CN106746220A - 一种基于改良型卡鲁赛尔氧化沟工艺的同步脱氮除磷的方法 - Google Patents

一种基于改良型卡鲁赛尔氧化沟工艺的同步脱氮除磷的方法 Download PDF

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Abstract

一种基于改良型卡鲁赛尔氧化沟工艺的同步脱氮除磷的方法，本发明涉及卡鲁赛尔氧化沟工艺的水处理方法。本发明是要解决现有的改良型卡鲁塞尔氧化沟脱氮、除磷效果差的问题，步骤如下：一、启动：城市污水经格栅、泵房配水后，部分进入缺氧池、部分直接进入厌氧池，经缺氧池3处理后的污水也进入厌氧池，进行厌氧处理；然后污水再进入氧化沟处理后排出，氧化沟中每隔20天向第一廊道内投加反硝化除磷污泥，同时控制氧化沟各廊道内的溶解氧浓度，投加6次，完成启动；二、不再投加反硝化除磷污泥，其它与启动步骤相同，进行污水处理即可，污水的COD、氨氮、总氮和总磷的去除率分别为96～98％、96～99％、80～85％和97～99％。

Description

一种基于改良型卡鲁赛尔氧化沟工艺的同步脱氮除磷的方法
技术领域
本发明属于城镇污水处理领域，具体涉及卡鲁赛尔氧化沟工艺的水处理方法。
背景技术
随着我国经济的快速发展，大量的工业废水和城市污水排入天然水体，造成我国约80％的河流、湖泊受到了不同程度的污染。尤其是氮、磷过量排放导致的水体富营养化问题，引起了我国政府和人们的广泛关注，为此我国兴建了大批的污水处理厂，同时，制定并执行了更为严格的污染物排放标准《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)。然而这些新建的城市污水处理厂虽然具有脱氮除磷能力，但是由于硝化菌、反硝化菌和聚磷菌在有机负荷、泥龄以及碳源需求上存在着矛盾和竞争，导致氮、磷难以同时高效去除。同时，还存在能耗大、运行费用高等问题。
改良型卡鲁塞尔氧化沟工艺具有运行稳定、污泥产量少、抗冲击能力强等优点，在我国得到了广泛应用。但是用改良型卡鲁塞尔氧化沟技术处理城市污水时，处理后的出水的氮、磷浓度仍旧较高，脱氮及生物除磷效果差。
发明内容
本发明是要解决现有的改良型卡鲁塞尔氧化沟处理城市污水的脱氮、除磷效果差的技术问题，而提供一种基于改良型卡鲁赛尔氧化沟工艺的同步脱氮除磷的方法。
本发明的基于改良型卡鲁赛尔氧化沟工艺的同步脱氮除磷的方法，按以下步骤进行：
一、水处理系统的启动
(1)、城市污水经格栅1，再经泵房2配水后，一部分进入缺氧池3、另外一部分直接进入厌氧池4，经缺氧池3处理后的污水也进入厌氧池4，进行厌氧处理；
(2)、经过厌氧处理后的污水再进入氧化沟5，经第一廊道5-1、第二廊道5-2、第三廊道5-3、第四廊道5-4、第五廊道5-5处理后，流入到第六廊道5-6，第六廊道5-6的水一部分流经第七廊道5-7返回到第一廊道5-1，另一部分从第六廊道5-6的出水口流出输入至二沉池6；二沉池6的出水再经三级处理后流出水处理系统；二沉池6沉降的污泥部分回流至缺氧池3，其余排出水处理系统；其中第一廊道5-1内的溶解氧浓度为0.1～0.4mg/L、第二廊道5-2内的溶解氧浓度为0.05～0.2mg/L、第三廊道5-3内的溶解氧浓度为1.5～2.0mg/L、第四廊道5-4内的溶解氧浓度为1.3～1.6mg/L、第五廊道5-5内的溶解氧浓度为1.3～1.6mg/L，第六廊道5-6内的溶解氧浓度为1.4～1.8mg/L，第七廊道5-7内的溶解氧浓度为0.3～1.0mg/L；同时在第一廊道5-1内按反硝化除磷污泥的浓度为0.5～1mg/L投加取自A2N2系统的反硝化除磷污泥，每20天投加1次,共投加6次；完成水处理系统的启动；
