CN111517586B - 基于短程反硝化处理低碳氮比污水的装置及工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明的基于短程反硝化处理低碳氮比污水的装置，包括短程反硝化池、厌氧氨氧化池、好氧池、污泥沉淀池、污泥厌氧消化池、氨氧化池，污泥沉淀池与短程反硝化池之间设置有回流管，污泥沉淀池的污泥出口与污泥厌氧消化池和好氧池相通，氨氧化池的出水口与短程反硝化池相通。本发明的污水处理工艺包括：a).短程反硝化作用；b).厌氧氨氧化作用；c).好氧反应；d).沉降分离；e).污泥厌氧消化；f).好氧氨氧化。本发明的污水处理装置及工艺，充分利用污水中的有机物作为碳源进行反硝化处理，无需投加有机物，大大降低了污水处理成本，充分利用原污水中污染物质，使用生物法去除污水中污染物，处理成本更低，污水净化效果更好。

Description

基于短程反硝化处理低碳氮比污水的装置及工艺
技术领域
本发明涉及一种低碳氮比污水的处理装置及工艺，更具体的说，尤其涉及一种基于短程反硝化处理低碳氮比污水的装置及工艺。
背景技术
目前的城市污水处理过程通常旨在去除污染物质，而这些污染物质（如有机物、氮元素、磷元素等）不仅是水质指标，同时也是人类生产、生活中需要的能源和资源。
城市污水通常为低碳氮比污水，传统的污水脱氮工艺先将铵氧化为硝酸盐，再通过反硝化作用将硝酸盐还原为氮气去除，但该过程中需要大量有机物提供反硝化细菌进行反硝化作用所需能源，故经常需要人为投加大量有机物，大大提高了污水处理成本。本文旨在发明一种便于在传统工艺上进行改进，充分利用原污水中污染物质，主要使用生物法去除污水中污染物，以更低的处理成本，达到更好的污水净化效果。
发明内容
本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种基于短程反硝化处理低碳氮比污水的装置及工艺。
本发明的基于短程反硝化处理低碳氮比污水的装置，包括短程反硝化池、厌氧氨氧化池、好氧池、污泥沉淀池、污泥厌氧消化池和氨氧化池，待净化低碳氮比污水依次流经短程反硝化池、厌氧氨氧化池、好氧池和污泥沉淀池，净化后污水经污泥沉淀池出水口排出；其特征在于：污泥沉淀池与短程反硝化池之间设置有将部分污水返流的回流管，污泥沉淀池的污泥出口经污泥管线与污泥厌氧消化池和好氧池的污泥进口相通，污泥厌氧消化池的出水口与氨氧化池的进水口相通，氨氧化池的出水口与短程反硝化池相通；短程反硝化池、厌氧氨氧化池、污泥厌氧消化池均为厌氧环境，好氧池和氨氧化池的底部均设置有曝气装置。
本发明的基于短程反硝化处理低碳氮比污水的装置，所述短程反硝化池和厌氧氨氧化池中均设置有污泥附着的生物填料。
本发明的基于短程反硝化处理低碳氮比污水的装置的处理工艺，其特征在于，通过以下步骤来实现：
a).短程反硝化作用，污水首先进入短程反硝化池，短程反硝化池中生物填料上污泥含有的反硝化细菌，以污水中含有的有机物为碳源，将原污水及以及污泥沉淀池和氨氧化池回流污水中的硝酸盐还原为亚硝酸盐，随后污水流入厌氧氨氧化池；
b).厌氧氨氧化作用，污水进入厌氧氨氧化池后，生物填料上污泥含有的厌氧氨氧化菌，通过厌氧氨氧化作用将原水中铵根离子与亚硝酸盐共同转化为氮气排出，接着污水进入好氧池；
c).好氧反应，利用好氧池底部的微孔曝气盘进行大量曝气，为好氧池中的好氧微生物提供氧气的同时起到搅拌作用，好氧微生物将污水中仍存在的有机物氧化去除并将铵根离子氧化为硝酸根离子，处理后的污水进入污泥沉淀池；
