CN112174316A - 一种连续流工艺主流发酵同步脱氮除磷的装置与方法 - Google Patents

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Abstract

一种连续流工艺主流发酵同步脱氮除磷的装置与方法，属于污水生物处理技术领域。是进水与二沉池回流污泥一起进入第一厌氧区，第一厌氧区的搅拌器每天只打开15min，其余时间均处于关闭状态，这导致污泥沉淀进而发生沉积层深度厌氧条件下的污泥水解发酵，具有发酵能力的聚磷菌利用活性污泥作为基质，释放磷酸盐并吸收存储内碳源，发酵产生挥发性脂肪酸VFA和进水中的VFA供传统聚磷菌和反硝化菌等利用。第一厌氧区出水流入第二厌氧区，第二厌氧区搅拌器是常开状态，接着进入缺氧区进行反硝化脱氮和除磷作用，进入好氧段完成好氧吸磷和硝化作用。本发明利用连续流工艺主流发酵模式，将活性污泥水解发酵的同时，取得了良好的脱氮除磷效果。

Description

一种连续流工艺主流发酵同步脱氮除磷的装置与方法
技术领域
本发明涉及一种连续流工艺主流发酵同步脱氮除磷的装置与方法，属于污水生物处理技术领域。
背景技术
已有研究表明富含氮、磷的工业废水和生活污水的大量排放是引起水体富营养化的主要原因，生物脱氮除磷技术作为一种经济、高效的营养物去除技术，已经被广泛应用于世界各国的污水处理厂。剩余污泥作为污水生物处理过程中的产物，对环境的污染性很强，污水处理厂每年处理剩余污泥的费用约占总运行费用的50％。剩余污泥中含有大量的机物，例如蛋白质和多糖等，可以通过厌氧发酵将其转化为挥发性脂肪酸，作生物脱氮除磷工艺的优质碳源来解决城市污水碳源不足的问题。如何在稳定、高效地去除污水中营养物的同时，有效地处理剩余污泥，成为污水处理领域的一个挑战。
现有将污泥处理耦合污水营养物去除的方式大多是将污泥发酵上清液作为碳源，或者是利用旁侧处理装置去处理剩余污泥。本发明利用连续流工艺主流发酵，直接在主流反应器中进行污泥发酵，操作简单，易于控制，具有很强的实用性，对于污水生物处理具有重要意义。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种连续流工艺主流发酵同步脱氮除磷的装置与方法。进水与二沉池回流污泥一起进入第一厌氧区，第一厌氧区的搅拌器每天只打开15min，其余时间均处于关闭状态，这导致污泥沉淀进而发生沉积层深度厌氧条件下的污泥水解发酵，具有发酵能力的聚磷菌Tetrasphaera利用活性污泥作为基质，释放磷酸盐并吸收存储内碳源，同时发酵产生挥发性脂肪酸VFA和进水中的VFA供传统聚磷菌CandidatusAccumulibacter和反硝化菌等利用。第一厌氧区出水流入第二厌氧区，第二厌氧区搅拌器是常开状态，接着进入缺氧区进行反硝化脱氮和除磷作用，最后进入好氧段完成好氧吸磷和硝化作用。
本发明的技术方案：
一种连续流工艺主流发酵同步脱氮除磷的装置，其特征在于：包括城市污水水箱(1)、进水蠕动泵(2)、连续流的第一厌氧区(3)，第二厌氧区(4)并配有搅拌器(4.1)、缺氧区(5)并配有搅拌器(5.1)、好氧区(6)并配有搅拌器(6.1)、空气泵(7)、转子流量计(8)、二沉池(9)、二沉池排水孔(10)、二沉池底部阀门(11)、污泥回流泵(12)、硝化液回流泵(13)；
城市污水水箱(1)通过进水蠕动泵(2)与连续流的第一厌氧区(3)连接，第一厌氧区与第二厌氧区(4)、缺氧区(5)、好氧区和二沉池(9)顺次连接，空气泵(7)通过转子流量计(8)与好氧区曝气头连接，二沉池设有排水孔(10)和底部阀门(11)，二沉池通过污泥回流泵(12)与第一厌氧区连接，好氧区通过硝化液回流泵(13)与缺氧区连接。
应用上述装置的方法，包括以下步骤：
(1)接种城市污水处理厂剩余污泥至连续流反应器中，控制接种后反应器内污泥浓度3000-4000mg/L，进水采用城市污水；
(2)水箱(1)中的城市污水通过进水蠕动泵(2)进入连续流反应器的第一厌氧区(3)，同时二沉池回流污泥通过污泥回流泵(11)进入第一厌氧区，与进水流量相比二沉池回流比例为80％-120％。第一厌氧区搅拌器每天只打开10-20min，其余时间均处于关闭状态。从第一厌氧区流入第二厌氧区(4)后，第二厌氧区的搅拌器是常开状态。第一厌氧区的水力停留时间为16-18h，第二厌氧区的水力停留时间为1.5-2.5h；
(3)厌氧区出水进入缺氧区(5)进行反硝化脱氮除磷作用。缺氧区水力停留时间为4-5h；
(4)缺氧区出水进入好氧区(6)，利用空气泵(7)为好氧区持续提供曝气，溶解氧浓度为1.5-2.5mg/L，好氧段硝化液按照与进水250％-350％的比例回流至缺氧段，好氧区水力停留时间为4-5h。
综上，本发明提供的一种连续流工艺主流发酵同步脱氮除磷的装置与方法，与现有传统生物脱氮除磷工艺相比具有以下优势：
(1)不需要利用旁侧处理装置，直接在主流反应器中进行污泥发酵，操作简单，易于控制；
(2)将活性污泥水解发酵的同时，取得了良好的脱氮除磷效果，对于污水生物处理具有重要意义。
附图说明
图1为本发明装置的结构示意图
图中：1——城市污水箱；2——进水蠕动泵；3——连续流的第一厌氧区；4——第二厌氧区；4.1——第二厌氧区搅拌器；5——缺氧区；5.1——缺氧区搅拌器；6——好氧区；6.1——好氧区搅拌器；7——空气泵；8——转子流量计；9——二沉池；10——二沉池排水孔；11——二沉池底部阀门；12——污泥回流泵；13——硝化液回流泵。
具体实施方式
结合附图和实例对本申请专利进一步说明：如图1所示，本发明包括城市污水水箱(1)通过进水蠕动泵(2)与连续流的第一厌氧区(3)连接，第一厌氧区与第二厌氧区(4)、缺氧区(5)、好氧区和二沉池(9)顺次连接，空气泵(7)通过转子流量计(8)与好氧区曝气头连接，二沉池设有排水孔(10)和底部阀门(11)，二沉池通过污泥回流泵(12)与第一厌氧区连接，好氧区通过硝化液回流泵(13)与缺氧区连接。
具体实例中使用的城市污水NH4 +-N浓度为60-70mg/L，P浓度为4.4-5.2mg/L，COD浓度在180-220mg/L。
具体实施过程如下：
(1)接种城市污水处理厂剩余污泥至连续流反应器中，控制接种后反应器内污泥浓度3500mg/L，进水采用城市污水；
(2)水箱(1)中的城市污水通过进水蠕动泵(2)进入连续流反应器的第一厌氧区(3)，同时二沉池回流污泥通过污泥回流泵(11)进入第一厌氧区，与进水流量相比二沉池回流比例为100％。第一厌氧区搅拌器每天只打开15min，其余时间均处于关闭状态。从第一厌氧区流入第二厌氧区(4)后，第二厌氧区的搅拌器是常开状态。第一厌氧区的水力停留时间为17h，第二厌氧区的水力停留时间为2h，厌氧区出水P浓度为38mg/L；
(3)厌氧区出水进入缺氧区(5)进行反硝化脱氮除磷作用。缺氧区水力停留时间为4.5h；
(4)缺氧区出水进入好氧区(6)，利用空气泵(7)为好氧区持续提供曝气，溶解氧浓度为2mg/L，好氧段硝化液按照与进水300％的比例回流至缺氧段，好氧区水力停留时间为4.5h。
(5)结果表明：出水P浓度为0.18mg/L，NH4 +-N去除率100％，总氮去除率为89％，出水COD浓度为40-45mg/L。