二、水处理系统的运行
水处理系统运行时与水处理系统启动时的不同是不再向第一廊道5-1内投加反硝化除磷污泥，其它步骤与参数与水处理系统启动时相同，即完成城市污水的处理。
当城市污水中有机物浓度较低，而氮、磷浓度较高时，采用改良型卡鲁赛尔氧化沟工艺的氧化沟段的有机物浓度较低，硝化效果很好，氨氮去除率很高；但是由于没有形成缺氧区域，反硝化效果不佳，总氮去除率不高。此时氧化沟段出水中硝酸盐浓度很高，同时，溶解氧也较高。当携带有大量硝酸盐氮和溶解氧的回流污泥进入该工艺的缺氧段后，缺氧段水力停留时间较短，并且只有少部分进水进入缺氧段，硝酸盐氮不能够在该段全部反硝化。当硝酸盐氮进水厌氧段后，反硝化菌优先利用进水中的易降解有机物，影响聚磷菌吸收易降解有机物完成厌氧释磷，进而影响聚磷菌的好氧吸磷效果，导致总磷去除率不高。
本发明针对改良型卡鲁塞尔氧化沟工艺在氮、磷去除时存在的问题，采用反硝化除磷技术对该工艺进行优化，即通过逐个降低氧化沟段前部3个廊道内溶解氧的浓度，在该氧化沟段形成缺氧区域，反硝化聚磷菌以氧化沟段回流混合液中的硝酸盐为电子受体，在该区域过量吸收正磷酸盐，从而在此区域实现同步生物脱氮除磷。反硝化效果提高后，氧化沟段出水中硝酸盐氮的浓度明显降低。回流污泥中携带的硝酸盐氮的量也大大减少，并且能够在缺氧段全部去除。在厌氧段，聚磷菌能够吸收进水中的易降解有机物完成厌氧释磷，进而在氧化沟段的缺氧区域反硝化吸磷，总磷去除效果大大提高，实现了反硝化除磷，从而提高氮、磷的去除效果，改善出水水质，调试完成后城市污水中的COD、氨氮、总氮、总磷分别从300～700mg/L、30～50mg/L、35～60mg/L、3～10mg/L降到30mg/L、3mg/L、11mg/L、0.4mg/L以下，认为实现了城市污水中氮、磷的同步去除。COD、氨氮、总氮、总磷等四项指标均远低于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(G B 18918-2002)一级A标准，有利于推广应用。
本发明的方法可用于城市污水处理厂进行脱氮除磷。
附图说明
图1是本发明的基于改良型卡鲁赛尔氧化沟工艺的同步脱氮除磷的方法的流程图，其中1为格栅、2为配水泵、3为缺氧池、4为厌氧池、5为氧化沟、6为二沉池、7为三级处理池，5-1为第一廊道、5-2为第二廊道、5-3为第三廊道、5-4为第四廊道、5-5为第五廊道，5-6为第六廊道，5-7为第七廊道；
图2为试验1中对比试验的COD的去除效果图；
图3为试验1中对比试验的氨氮的去除效果图；
图4为试验1中对比试验的总氮的去除效果图；
图5为试验1中对比试验的总磷的去除效果图；
图6为试验1中步骤五中COD的去除效果图；
图7为试验1中步骤五中氨氮的去除效果图；
图8为试验1中步骤五中总氮的去除效果图；
图9为试验1中步骤五中总磷的去除效果图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式的基于改良型卡鲁赛尔氧化沟工艺的同步脱氮除磷的方法，按以下步骤进行：
一、水处理系统的启动
(1)、城市污水经格栅1，再经泵房2配水后，一部分进入缺氧池3、另外一部分直接进入厌氧池4，经缺氧池3处理后的污水也进入厌氧池4，进行厌氧处理；
