CN110615532A - 一种连续流城市污水污泥双回流aoao同时脱氮除磷的装置与方法 - Google Patents

一种连续流城市污水污泥双回流aoao同时脱氮除磷的装置与方法 Download PDF

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Abstract

一种连续流城市污水污泥双回流AOAO同时脱氮除磷的装置与方法，属于市政污水生物处理领域。该装置包括原水水箱、AOAO反应器、二沉池；方法为：生活污水和二沉池的部分回流污泥首先进入AOAO反应器的厌氧区，聚磷菌、反硝化聚磷菌厌氧释磷并贮存内碳源；随后部分厌氧末混合液进入AOAO反应器的好氧区，进行吸磷和硝化反应，部分厌氧末混合液、全部好氧区混合液与二沉池的部分回流污泥进入缺氧区，利用污泥厌氧阶段贮存的内碳源与回流污泥中的内碳源发生反硝化除磷，将硝态氮还原为氮气，随后混合液进入后置好氧区发生硝化反应，然后混合液进入二沉池进行泥水分离。本发明通过强化污泥的内碳源贮存可以实现生活污水的同时脱氮除磷。

Description

一种连续流城市污水污泥双回流AOAO同时脱氮除磷的装置与 方法
技术领域
本发明涉及一种连续流城市污水污泥双回流AOAO同时脱氮除磷的装置与方法，属于污水处理技术领域，适用于新建城市污水处理厂或旧水厂提标改造、市政生活污水和工业废水的处理等污水处理领域。
背景技术
在污水治理中，对氮素的去除是污水解决最棘手的问题，也是实现污水深度处置达标排放的关键。按照污水脱氮原理分类，可分为物化法脱氮和生物法脱氮。与物理化学法相比较，生物法在含氮废水处理中呈现出经济高效、应用范围广的特点，同时生物脱氮技术发展潜力巨大，因而只有利用生物法脱氮才是去除污水中氮素最合理可行的措施。
市政污水所具有的明显特征是低C/N水质，一般不能同时满足脱氮除磷的要求，反硝化除磷是利用反硝化聚磷菌在厌氧环境中释磷的同时将污水中的挥发性脂肪酸(VFA)吸收到胞内合成胞内碳源(PHAs)，在缺氧环境中以硝态氮为电子受体，以PHAs为电子供体，将水中的磷元素过量吸收到胞内的过程。反硝化除磷最大的优势为“一碳两用”，节省碳源。
发明内容
本发明提供的是一种连续流城市污水污泥双回流AOAO同时脱氮除磷的装置与方法。通过“厌氧/好氧/缺氧/好氧”的AOAO运行模式，通过设置二沉池污泥双回流模式强化污泥内碳源的储存能力与缺氧段的反硝化潜力，超越污泥的存在最大限度的减少好氧曝气过程中碳源的无效消耗，有效利用碳源；通过厌氧释磷，好氧吸磷与反硝化除磷以及剩余污泥排放，可以实现对磷的去除；缺氧环境中反硝化菌利用自身贮存的内碳源与二沉池回流的部分污泥中的内碳源进行反硝化，节省了外碳源的投加费用；连续流的运行模式提高了处理负荷。
其特征在于包括原水水箱(1)、AOAO生物反应器(2)、二沉池(3)顺序连接组成；AOAO生物反应器(2)顺次包括厌氧区(2.1)、中间好氧区(2.2)、缺氧区(2.3)、后置好氧区(2.4)；原水水箱(1)通过进水泵(1.1)与厌氧区(2.1)首段连接，厌氧区(2.1)与中间好氧区(2.2)连接，厌氧区(2.1)末端经超越污泥泵(2.5)与缺氧区(2.3)首段连接，中间好氧区(2.2)与缺氧区(2.3)连接，缺氧区(2.3)与后置好氧区(2.4)连接，后置好氧区(2.4)经溢流管(2.10)与二沉池(3)连接；二沉池(3)底部通过第一污泥回流泵(3.1)与厌氧区(2.1)首段连接，二沉池(3)底部通过第二污泥回流泵(3.2)与缺氧区(2.3)首段连接，二沉池(3)出水经排水管(3.3)排放，定期从排泥管(3.4)排泥；AOAO生物反应器(2)中厌氧区(2.1)与缺氧区(2.3)均装有搅拌器(2.7)，曝气泵(2.8)通过转子流量计(2.9)与中间好氧区(2.2)与后置好氧区(2.4)中曝气砂块(2.6)连接；
应用如权利要求1所述装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)生活污水由原水水箱(1)经进水泵(1.1)进入AOAO生物反应器(2)的厌氧区(2.1)首端，同时进入的还有来自二沉池(3)底部经第一污泥回流泵(3.1)抽回的部分回流污泥，控制厌氧区的水力停留时间为2-4h，反硝化菌利用进水中的部分有机物发生反硝化，随后聚磷菌、反硝化聚磷菌进行内碳源储存并发生厌氧释磷反应；
