样性,不同种类的生物得以生存,具有较大的生物量。多氧化还原环境能够实现同步硝化反硝化(SND),通过球形多孔微生物载体进行高效脱氮,并且能够对原位污泥进行有效的分解、消化,从根本上减少污泥产量。污泥消解过程中,大分子碳源低分子化,释放碳源,促进了脱氮除磷。
[0050]以上仅描述了本发明的基本原理和优选实施方式,本领域人员可以根据上述描述作出许多变化和改进,这些变化和改进应该属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种污泥减量与脱氮除磷耦合处理装置,其特征在于:包括: 一体化生物反应池和连接于一体化生物反应池后端的二沉池(11),一体化生物反应池的前端设置有进水分配管(3 ) ; 二沉池的后端设置有出水管(12),二沉池(11)的底部设置有剩余污泥排放管(18)以及连接于一体化生物反应池底部的污泥回流管(17); 所述一体化生物反应池包括沿进水方向依次连接的生物絮凝池(4)、预沉池(5)、厌氧池(6 )、缺氧池I (7 )、好氧池I (8 )、缺氧池Π (9 )和好氧池Π (10 );生物絮凝池(4)内设置有搅拌装置(14),预沉池(5)的底部设置有排泥管(13),厌氧池(6)、缺氧池1(7)、好氧池1(8)、缺氧池Π (9)和好氧池Π (10)内均装填有球形多孔微生物载体填料(16); 所述进水分配管(3)与生物絮凝池(4)、缺氧池1(7)和缺氧池Π (9)相连接,所述污泥回流管(17)与生物絮凝池(4)和厌氧池(6)相连接。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于:生物絮凝池(4)、预沉池(5)、厌氧池(6)、缺氧池I(7)、好氧池I(8)、缺氧池Π (9)和好氧池Π (10)的体积比为1:1:1:1:2:1: 3。
3.根据权利要求1或2所述的装置,其特征在于:还包括曝气系统,所述曝气系统包括空压机(19)、与空压机相连接的曝气管路以及设置于管路上的多个微孔曝气头(15),微孔曝气头(15)分别设置于好氧池1(8)和好氧池Π (10)的底部。
4.根据权利要求1所述的装置,其特征在于:一体化生物反应池和二沉池(11)之间设置有辅助化学除磷投药系统(20)。
5.根据权利要求1所述的装置,其特征在于:所述球形多孔微生物载体填料(16)包括弹性填料支撑架(162)以及通过连接轴(166)与弹性填料支撑架相连接的具有相同球心的悬浮填料支撑壳(163),弹性填料支撑架(162)上设置有弹性填料(161);悬浮填料支撑壳(163)表面呈六边形孔状且内部填充有若干个不规则的高孔隙率载体(164);各高孔隙率载体之间存在缝隙组成网状结构,并且内部高孔隙率载体(164)可绕中心旋转轴(165)旋转。
6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于:所述弹性填料支撑架(162)包括至少2个经线圈状支架(1621)和至少1个玮线圈状支架(1622);所述经线圈状支架(1621)均匀对称设置,所述玮线圈状支架(1622)的个数为奇数。
7.根据权利要求5所述的装置,其特征在于:所述弹性填料支撑架(162)的直径为15cm,悬浮填料支撑壳(163)的内径为12cm;所述高孔隙率载体(164)的孔隙率大于0.9。
8.—种利用权利要求1-7任一所述的污泥减量与脱氮除磷耦合处理装置的方法,其特征在于:包括步骤如下: 51、分别往厌氧池(6 )、缺氧池1(7)、好氧池1(8)、缺氧池Π (9 )和好氧池Π (10 )内装填球形多孔微生物载体填料(16),所述厌氧池(6)、缺氧池I (7)和缺氧池Π (9)内装填球形多孔微生物载体填料(16 )的体积比为90-100%,好氧池I (8)和好氧池Π (10 )内装填球形多孔微生物载体填料(16 )的体积比为40-60%; 52、启动装置,根据进水水质情况灵活调节生物絮凝池(4)、缺氧池1(7)和缺氧池Π (9)的进水量; 53、搅拌装置(14)对生物絮凝池进行搅拌,污水经过生物絮凝池(4)生物絮凝后,进入预沉池(5)沉淀,沉淀后的初沉污泥由排泥管(13)排出至污泥处理单元,而后污水依次进入厌氧池(6)、缺氧池1(7)、好氧池1(8)、缺氧池Π (9)和好氧池Π (10),由曝气系统对好氧池I(8)和好氧池Π (10)进行曝气;所述生物絮凝池(4)、预沉池(5)、厌氧池(6)、缺氧池I (7)、好氧池1(8)、缺氧池11(9)和好氧池11(10)内的水力停留时间册1'分别为0.511、1.111、1.611、1.6h、3.2h、1.6h和4.8h; S4、对上述步骤S3中一体化生物反应池处理后的污水经辅助化学除磷投药系统(20)后进入二沉池(11),二沉池内的水力停留时间HRT为4h,二沉池沉淀过后的污水经出水管(12)出水,二沉池内的污泥回流比为50-150%,根据进水水质情况灵活调节生物絮凝池(4)和厌氧池(6 )的污泥回流量,剩余污泥经剩余污泥排放管(18 )排出。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于: 在正常进水水质条件下时:所述步骤S2中,污水分配至生物絮凝池(4)、缺氧池1(7)和缺氧池Π (9)的进水量比为2:5:3;所述步骤S4中,二沉池(11)内的污泥回流比为100%,污泥全部回流至生物絮凝池(4)内; 在异常进水水质条件下时:所述步骤S2中,污水全部进入生物絮凝池(4);所述步骤S4中,二沉池(11)内的污泥回流比为100%,生物絮凝池(4)和厌氧池(6)内的污泥回流量比为2:8。
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