d).沉降分离，污水进入污泥沉淀池后，污水中的悬浮颗粒在污泥沉淀池中自然沉降，泥水分成，部分污水经膜组件抽离排出，部分污水经泵抽取回流至短程反硝化池，补充反硝化所需硝酸盐；同时，污泥沉淀池中沉降的部分污泥经污泥管路回流至好氧池，以维持好氧池的污泥浓度，其余污泥通过污泥管路进入污泥厌氧消化池；
e).污泥厌氧消化，污泥厌氧消化池为厌氧环境，在该池中，微生物将储存在体内的有机物及含氮物质释放，同时厌氧微生物进行水解、消化作用，将大分子有机物转化为小分子有机物，将含氮物质转化为铵根离子，并溶解于水中；在污泥厌氧消化池中污泥进一步沉淀，下层污泥被分离出，经脱水压缩成泥饼外运，生成的水及上层污水转入氨氧化池；
f).好氧氨氧化，污水进入氨氧化池后，氨氧化池中进行曝气，在好氧细菌的氧化作用下，将生成的大量小分子有机物及铵根离子氧化为硝酸根离子转入短程反硝化池。
本发明的基于短程反硝化处理低碳氮比污水的装置的处理工艺，短程反硝化池和厌氧氨氧化池中悬挂大量生物填料，供微生物附着，同时防止污泥及附着其上的微生物随水流失，而影响出水水质。
本发明的基于短程反硝化处理低碳氮比污水的装置的处理工艺，短程反硝化池通过反硝化作用将污水中大量有机物去除，减小有机物对厌氧氨氧化池处理效果的影响并提供厌氧氨氧化作用所需的亚硝酸盐，短程反硝化池和厌氧氨氧化池均控制为厌氧环境，保证反硝化细菌及厌氧氨氧化细菌的存活。
本发明的有益效果是：本发明的低碳氮比污水处理装置及工艺，污水在短程反硝化池中与污泥沉淀池和氨氧化池返流的污水混合，反硝化菌以污水中的有机物为碳源，将污水中的硝酸盐还原为亚硝酸盐，然后在厌氧氨氧化菌的作用在将水中的亚硝酸和铵根离子共同转化为氮气排出，在好氧菌的作用下将污水中剩余的有机物分解并将铵根离子转化为硝酸根离子，最后经沉降分离后的污水排出，污泥进入污泥厌氧消化池中进一步进行厌氧消化处理，以将污泥中的大分子有机物转化为小分子有机物，同时将含氮物质转化为铵根离子，生成的污水再经好氧氨氧化将小分子有机物及铵根离子转化为硝酸根输入至短程反硝化池。可见，本发明的低碳氮比污水处理装置及工艺，充分利用污水中的有机物作为碳源进行反硝化处理，无需投加有机物，大大降低了污水处理成本，充分利用原污水中污染物质，主要使用生物法去除污水中污染物，处理成本更低，污水净化效果更好。
附图说明
图1为本发明的基于短程反硝化处理低碳氮比污水的装置的结构示意图。
图中：1短程反硝化池，2厌氧氨氧化池，3好氧池，4污泥沉淀池，5污泥厌氧消化池，6氨氧化池。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，给出了本发明的基于短程反硝化处理低碳氮比污水的装置的结构示意图，其由短程反硝化池1、厌氧氨氧化池2、好氧池3、污泥沉淀池4、污泥厌氧消化池5以及氨氧化池6组成，待处理污水依次流经短程反硝化池1、厌氧氨氧化池2、好氧池3和污泥沉淀池4，短程反硝化池1上设置有待处理低碳氮比污水流入的进水口，短程反硝化池1的上部开设有流入厌氧氨氧化池2的开口，厌氧氨氧化池2的上部开设有流入好氧池3的开口，好氧池的出水口与污泥沉淀池4的进水口相连通，处理后的污水经污泥沉淀池4上的出水口流出。