(2)、经过厌氧处理后的污水再进入氧化沟5，经第一廊道5-1、第二廊道5-2、第三廊道5-3、第四廊道5-4、第五廊道5-5处理后，流入到第六廊道5-6，第六廊道5-6的水一部分流经第七廊道5-7返回到第一廊道5-1，另一部分从第六廊道5-6的出水口流出输入至二沉池6；二沉池6的出水再经三级处理后流出水处理系统；二沉池6沉降的污泥部分回流至缺氧池3，其余排出水处理系统；其中第一廊道5-1内的溶解氧浓度为0.1～0.4mg/L、第二廊道5-2内的溶解氧浓度为0.05～0.2mg/L、第三廊道5-3内的溶解氧浓度为1.5～2.0mg/L、第四廊道5-4内的溶解氧浓度为1.3～1.6mg/L、第五廊道5-5内的溶解氧浓度为1.3～1.6mg/L，第六廊道5-6内的溶解氧浓度为1.4～1.8mg/L，第七廊道5-7内的溶解氧浓度为0.3～1.0mg/L；同时在第一廊道5-1内按反硝化除磷污泥的浓度为0.5～1mg/L投加取自A2N2系统的反硝化除磷污泥，每20天投加1次,共投加6次；完成水处理系统的启动；
二、水处理系统的运行
水处理系统运行时与水处理系统启动时的不同是不再向第一廊道5-1内投加反硝化除磷污泥，其它步骤与参数与水处理系统启动时相同，即完成城市污水的处理。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一(1)中进入缺氧池3的水的体积百分比为10％～15％；直接进入厌氧池4的水的体积百分比为85％～90％；其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是步骤一(2)中第六廊道5-6的水中，总水量的96.5～97.5％流经第七廊道5-7返回到第一廊道5-1；从第六廊道5-6的出水口流出的水的体积为第六廊道5-6内总水量的2.5％～3.5％；其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是步骤一(2)中回流到缺氧池3的污泥的回流比为55％～70％；其它与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是第一廊道5-1内的溶解氧浓度为0.2mg/L、第二廊道5-2内的溶解氧浓度为0.1～0.15mg/L、第三廊道5-3内的溶解氧浓度为1.7mg/L、第四廊道5-4内的溶解氧浓度为1.4mg/L、第五廊道5-5内的溶解氧浓度为1.4mg/L，第六廊道5-6内的溶解氧浓度为1.6mg/L，第七廊道5-7内的溶解氧浓度为0.5mg/L；其它与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是缺氧池3的水力停留时间为1～1.5h；其它与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是厌氧池4的水力停留时间为1.5～2h；其它与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是氧化沟5的水力停留时间为14～20h；其它与具体实施方式一至七之一相同。
用以下试验验证本发明的有益效果：
试验1：本试验1的基于改良型卡鲁赛尔氧化沟工艺的同步脱氮除磷的方法，按以下步骤进行：
一、水处理系统的启动
(1)、城市污水经格栅1，再经泵房2配水后，10％进入缺氧池3，90％直接进入厌氧池4，经缺氧池3处理后的污水也进入厌氧池4，进行厌氧处理；其中缺氧池3的水力停留时间为1.17h，厌氧池4的水力停留时间为1.59h；城市污水中的COD、氨氮、总氮、总磷分别为540mg/L、39mg/L、48mg/L、7.5mg/L；
