CN111087074A - 连续流缺氧/好氧耦合厌氧氨氧化的污水处理装置和方法 - Google Patents
连续流缺氧/好氧耦合厌氧氨氧化的污水处理装置和方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种连续流缺氧/好氧耦合厌氧氨氧化的污水处理装置和方法，该污水处理装置包括进水单元，引入待处理污水；连续流缺氧/好氧反应器，包括缺氧段和好氧段；二沉池，好氧段的出水流入其内沉淀；中间水池，二沉池内的出水流入其内；厌氧氨氧化反应器，中间水池内的污水在其内发生厌氧氨氧化脱氮反应；以及出水单元，厌氧氨氧化反应器内排出的达标污水进入出水单元内。本发明在传统缺氧/好氧反应器基础上耦合厌氧氨氧化反应器，通过分段进水、回流方式增加了原有工艺处理能力并提高出水质量，在增容提质方面具有十分突出的优点。
Description
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种连续流缺氧/好氧耦合厌氧氨氧化的污水处理装置和方法。
背景技术
传统生物活性污泥法处理污水的工艺成熟，普遍应用于城市污水处理与高浓度有机废水处理工程中，存在能耗大、运行成本高等问题，目前污水厂普遍存在增容、提标、降耗的压力，传统污水处理技术难以解决这一技术需求。厌氧氨氧化作为一种新型的生物脱氮工艺，具有脱氮负荷高、能耗低、污泥产量少等工艺优点。在传统缺氧/好氧反应器基础上耦合厌氧氨氧化工艺，在增效扩容上提供了一种新思路，具有广阔发展与应用前景。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的之一在于提出一种连续流缺氧/好氧耦合厌氧氨氧化的污水处理方法和装置，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。
为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供了一种连续流缺氧/好氧耦合厌氧氨氧化的污水处理装置，包括：
进水单元，引入待处理污水；
连续流缺氧/好氧反应器，包括缺氧段和好氧段；
二沉池，好氧段的出水流入其内沉淀；
中间水池，二沉池内的出水流入其内；
厌氧氨氧化反应器，中间水池内的污水在其内发生厌氧氨氧化脱氮反应；以及
出水单元，厌氧氨氧化反应器内排出的达标污水进入出水单元内。
作为本发明的另一个方面，还提供了一种污水处理方法，采用如上所述的污水处理装置，包括：
待处理污水进入连续流缺氧/好氧反应器的缺氧段并与厌氧氨氧化反应器回流水混合，进行反硝化反应后得到第一污水；
第一污水进入好氧段进行短程硝化反应后，得到第二污水；
第二污水沉淀后与部分进水混合，进入厌氧氨氧化反应器内进行厌氧氨氧化脱氮反应后，得到达标污水。
基于上述技术方案可知，本发明的连续流缺氧/好氧耦合厌氧氨氧化的污水处理装置和方法相对于现有技术至少具有以下优势之一：
(1)缺氧/好氧连续流反应器其中好氧段采用间歇曝气，有利于亚硝酸盐积累，并降低运行能耗；
(2)二沉池污泥回流在补充缺氧/好氧连续流反应器污泥的同时，促进有机物去除与部分脱氮；
(3)通过分段进水有利于提高污水处理量，并调配进入厌氧氨氧化UASB反应器中的氨氮与亚氮浓度比；
(4)厌氧氨氧化反应器(即UASB反应器)中采用絮体泥与生物膜泥相结合方式，有利于降低有机物与溶解氧对厌氧氨氧化细菌的抑制作用；
(5)UASB反应器出水回流至缺氧/好氧连续流反应器缺氧段，有利于进一步降低进水中有机物并提高系统硝酸盐去除；
(6)UASB反应器独立于缺氧/好氧连续流反应器，运行费用低、出水水质高，适用于已建成污水厂升级改造；
(7)本发明在传统缺氧/好氧反应器基础上耦合厌氧氨氧化反应器，通过分段进水、回流方式增加了原有工艺处理能力并提高出水质量，即在增容提质方面具有十分突出的优点。
附图说明
图1为本发明实施例中连续流缺氧/好氧耦合厌氧氨氧化的污水处理装置结构示意图。
附图标记说明：
100-进水水箱；200-连续流缺氧/好氧反应器；201-第一进水泵；202-缺氧段；203-好氧段；204-缺氧段搅拌器；205一好氧段搅拌器；206-好氧段曝气器；207-空气压缩机；300-二沉池；301-污泥回流泵；400-中间水池；401-第二进水泵；402-第三进水泵；500-UASB反应器；501-三相分离器；502-第一回流泵；503-第二回流泵；600-出水水箱。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