Claims (2)

1.一种连续流工艺主流发酵同步脱氮除磷的装置，其特征在于：包括城市污水水箱(1)、进水蠕动泵(2)、连续流的第一厌氧区(3)，第二厌氧区(4)并配有搅拌器(4.1)、缺氧区(5)并配有搅拌器(5.1)、好氧区(6)并配有搅拌器(6.1)、空气泵(7)、转子流量计(8)、二沉池(9)、二沉池排水孔(10)、二沉池底部阀门(11)、污泥回流泵(12)、硝化液回流泵(13)；
城市污水水箱(1)通过进水蠕动泵(2)与连续流的第一厌氧区(3)连接，第一厌氧区与第二厌氧区(4)、缺氧区(5)、好氧区和二沉池(9)顺次连接，空气泵(7)通过转子流量计(8)与好氧区曝气头连接，二沉池设有排水孔(10)和底部阀门(11)，二沉池通过污泥回流泵(12)与第一厌氧区连接，好氧区通过硝化液回流泵(13)与缺氧区连接。
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)接种城市污水处理厂剩余污泥至连续流反应器中，控制接种后反应器内污泥浓度3000-4000mg/L，进水采用城市污水；
(2)水箱(1)中的城市污水通过进水蠕动泵(2)进入连续流反应器的第一厌氧区(3)，同时二沉池回流污泥通过污泥回流泵(11)进入第一厌氧区，与进水流量相比二沉池回流比例为80％-120％。第一厌氧区搅拌器每天只打开10-20min，其余时间均处于关闭状态。从第一厌氧区流入第二厌氧区(4)后，第二厌氧区的搅拌器是常开状态。第一厌氧区的水力停留时间为16-18h，第二厌氧区的水力停留时间为1.5-2.5h；
(3)厌氧区出水进入缺氧区(5)进行反硝化脱氮除磷作用。缺氧区水力停留时间为4-5h；
(4)缺氧区出水进入好氧区(6)，利用空气泵(7)为好氧区持续提供曝气，溶解氧浓度为1.5-2.5mg/L，好氧段硝化液按照与进水250％-350％的比例回流至缺氧段，好氧区水力停留时间为4-5h。
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