(2)、经过厌氧处理后的污水再进入氧化沟5，经第一廊道5-1、第二廊道5-2、第三廊道5-3、第四廊道5-4、第五廊道5-5处理后，流入到第六廊道5-6，第六廊道5-6的水97％流经第七廊道5-7返回到第一廊道5-1，3％从第六廊道5-6的出水口流出；氧化沟的水力停留时间为15.06h；从第六廊道5-6出水口流出的水经二沉池沉淀，再经三级处理后流出水处理系统；二沉池沉淀后的污泥以回流比为60％回流到缺氧池3，其余排出水处理系统；其中第一廊道5-1内的溶解氧浓度为0.2mg/L、第二廊道5-2内的溶解氧浓度为0.1mg/L、第三廊道5-3内的溶解氧浓度为1.7mg/L、第四廊道5-4内的溶解氧浓度为1.5mg/L、第五廊道5-5内的溶解氧浓度为1.5mg/L，第六廊道5-6内的溶解氧浓度为1.6mg/L，第七廊道5-7内的溶解氧浓度为0.5mg/L；同时在第一廊道5-1内投加取自A2N2系统的反硝化除磷污泥，每20天投加1次,每次投加量是200L污泥浓度为11g/L的反硝化除磷污泥，共投加6次；完成水处理系统的启动；
二、水处理系统的运行
水处理系统运行时与水处理系统启动时的不同是不再向第一廊道5-1内投加反硝化除磷污泥，其它步骤与参数与水处理系统启动时相同，即完成城市污水的处理。
同时运用常规的氧化沟工艺对相同的城市污水做对比试验，步骤如下：
一、城市污水经格栅1，再经泵房2配水后，一部分进入缺氧池3、另外一部分直接进入厌氧池4，经缺氧池3处理后的污水也进入厌氧池4，进行厌氧处理；其中缺氧池3的水力停留时间为1.17h，厌氧池4的水力停留时间为1.59h；城市污水中的COD、氨氮、总氮、总磷分别为540mg/L、39mg/L、48mg/L、7.5mg/L；
二、经过厌氧处理后的污水再进入氧化沟5，经第一廊道5-1、第二廊道5-2、第三廊道5-3、第四廊道5-4、第五廊道5-5处理后，流入到第六廊道5-6，第六廊道5-6的水一部分流经第七廊道5-7返回到第一廊道5-1，另一部分从第六廊道5-6的出水口流出；氧化沟的水力停留时间为15.06h；从第六廊道5-6出水口流出的水一部分回流到缺氧池3，另一部分经二沉池沉淀，再经三级处理后流出水处理系统；其中第一廊道5-1内的溶解氧浓度为1.5mg/L、第二廊道5-2内的溶解氧浓度为2.0mg/L、第三廊道5-3内的溶解氧浓度为2.3mg/L、第四廊道5-4内的溶解氧浓度为2.3mg/L、第五廊道5-5内的溶解氧浓度为2.3mg/L，第六廊道5-6内的溶解氧浓度为2.3mg/L，第七廊道5-7内的溶解氧浓度为2.0mg/L。
本试验1的对比试验的水处理系统中，进水和出水的COD的去除效果图如图2所示，氨氮的去除效果图如图3所示，总氮的去除效果图如图4所示，总磷的去除效果图如图5所示。从图2～4可以看出，COD的去除率达到95％，氨氮的去除率为98％，总氮的去除率为58％，总磷的去除率为70％。从而可知，常规的氧化沟处理，其总氮及总磷的去除效果差。
本试验1的基于改良型卡鲁赛尔氧化沟工艺的同步脱氮除磷系统，其处理能力为33000m3/d，系统完成启动后，步骤二中进水和出水的COD的去除效果图如图6所示，氨氮的去除效果图如图7所示，总氮的去除效果图如图8所示，总磷的去除效果图如图9所示。从图6～9可以看出，COD的去除率达到98％，氨氮的去除率为99％，总氮的去除率为85％，总磷的去除率为99％。本试验通过逐步降低该工艺氧化沟段前部3个廊道内溶解氧的浓度，在氧化沟段的前部形成缺氧区域，从而为反硝化聚磷菌的生长、繁殖提供合适的环境条件，反硝化菌积累到一定程度后，就可以在该区域以硝酸盐氮为电子受体，过量吸收正磷酸盐，从而在此区域实现了反硝化除磷，提高了氮、磷的去除效果。
试验2：本试验2与试验1不同的是步骤一中城市污水中的COD、氨氮、总氮、总磷分别为450mg/L、37mg/L、48mg/L、5.8mg/L；其它与试验1相同。本试验1的处理系统城市污水的COD的去除率达到98％，氨氮的去除率为99％，总氮的去除率为86％，总磷的去除率为99％。

Claims (8)