污泥沉淀池4与短程反硝化池1经污水回流管相连通，回流管上设置有水泵，以便将污水沉淀池4中的部分污水抽至短程反硝化池1中，实现部分污水的返流，以补充短程反硝化池1中硝酸盐的消耗。所示污泥沉淀池4的污泥出口经污泥管线与污泥厌氧消化池5和好氧池3均相连通，污泥沉淀池4中沉降产生的部分污泥经污泥管线流入好氧池3中，以补充好氧池3中污泥的消耗，将好氧池3中的污泥浓度维持在一定水平，剩余的污泥经污泥管路流入污泥厌氧消化池5中。污泥厌氧消化池5排出的污泥脱水后可制成泥饼运出。污泥厌氧消化池5的污水出口经污水管路与氨氧化池6相连通，以便将污泥厌氧消化池5中产生的水及上层污水流入氨氧化池6，氨氧化池6的污水出口与短程反硝化池1的相连通，以便氨氧化池6中的污水流入短程反硝化池1中，实现对短程反硝化池1中硝酸盐的补充。
所示短程反硝化池1、厌氧氨氧化池2和污泥厌氧消化池5中均为厌氧环境，以有利于反硝化均和厌氧氨氧化菌的生长，短程反硝化池1和厌氧氨氧化池2中均布置有生物填料，生物填料有利于污泥附着，增加污水与污泥和微生物的接触面积，也可防止微生物随泥土流失。好氧池3和氨氧化池6中均设置有曝气装置，如微孔曝气盘，以维持好氧池3和氨氧化池6始终处于好氧状态，利于好氧微生物的生长。所示污泥沉淀池4的出水口连接有膜组件，污水经膜组件抽离排出。
本发明的基于短程反硝化处理低碳氮比污水的装置的处理工艺，通过以下步骤来实现：
a).短程反硝化作用，污水首先进入短程反硝化池，短程反硝化池中生物填料上污泥含有的反硝化细菌，以污水中含有的有机物为碳源，将原污水及以及污泥沉淀池和氨氧化池回流污水中的硝酸盐还原为亚硝酸盐，随后污水流入厌氧氨氧化池；
该步骤，通过控制污水在短程反硝化池中的停留时间以及污水中有机物的浓度，使硝酸盐还原为亚硝酸盐。
b).厌氧氨氧化作用，污水进入厌氧氨氧化池后，生物填料上污泥含有的厌氧氨氧化菌，通过厌氧氨氧化作用将原水中铵根离子与亚硝酸盐共同转化为氮气排出，接着污水进入好氧池；
短程反硝化池1及厌氧氨氧化池2中悬挂大量生物填料，供微生物附着，同时防止污泥及附着其上的微生物随水流失，而影响出水水质。短程反硝化池1通过反硝化作用将污水中大量有机物去除，减小有机物对厌氧氨氧化池2处理效果的影响并提供厌氧氨氧化作用所需的亚硝酸盐，两池均需控制为厌氧环境，保证反硝化细菌及厌氧氨氧化细菌的存活。
c).好氧反应，利用好氧池底部的微孔曝气盘进行大量曝气，为好氧池中的好氧微生物提供氧气的同时起到搅拌作用，好氧微生物将污水中仍存在的有机物氧化去除并将铵根离子氧化为硝酸根离子，处理后的污水进入污泥沉淀池；
好氧池3中一些微生物会分泌粘性物质并生成菌胶团，进而吸附污水中悬浮颗粒，这些悬浮颗粒中存在大量难以降解的大分子有机物。
d).沉降分离，污水进入污泥沉淀池后，污水中的悬浮颗粒在污泥沉淀池中自然沉降，泥水分成，部分污水经膜组件抽离排出，部分污水经泵抽取回流至短程反硝化池，补充反硝化所需硝酸盐；同时，污泥沉淀池中沉降的部分污泥经污泥管路回流至好氧池，以维持好氧池的污泥浓度，其余污泥通过污泥管路进入污泥厌氧消化池；
e).污泥厌氧消化，污泥厌氧消化池为厌氧环境，在该池中，微生物将储存在体内的有机物及含氮物质释放，同时厌氧微生物进行水解、消化作用，将大分子有机物转化为小分子有机物，将含氮物质转化为铵根离子，并溶解于水中；在污泥厌氧消化池中污泥进一步沉淀，下层污泥被分离出，经脱水压缩成泥饼外运，生成的水及上层污水转入氨氧化池；
f).好氧氨氧化，污水进入氨氧化池后，氨氧化池中进行曝气，在好氧细菌的氧化作用下，将生成的大量小分子有机物及铵根离子氧化为硝酸根离子转入短程反硝化池。