针对现有技术不足，本发明提出一种连续流缺氧/好氧耦合厌氧氨氧化的污水处理方法和装置，将污水泵入到缺氧/好氧连续流反应器，通过缺氧段降低进水中有机物，通过好氧段间歇曝气与短SRT(污泥龄)控制促进部分亚硝化的实现，通过分段进水调配进入厌氧氨氧化反应器中的氨氮与亚氮比，通过UASB反应器出水回流至缺氧段，促进有机物利用与硝酸盐去除，进而实现深入脱氮。采用UASB反应器独立于缺氧/好氧反应器，UASB反应器采用絮体污泥与生物膜结合工艺，接种厌氧氨氧化细菌海绵调料，有效防止进水中有机物、溶解氧对厌氧氨氧化细菌的抑制作用，通过分段进水与出水回流，增加污水处理厂处理规模并提高出水水质，尤其适用于已建成污水厂升级改造。
本发明公开了一种污水处理装置，包括：
进水单元，引入待处理污水；
连续流缺氧/好氧反应器，包括缺氧段和好氧段；
二沉池，好氧段的出水流入其内沉淀；
中间水池，二沉池内的出水流入其内；
厌氧氨氧化反应器，中间水池内的污水在其内发生厌氧氨氧化脱氮反应；以及
出水单元，厌氧氨氧化反应器内排出的达标污水进入出水单元内。
在本发明的一些实施例中，所述二沉池与缺氧段之间设有污泥回流管路；
在本发明的一些实施例中，污泥回流管路上设有将二沉池内的污泥回流至缺氧段的污泥回流泵。
在本发明的一些实施例中，所述缺氧段内设有缺氧段搅拌器；
在本发明的一些实施例中，所述好氧段内设有好氧段搅拌器。
在本发明的一些实施例中，所述好氧段内设有曝气单元；
在本发明的一些实施例中，所述曝气单元包括好氧段曝气盘和空气压缩机。
在本发明的一些实施例中，所述厌氧氨氧化反应器内设有三相分离器，所述三相分离器的液体出口与出水单元连接；
在本发明的一些实施例中，所述三相分离器液体出口与缺氧段连通。
在本发明的一些实施例中，所述厌氧氨氧化反应器上设有用于连通厌氧氨氧化反应器顶部和底部的外回流管路。
在本发明的一些实施例中，所述进水单元与中间水池连通；
在本发明的一些实施例中，所述进水单元包括进水水箱和第一进水泵；
在本发明的一些实施例中，所述出水单元包括出水水箱。
本发明还公开了一种污水处理方法，采用如上所述的污水处理装置，包括：
待处理污水进入连续流缺氧/好氧反应器的缺氧段并与厌氧氨氧化反应器回流水混合，进行反硝化反应后得到第一污水；
第一污水进入好氧段进行短程硝化反应后，得到第二污水；
第二污水沉淀后与部分进水混合，进入厌氧氨氧化反应器内进行厌氧氨氧化脱氮反应后，得到达标污水。
在本发明的一些实施例中，所述好氧段采用间歇曝气方法，所述曝气时间为4至6分钟，所述曝气间歇时间为15至25分钟；
在本发明的一些实施例中，所述好氧段曝气终点为：溶解氧浓度为0.6至1.0mg/L；
在本发明的一些实施例中，所述好氧段和缺氧段中的污泥龄为3至5天。
在本发明的一些实施例中，所述二沉池中的污泥回流至缺氧段，所述污泥回流比为50％至100％；
在本发明的一些实施例中，所述厌氧氨氧化反应器内的絮体泥的污泥龄为3至5天；
在本发明的一些实施例中，所述厌氧氨氧化反应器内的液体回流至缺氧段。
以下通过具体实施例结合附图对本发明的技术方案做进一步阐述说明。需要注意的是，下述的具体实施例仅是作为举例说明，本发明的保护范围并不限于此。
本实施例的连续流缺氧/好氧耦合厌氧氨氧化的污水处理装置，如图1所示，包括进水水箱100、连续流缺氧/好氧反应器200、二沉池300、中间水池400、UASB反应器500、出水水箱600串联而成。
进水水箱100通过第一进水泵201与连续流缺氧/好氧反应器200相连；通过第二进水泵401与中间水池400相连。连续流缺氧/好氧反应器200设有缺氧段202、好氧段203、缺氧段搅拌器204、好氧段搅拌器205、好氧段曝气盘206、空气压缩机207；连续流缺氧/好氧反应器200出水经自流进入二沉池300，二沉池300下部污泥经过污泥回流泵301进入连续流缺氧/好氧反应器200缺氧段202，二沉池300出水自流进入中间水池400，中间水池4通过第三进水泵402与厌氧氨氧化UASB反应器500相连，厌氧氨氧化UASB反应器500设有三相分离器501，UASB反应器500上部通过第一回流泵502回流至下部，厌氧氨氧化UASB反应器500出水自流进入出水水箱600，厌氧氨氧化UASB反应器500部分出水经过第二回流泵503回流进入缺氧/好氧反应器200缺氧段202。
其中，连续流缺氧/好氧耦合厌氧氨氧化的污水处理方法为连续流运行方式；
连续流缺氧/好氧反应器200采用活性污泥工艺，好氧段203采用间歇曝气方式，曝停控制时间分别为5min和20min，好氧阶段曝气终点控制溶解氧浓度约0.6～1.0mg/L，缺氧段202和好氧段203的缺氧段搅拌器204和好氧段搅拌器205采用连续搅拌方式。控制污泥龄为3～5d。
二沉池300底部污泥通过污泥回流泵301回流至连续流缺氧/好氧反应器200中的缺氧段202，污泥回流比控制在50％～100％。
进水水箱100通过第二进水泵401与中间水池400相连，分段进水比例为0％～20％。
UASB反应器500采用生物膜与絮体泥结合工艺，接种前已完成厌氧氨氧化细菌挂膜，接种时采用负载了厌氧氨氧化污泥的海绵生物填料投加在UASB反应器500内，其中填充比为5％～10％。通过第一回流泵502从上部回流至下部，回流比为300％～500％，加强内部回流。UASB反应器500内部絮体泥定期排出，控制絮体泥SRT为3～5d。