2)部分混合液从厌氧区(2.1)末端进入好氧区(2.2)，通过转子流量计(2.9)控制溶解氧浓度为2-4mg/L，控制好氧区水力停留时间为3-4h，聚磷菌进行好氧吸磷，硝化菌完成硝化反应；
3)部分混合液从厌氧区(2.1)末端经超越污泥泵(2.5)进入缺氧区(2.3)首端，全部的好氧混合液从中间好氧区(2.2)末端进入缺氧区(2.3)首端，同时进入缺氧区(2.3)首端的还有来自二沉池(3)底部经第二污泥回流泵(3.2)抽回的部分回流污泥，控制缺氧区(2.3)平均水力停留时间在5-7h，在缺氧区(2.3)反硝化聚磷菌发挥作用，利用厌氧段储存的内碳源与二沉池回流污泥中的内碳源进行反硝化除磷，将中间好氧区(2.2)生成的硝态氮还原成氮气同时去除混合液中含有的磷素；
4)混合液从缺氧区(2.3)进入后置好氧区(2.4)，发生硝化反应并吹脱缺氧区(2.3)产生的氮气，改善污泥沉降性能；
5)混合液从后置好氧区(2.4)通过溢流管(2.10)进入二沉池(3)，实现泥水分离的目的，二沉池(3)中的上清液经排水管(3.3)排放，二沉池(3)底部的污泥经第一污泥回流泵(3.1)回流到厌氧区(2.1)首段，污泥回流比为70％-100％，二沉池(3)底部的污泥经第二污泥回流泵(3.2)回流到缺氧区(2..3)前端，污泥回流比为70％-100％；
保持AOAO生物反应器内活性污泥浓度为3000-4000mg/L，污泥龄控制在10-15d。
本发明的目的是提供一种同时脱氮除磷的装置和方法，具有以下优点：
1)连续流“厌氧/好氧/缺氧/好氧”的运行模式强化了污泥内碳源储存能力，超越污泥的存在减少了曝气过程中碳源的无效消耗，污泥双回流模式增强了缺氧区的反硝化潜力，节省了后续反硝化过程中的碳源投加；
2)超越污泥的存在，为反硝化除磷提供了反应条件，实现了污水的同时脱氮除磷；
3)连续流的运行方式，提高了处理负荷，操作方便；
附图说明
图1为一种连续流城市污水污泥双回流AOAO同时脱氮除磷的装置
图1中：1-原水水箱；1.1-进水泵；2-AOAO生物反应器；2.1厌氧区；2.2中间好氧区；2.3缺氧区；2.4-后置好氧区；2.5-超越污泥泵；2.6-曝气砂块；2.7-搅拌器；2.8-曝气泵；2.9-转子流量计；2.10-溢流管；3-二沉池；3.1-第一污泥回流泵；3.2-第二污泥回流泵；3.3-排水管；3.4-排泥管
具体实施方式
结合图1，详细说明本发明的实施方案：
1)生活污水由原水水箱(1)经进水泵(1.1)进入AOAO生物反应器(2)的厌氧区(2.1)首端，同时进入的还有来自二沉池(3)底部经第一污泥回流泵(3.1)抽回的部分回流污泥，控制厌氧区的水力停留时间为2-4h，反硝化菌利用进水中的部分有机物发生反硝化，随后聚磷菌、反硝化聚磷菌进行内碳源储存并发生厌氧释磷反应；
2)部分混合液从厌氧区(2.1)末端进入好氧区(2.2)，通过转子流量计(2.9)控制溶解氧浓度为2-4mg/L，控制好氧区水力停留时间为3-4h，聚磷菌进行好氧吸磷，硝化菌完成硝化反应；
3)部分混合液从厌氧区(2.1)末端经超越污泥泵(2.5)进入缺氧区(2.3)首端，全部的好氧混合液从中间好氧区(2.2)末端进入缺氧区(2.3)首端，同时进入缺氧区(2.3)首端的还有来自二沉池(3)底部经第二污泥回流泵(3.2)抽回的部分回流污泥，控制缺氧区(2.3)平均水力停留时间在5-7h，在缺氧区(2.3)反硝化聚磷菌发挥作用，利用厌氧段储存的内碳源与二沉池回流污泥中的内碳源进行反硝化除磷，将中间好氧区(2.2)生成的硝态氮还原成氮气同时去除混合液中含有的磷素；
4)混合液从缺氧区(2.3)进入后置好氧区(2.4)，发生硝化反应并吹脱缺氧区(2.3)产生的氮气，改善污泥沉降性能；
5)混合液从后置好氧区(2.4)通过溢流管(2.10)进入二沉池(3)，实现泥水分离的目的，二沉池(3)中的上清液经排水管(3.3)排放，二沉池(3)底部的污泥经第一污泥回流泵(3.1)回流到厌氧区(2.1)首段，污泥回流比为70％-100％，二沉池(3)底部的污泥经第二污泥回流泵(3.2)回流到缺氧区(2..3)前端，污泥回流比为70％-100％；
保持AOAO生物反应器内活性污泥浓度为3000-4000mg/L，污泥龄控制在10-15d。
以北京某高校家属区生活污水为处理对象，考察此系统的脱氮除磷性能。
试验结果表明，该系统稳定运行情况下，达到污水国家一级A排放标准。

