CN107188308A - 通过污泥发酵物实现污水处理连续流短程硝化反硝化的方法 - Google Patents

通过污泥发酵物实现污水处理连续流短程硝化反硝化的方法 Download PDF

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张婷
刘瑾瑾
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Abstract

本发明公开了通过污泥发酵物实现污水处理连续流短程硝化反硝化的方法，属于污水处理领域。该装置主要由污水原水箱、污泥发酵物贮存箱、污水处理连续流反应器、沉淀池组成。所述方法中的污水处理连续流反应器包括污水处理中一切形式的连续流反应器，主要通过污泥发酵物抑制NOB活性，从而使得连续流中好氧段发生短程硝化反应。此方法简单可行，可解决连续流短程硝化实现难的问题，而且可为反硝化、厌氧氨氧化提供亚硝态氮，同时达到节能降耗的目的。

Description

通过污泥发酵物实现污水处理连续流短程硝化反硝化的方法
技术领域
本发明涉及通过污泥发酵物实现污水处理连续流短程硝化反硝化的方法，属于连续流活性污泥法应用领域。
背景技术
水体污染是由于排放入水体的污染物水平超过了水体自净能力，“水体富营养化”现象就是由于水中氮素超标而引起的一种现象。近年来，国家制定的污水排放标准日益严格，这也给污水处理领域带来了重大挑战。
厌氧氨氧化技术由于属于自养脱氮范畴而受到广泛研究。厌氧氨氧化技术是在缺氧条件下，厌氧氨氧化细菌利用污水中氨氮与亚硝态氮生成氮气和硝态氮的过程，此过程不需要有机物与氧气，因此大大节约能耗，并且厌氧氨氧化细菌生长缓慢，剩余污泥产量低，可进一步节能降耗。但是由于底物中亚硝态氮难以稳定获得限制了厌氧氨氧化技术的广泛应用。
短程硝化技术是将氨氮只氧化到亚硝态氮的过程，可为厌氧氨氧化技术提供底物，因此如何实现并维持稳定的短程硝化一直是研究的热点。短程硝化技术关键是选择性抑制亚硝酸盐氧化菌(NOB)的生长，同时维持/强化氨氧化菌(AOB)的活性。影响NOB活性的因素有很多，比如温度，曝气时间等，但是目前仍然难以控制稳定的短程硝化。目前，在连续流工艺实现并稳定维持短程硝化的实例几乎没有，因此，找到一种方法实现并稳定维持连续流短程硝化具有重大意义。
随着生物处理技术的应用，剩余污泥处置也成为一大问题。据统计污水处理厂的很大一部分费用都用于了污泥处理，如果可以找到一种既可以处理污泥，又能够实现短程的方法将能够很大程度上节约污水厂的费用。
发明内容
针对当前短程硝化启动与维持困难的问题。本发明提供了通过污泥发酵物实现污水处理连续流短程硝化反硝化的方法。污泥发酵物中有多种物质，其对NOB会产生较大的抑制作用，当NOB进入好氧环境时，由于被抑制不能快速发挥作用，而AOB能够较快恢复活性，再加上适当的好氧停留时间，好氧段将只发生短程硝化反应。本方法利用污泥发酵物对NOB抑制大于对AOB抑制的特点，实现连续流工艺好氧段发生短程硝化反应，为实现污水脱氮、污泥处理等提供参考。
通过污泥发酵物实现污水处理连续流短程硝化反硝化的系统，其特征在于：包括污水原水箱(1)、污泥发酵物贮存箱(2)、污水处理连续流反应器(3)(以A/O反应器为例)、沉淀池(4)；污水原水箱(1)包括溢流管(1.1)和放空管(1.2)；污水原水箱(1)和污泥发酵物贮存箱(2)分别通过进水管(3.1)、进水泵(3.2)和污泥发酵物投加管(2.1)、污泥发酵物投加泵(2.2)与污水处理连续流反应器(3)相连；污水处理连续流反应器(2)(以A/O工艺为例)包括缺氧段(3.3)和好氧段(3.4)，为防止短流现象的发生，各个格室通过按水流方向上下交错的水流孔连接；好氧段(3.4)采用气泵(3.6)和曝气管(3.7)、曝气头(3.8)持续曝气；缺氧段(3.3)设有搅拌器(3.5)；污水处理连续流反应器(3)通过出水管(4.1)与沉淀池(4)连接；沉淀池中的一部分污泥通过污泥回流管(4.2)与污泥回流泵(4.3)回流到污水处理连续流反应器(3)的缺氧段(3.3)。
通过污泥发酵物实现污水处理连续流短程硝化反硝化的方法，主要包括以下几个步骤：
1)接种城市污水厂全程硝化反硝化污泥于污水处理连续流反应器(3)中，保持反应器内的污泥浓度在2500-4000mg/L；污泥回流比为50％-200％；系统水力停留时间为8-16h；好氧段(3.4)溶解氧浓度控制在1.5-2.5mg/L；污泥龄为15-50d。
2)污泥发酵物指采用城市污水处理厂排出的剩余污泥在pH在9～10、污泥浓度在7500～8000mg/L、温度在30±2℃、停留时间为6～20天的条件下发酵产生的物质。