需根据实际系统进水中有机物及含氮化合物的浓度，通过控制氨氧化池6的曝气量，控制有机物及氨的氧化程度，使短程反硝化池1中氧化态氮浓度与氨根离子浓度在一定比例范围内，保证出水总氮浓度达到排放标准。

Claims (4)

1.一种基于短程反硝化处理低碳氮比污水的装置的处理工艺，基于短程反硝化处理低碳氮比污水的装置包括短程反硝化池（1）、厌氧氨氧化池（2）、好氧池（3）、污泥沉淀池（4）、污泥厌氧消化池（5）和氨氧化池（6），待净化低碳氮比污水依次流经短程反硝化池、厌氧氨氧化池、好氧池和污泥沉淀池，净化后污水经污泥沉淀池出水口排出；污泥沉淀池与短程反硝化池之间设置有将部分污水返流的回流管，污泥沉淀池的污泥出口经污泥管线与污泥厌氧消化池和好氧池的污泥进口相通，污泥厌氧消化池的出水口与氨氧化池的进水口相通，氨氧化池的出水口与短程反硝化池相通；短程反硝化池、厌氧氨氧化池、污泥厌氧消化池均为厌氧环境，好氧池（3）和氨氧化池（6）的底部均设置有曝气装置；
其特征在于，处理工艺通过以下步骤来实现：
a).短程反硝化作用，污水首先进入短程反硝化池，短程反硝化池中生物填料上污泥含有的反硝化细菌，以污水中含有的有机物为碳源，将原污水及以及污泥沉淀池和氨氧化池回流污水中的硝酸盐还原为亚硝酸盐，随后污水流入厌氧氨氧化池；
b).厌氧氨氧化作用，污水进入厌氧氨氧化池后，生物填料上污泥含有的厌氧氨氧化菌，通过厌氧氨氧化作用将原水中铵根离子与亚硝酸盐共同转化为氮气排出，接着污水进入好氧池；
c).好氧反应，利用好氧池底部的微孔曝气盘进行大量曝气，为好氧池中的好氧微生物提供氧气的同时起到搅拌作用，好氧微生物将污水中仍存在的有机物氧化去除并将铵根离子氧化为硝酸根离子，处理后的污水进入污泥沉淀池；
d).沉降分离，污水进入污泥沉淀池后，污水中的悬浮颗粒在污泥沉淀池中自然沉降，泥水分成，部分污水经膜组件抽离排出，部分污水经泵抽取回流至短程反硝化池，补充反硝化所需硝酸盐；同时，污泥沉淀池中沉降的部分污泥经污泥管路回流至好氧池，以维持好氧池的污泥浓度，其余污泥通过污泥管路进入污泥厌氧消化池；
e).污泥厌氧消化，污泥厌氧消化池为厌氧环境，在该池中，微生物将储存在体内的有机物及含氮物质释放，同时厌氧微生物进行水解、消化作用，将大分子有机物转化为小分子有机物，将含氮物质转化为铵根离子，并溶解于水中；在污泥厌氧消化池中污泥进一步沉淀，下层污泥被分离出，经脱水压缩成泥饼外运，生成的水及上层污水转入氨氧化池；
f).好氧氨氧化，污水进入氨氧化池后，氨氧化池中进行曝气，在好氧细菌的氧化作用下，将生成的大量小分子有机物及铵根离子氧化为硝酸根离子转入短程反硝化池。
2.根据权利要求1所述的基于短程反硝化处理低碳氮比污水的装置的处理工艺，其特征在于：所述短程反硝化池（1）和厌氧氨氧化池（2）中均设置有污泥附着的生物填料。
3.根据权利要求1所述的基于短程反硝化处理低碳氮比污水的装置的处理工艺，其特征在于：短程反硝化池（1）和厌氧氨氧化池（2）中悬挂大量生物填料，供微生物附着，同时防止污泥及附着其上的微生物随水流失，而影响出水水质。
4.根据权利要求1所述的基于短程反硝化处理低碳氮比污水的装置的处理工艺，其特征在于：短程反硝化池（1）通过反硝化作用将污水中大量有机物去除，减小有机物对厌氧氨氧化池（2）处理效果的影响并提供厌氧氨氧化作用所需的亚硝酸盐，短程反硝化池（1）和厌氧氨氧化池（2）均控制为厌氧环境，保证反硝化细菌及厌氧氨氧化细菌的存活。
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