UASB反应器5部分出水通过第二回流泵503回流至缺氧/好氧反应器2缺氧段202，回流比为100％。
本污水处理方法是将污水加入缺氧/好氧连续流反应器，利用缺氧段降低污水中有机物，好氧段采用间歇曝气方式，促进短程硝化，排水经过二沉池进入中间水池，进一步进入升流式污泥床反应器，升流式污泥床反应器内部采用絮体泥与生物膜相结合形式，进行厌氧氨氧化脱氮。调配分段进水比例，部分进水直接进入升流式污泥床反应器；升流式污泥床反应器出水回流至缺氧段，利用进水中有机物去除硝酸盐，实现深度脱氮。
实验采用经磁混凝预处理的生活污水，其水质指标为：COD(化学需氧量)浓度为90～110mg/L，NH4 +-N浓度为27～31mg/L，TN(总氮)浓度为35～40mg/L。
实验中连续流缺氧/好氧反应器有效容积为18L，其中缺氧段6L、好氧段12L；厌氧氨氧化UASB反应器有效容积3L。
实验结果如表一所示，结果表明：连续流缺氧/好氧反应器实现亚硝酸盐积累率50％～90％，COD去除率为70％，TN去除率70％。
表一：
| COD | NH<sub>4</sub><sup>+</sup>-N | TN | |
| 进水(mg/L) | 121.00±8.75 | 29.28±1.54 | 38.40±2.19 |
| 出水(mg/L) | 30.00±6.52 | 1.28±0.75 | 9.98±0.77 |
| 去除率(％) | 74.82±6.26 | 95.55±2.57 | 73.92±2.50 |
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种污水处理装置，其特征在于，包括：
进水单元，引入待处理污水；
连续流缺氧/好氧反应器，包括缺氧段和好氧段；
二沉池，好氧段的出水流入其内沉淀；
中间水池，二沉池内的出水流入其内；
厌氧氨氧化反应器，中间水池内的污水在其内发生厌氧氨氧化脱氮反应；以及
出水单元，厌氧氨氧化反应器内排出的达标污水进入出水单元内。
2.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，
所述二沉池与缺氧段之间设有污泥回流管路；
其中，污泥回流管路上设有将二沉池内的污泥回流至缺氧段的污泥回流泵。
3.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，
所述缺氧段内设有缺氧段搅拌器；
所述好氧段内设有好氧段搅拌器。
4.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，
所述好氧段内设有曝气单元；
其中，所述曝气单元包括好氧段曝气盘和空气压缩机。
5.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，
所述厌氧氨氧化反应器内设有三相分离器，所述三相分离器的液体出口与出水单元连接；
其中，所述三相分离器液体出口与缺氧段连通。
6.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，
所述厌氧氨氧化反应器上设有用于连通厌氧氨氧化反应器顶部和底部的外回流管路。
7.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，
所述进水单元与中间水池连通；
所述进水单元包括进水水箱和第一进水泵；
所述出水单元包括出水水箱。
8.一种污水处理方法，采用如权利要求1至7任一项所述的污水处理装置，包括：
待处理污水进入连续流缺氧/好氧反应器的缺氧段并与厌氧氨氧化反应器回流水混合，进行反硝化反应后得到第一污水；
第一污水进入好氧段进行短程硝化反应后，得到第二污水；
第二污水沉淀后与部分进水混合，进入厌氧氨氧化反应器内进行厌氧氨氧化脱氮反应后，得到达标污水。
9.根据权利要求8所述的处理方法，其特征在于，
所述好氧段采用间歇曝气方法，所述曝气时间为4至6分钟，所述曝气间歇时间为15至25分钟；
所述好氧段曝气终点为：溶解氧浓度为0.6至1.0mg/L；
所述好氧段和缺氧段中的污泥龄为3至5天。
10.根据权利要求8所述的处理方法，其特征在于，
所述二沉池中的污泥回流至缺氧段，所述污泥回流比为50％至100％；
所述厌氧氨氧化反应器内的絮体泥的污泥龄为3至5天；
所述厌氧氨氧化反应器内的液体回流至缺氧段。
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- 2020-01-14 CN CN202010039534.0A patent/CN111087074A/zh active Pending
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