3)保持污水和污泥发酵物一起通过污水处理连续流反应器(3)，分别进行吸收COD和硝化反应。其中，投加的污泥发酵物流量为进水流量的1/10-1/50。
4)重复连续运行污水处理连续流反应器(3)，直到系统的COD去除率达到80％以上，好氧末亚硝态氮积累率达到90％以上，即可认为连续流短程硝化系统启动成功。
5)系统启动成功后，连续运行污水处理连续流反应器(3)，维持系统长期的短程硝化反硝化过程，实现污水脱氮，同时还可为厌氧氨氧化工艺提供基础。
6)本发明包括污水处理连续流的各种形式，如:厌氧/好氧/缺氧、分段进水缺氧/好氧/缺氧/好氧、厌氧/缺氧/好氧等。
通过污泥发酵物实现污水处理连续流短程硝化反硝化的方法，主要有以下优点：
(1)通过投加污泥发酵物使其对NOB形成一定的抑制并使其被系统淘汰从而实现了短程硝化，突破了连续流短程硝化实现难的瓶颈。
(2)同时处理剩余污泥，大大减少污泥处理费用。
(3)系统出水可为厌氧氨氧化提供底物，进一步节约能耗。
附图说明
图1为通过污泥发酵物实现污水处理连续流短程硝化反硝化的系统的结构示意图(以A/O工艺为例)。
图1中：1为原水水箱，2为污泥发酵物贮存箱，3为污水处理连续流反应器，4为沉淀池，1.1为原水水箱溢流管，1.2为原水水箱放空管，2.1为污泥发酵物投加管，2.2为污泥发酵物投加泵，3.1为进水管，3.2为进水泵，3.3为好氧段，3.4为缺氧段，3.5为搅拌器，3.6为气泵，3.7为曝气管，3.8为曝气头，4.1为出水管，4.2为污泥回流管，4.3为污泥回流泵。
具体实施方式：
通过污泥发酵物实现污水处理连续流短程硝化反硝化的系统，其特征在于：包括污水原水箱(1)、污泥发酵物贮存箱(2)、污水处理连续流反应器(3)(以A/O反应器为例)、沉淀池(4)；污水原水箱(1)包括溢流管(1.1)和放空管(1.2)；污水原水箱(1)和污泥发酵物贮存箱(2)分别通过进水管(3.1)、进水泵(3.2)和污泥发酵物投加管(2.1)、污泥发酵物投加泵(2.2)与污水处理连续流反应器(3)相连；污水处理连续流反应器(2)(以A/O工艺为例)包括缺氧段(3.3)和好氧段(3.4)，为防止短流现象的发生，各个格室通过按水流方向上下交错的水流孔连接；好氧段(3.4)采用气泵(3.6)和曝气管(3.7)、曝气头(3.8)持续曝气；缺氧段(3.3)设有搅拌器(3.5)；污水处理连续流反应器(3)通过出水管(4.1)与沉淀池(4)连接；沉淀池中的一部分污泥通过污泥回流管(4.2)与污泥回流泵(4.3)回流到污水处理连续流反应器(3)的缺氧段(3.3)。
试验期间进水具体水质如下：
项目 COD NH4 +-N NO2 --N NO3 --N
水质(mg/L) 179.6-258.6 49.6-65.2 0-0.5 0-1.0
具体操作如下：
1)接种城市污水厂全程硝化反硝化污泥于污水处理连续流反应器(3)中，保持反应器内的污泥浓度在2500-4000mg/L；污泥回流比为200％；系统水力停留时间为12h；好氧段(3.4)溶解氧浓度控制在1.5-2.5mg/L；污泥龄为20d。
2)污泥发酵物指采用城市污水处理厂排出的剩余污泥在pH在10±0.2、污泥浓度在7500～8000mg/L、温度在30±2℃、停留时间为10天的条件下发酵产生的物质。污泥发酵混合物中的主要指标如下：SCOD为3000±500mg/L，SCFAs为1200±50mg COD/L，NH4 +-N为200±20mg/L
3)保持污水和污泥发酵物一起通过污水处理连续流反应器(3)，分别进行吸收COD和硝化反应。其中，投加的污泥发酵物流量为进水流量的1/30。
4)重复连续运行污水处理连续流反应器(3)，直到系统的COD去除率达到80％以上，好氧末亚硝态氮积累率达到90％以上，即可认为连续流短程硝化系统启动成功。
5)系统启动成功后，连续运行污水处理连续流反应器(3)，维持系统长期的短程硝化反硝化过程，实现污水脱氮，同时还可为厌氧氨氧化工艺提供基础。
试验结果表明：系统运行30天后，逐步出现亚硝积累；最后系统亚硝积累稳定高达91％。城市污水通过污泥发酵物实现连续流短程硝化系统出水：COD为40-50mg/L，NH4 +为0-2mg/L，NO3 -为0-2mg/L，NO2 -为10-20mg/L，亚硝态氮积累率为91％-96％，实现了连续流短程硝化的目的。
以上是本发明的具体实施例，便于该技术领域的技术人员能更好的理解和应用本发明，本发明的实施不限于此，因此该技术领域的技术人员对本发明所做的简单改进都在本发明的范围之内。