Claims (2)

1.一种连续流城市污水污泥双回流AOAO同时脱氮除磷的装置，其特征在于包括原水水箱(1)、AOAO生物反应器(2)、二沉池(3)顺序连接组成；AOAO生物反应器(2)顺次包括厌氧区(2.1)、中间好氧区(2.2)、缺氧区(2.3)、后置好氧区(2.4)；原水水箱(1)通过进水泵(1.1)与厌氧区(2.1)首段连接，厌氧区(2.1)与中间好氧区(2.2)连接，厌氧区(2.1)末端经超越污泥泵(2.5)与缺氧区(2.3)首段连接，中间好氧区(2.2)与缺氧区(2.3)连接，缺氧区(2.3)与后置好氧区(2.4)连接，后置好氧区(2.4)经溢流管(2.10)与二沉池(3)连接；二沉池(3)底部通过第一污泥回流泵(3.1)与厌氧区(2.1)首段连接，二沉池(3)底部通过第二污泥回流泵(3.2)与缺氧区(2.3)首段连接，二沉池(3)出水经排水管(3.3)排放，从排泥管(3.4)排泥；AOAO生物反应器(2)中厌氧区(2.1)与缺氧区(2.3)均装有搅拌器(2.7)，曝气泵(2.8)通过转子流量计(2.9)与中间好氧区(2.2)与后置好氧区(2.4)中曝气砂块(2.6)连接。
2.应用如权利要求1所述装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)生活污水由原水水箱(1)经进水泵(1.1)进入AOAO生物反应器(2)的厌氧区(2.1)首端，同时进入的还有来自二沉池(3)底部经第一污泥回流泵(3.1)抽回的部分回流污泥，控制厌氧区的水力停留时间为2-4h，反硝化菌利用进水中的部分有机物发生反硝化，随后聚磷菌、反硝化聚磷菌进行内碳源储存并发生厌氧释磷反应；
2)部分混合液从厌氧区(2.1)末端进入好氧区(2.2)，通过转子流量计(2.9)控制溶解氧浓度为2-4mg/L，控制好氧区水力停留时间为3-4h，聚磷菌进行好氧吸磷，硝化菌完成硝化反应；
3)部分混合液从厌氧区(2.1)末端经超越污泥泵(2.5)进入缺氧区(2.3)首端，全部的好氧混合液从中间好氧区(2.2)末端进入缺氧区(2.3)首端，同时进入缺氧区(2.3)首端的还有来自二沉池(3)底部经第二污泥回流泵(3.2)抽回的部分回流污泥，控制缺氧区(2.3)平均水力停留时间在5-7h，在缺氧区(2.3)反硝化聚磷菌发挥作用，利用厌氧段储存的内碳源与二沉池回流污泥中的内碳源进行反硝化除磷，将中间好氧区(2.2)生成的硝态氮还原成氮气同时去除混合液中含有的磷素；
4)混合液从缺氧区(2.3)进入后置好氧区(2.4)，发生硝化反应并吹脱缺氧区(2.3)产生的氮气，改善污泥沉降性能；
5)混合液从后置好氧区(2.4)通过溢流管(2.10)进入二沉池(3)，实现泥水分离的目的，二沉池(3)中的上清液经排水管(3.3)排放，二沉池(3)底部的污泥经第一污泥回流泵(3.1)回流到厌氧区(2.1)首段，污泥回流比为70％-100％，二沉池(3)底部的污泥经第二污泥回流泵(3.2)回流到缺氧区(2..3)前端，污泥回流比为70％-100％；
保持AOAO生物反应器内活性污泥浓度为3000-4000mg/L，污泥龄控制在10-15d。
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