1.一种基于改良型卡鲁赛尔氧化沟工艺的同步脱氮除磷的方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：
一、水处理系统的启动
(1)、城市污水经格栅(1)，再经泵房(2)配水后，一部分进入缺氧池(3)、另外一部分直接进入厌氧池(4)，经缺氧池(3)处理后的污水也进入厌氧池(4)，进行厌氧处理；
(2)、经过厌氧处理后的污水再进入氧化沟(5)，经第一廊道(5-1)、第二廊道(5-2)、第三廊道(5-3)、第四廊道(5-4)、第五廊道(5-5)处理后，流入到第六廊道(5-6)，第六廊道(5-6)的水一部分流经第七廊道(5-7)返回到第一廊道(5-1)，另一部分从第六廊道(5-6)的出水口流出输入至二沉池6；二沉池6的出水再经三级处理后流出水处理系统；二沉池6沉降的污泥部分回流至缺氧池3，其余排出水处理系统；其中第一廊道(5-1)内的溶解氧浓度为0.1～0.4mg/L、第二廊道(5-2)内的溶解氧浓度为0.05～0.2mg/L、第三廊道(5-3)内的溶解氧浓度为1.5～2.0mg/L、第四廊道(5-4)内的溶解氧浓度为1.3～1.6mg/L、第五廊道(5-5)内的溶解氧浓度为1.3～1.6mg/L，第六廊道(5-6)内的溶解氧浓度为1.4～1.8mg/L，第七廊道(5-7)内的溶解氧浓度为0.3～1.0mg/L；同时在第一廊道(5-1)内按反硝化除磷污泥的浓度为0.5～1mg/L投加取自A2N2系统的反硝化除磷污泥，每20天投加1次,共投加6次；完成水处理系统的启动；
二、水处理系统的运行
水处理系统运行时与水处理系统启动时的不同是不再向第一廊道(5-1)内投加反硝化除磷污泥，其它步骤与参数与水处理系统启动时相同，即完成城市污水的处理。
2.根据权利要求1所述的一种基于改良型卡鲁赛尔氧化沟工艺的同步脱氮除磷的方法，其特征在于步骤一(1)中进入缺氧池3的水的体积百分比为10％～15％；直接进入厌氧池4的水的体积百分比为85％～90％。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于改良型卡鲁赛尔氧化沟工艺的同步脱氮除磷的方法，其特征在于步骤一(2)中第六廊道(5-6)的水中，占第六廊道(5-6)内总水量96.5～97.5％的水流经第七廊道(5-7)返回到第一廊道(5-1)；从第六廊道(5-6)的出水口流出的水的体积占第六廊道(5-6)内总水量的2.5～3.5％。
4.根据权利要求1或2所述的一种基于改良型卡鲁赛尔氧化沟工艺的同步脱氮除磷的方法，其特征在于步骤一(2)中回流到缺氧池3的污泥的回流比为55％～70％。
5.根据权利要求1或2所述的一种基于改良型卡鲁赛尔氧化沟工艺的同步脱氮除磷的方法，其特征在于第一廊道(5-1)内的溶解氧浓度为0.2mg/L、第二廊道(5-2)内的溶解氧浓度为0.1～0.15mg/L、第三廊道(5-3)内的溶解氧浓度为1.7mg/L、第四廊道(5-4)内的溶解氧浓度为1.4mg/L、第五廊道(5-5)内的溶解氧浓度为1.4mg/L，第六廊道(5-6)内的溶解氧浓度为1.6mg/L，第七廊道(5-7)内的溶解氧浓度为0.5mg/L。
6.根据权利要求1或2所述的一种基于改良型卡鲁赛尔氧化沟工艺的同步脱氮除磷的方法，其特征在于缺氧池3的水力停留时间为1～1.5h。
7.根据权利要求1或2所述的一种基于改良型卡鲁赛尔氧化沟工艺的同步脱氮除磷的方法，其特征在于厌氧池4的水力停留时间为1.5～2h。
8.根据权利要求1或2所述的一种基于改良型卡鲁赛尔氧化沟工艺的同步脱氮除磷的方法，其特征在于氧化沟5的水力停留时间为14～20h。
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