Claims (3)

1.通过污泥发酵物实现污水处理连续流短程硝化反硝化的系统，其特征在于：包括污水原水箱(1)、污泥发酵物贮存箱(2)、污水处理连续流反应器(3)、沉淀池(4)；污水原水箱(1)包括溢流管(1.1)和放空管(1.2)；污水原水箱(1)和污泥发酵物贮存箱(2)分别通过进水管(3.1)、进水泵(3.2)和污泥发酵物投加管(2.1)、污泥发酵物投加泵(2.2)与污水处理连续流反应器(3)相连；污水处理连续流反应器(2)包括缺氧段(3.3)和好氧段(3.4)，各个格室通过按水流方向上下交错的水流孔连接；好氧段(3.4)采用气泵(3.6)和曝气管(3.7)、曝气头(3.8)持续曝气；缺氧段(3.3)设有搅拌器(3.5)；污水处理连续流反应器(3)通过出水管(4.1)与沉淀池(4)连接；沉淀池中的一部分污泥通过污泥回流管(4.2)与污泥回流泵(4.3)回流到污水处理连续流反应器(3)的缺氧段(3.3)。
2.应用如权利要求1所述系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)接种城市污水厂全程硝化反硝化污泥于污水处理连续流反应器(3)中，保持反应器内的污泥浓度在2500-4000mg/L；污泥回流比为50％-200％；系统水力停留时间为8-16h；好氧段(3.4)溶解氧浓度控制在1.5-2.5mg/L；污泥龄为15-50d；
2)污泥发酵物采用城市污水处理厂排出的剩余污泥在pH在9～10、污泥浓度在7500～8000mg/L、温度在30±2℃、停留时间为6～20天的条件下发酵产生的物质；
3)保持污水和污泥发酵物一起通过污水处理连续流反应器(3)，分别进行吸收COD和硝化反应；其中，投加的污泥发酵物流量为进水流量的1/10-1/50；
4)连续运行污水处理连续流反应器(3)，直到系统的COD去除率达到80％以上，好氧末亚硝态氮积累率达到90％以上，认为连续流短程硝化系统启动成功；
5)系统启动成功后，连续运行污水处理连续流反应器(3)，实现污水脱氮。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，污水处理连续流形式包括:厌氧/好氧/缺氧、分段进水缺氧/好氧/缺氧/好氧或厌氧/缺氧/好氧。
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