CN114044609A

CN114044609A - 一种高效脱氮除磷的ao装置和ao工艺

Info

Publication number: CN114044609A
Application number: CN202111373076.5A
Authority: CN
Inventors: 何海周; 袁金梅; 赵海青; 盛阳春; 朱银龙; 卢泳杰; 杨星月; 王杰; 李群
Original assignee: Jiangsu Liding Environmental Protection Equipment Co ltd
Current assignee: Jiangsu Liding Environmental Protection Equipment Co ltd
Priority date: 2021-11-19
Filing date: 2021-11-19
Publication date: 2022-02-15

Abstract

本发明提供了一种高效脱氮除磷的AO装置和AO工艺：污水自进水管进入与消化液在混合区混合；经分离器实现固体物与水分离，污水上流至固定复合生物床，固定复合生物床的生物填料上附着有大量的微生物，通过微生物的新陈代谢实现对污水内各类污染物的降解，处理后的污水进入好氧池；通过好氧池底部的曝气盘的曝气搅拌实现填料与污水的完全混合，经好氧池内的PP柱状填料上附着的大量微生物的代谢实现去除BOD、消化、吸磷效果；缺氧池底部被沉淀下来的固体物，通过排泥管抽吸出缺氧池。通过合理配置缺氧池的内部空间，在缺氧池增加混合、沉淀、曝气、复合生物填料床等，实现在缺氧池内的高效脱氮除磷。

Description

一种高效脱氮除磷的AO装置和AO工艺

技术领域

本发明属于水体修复领域，具体涉及一种高效脱氮除磷的AO装置和AO工艺。

背景技术

随着经济的高速发展和人口的暴涨，大大加速了水体营养化的程度，生活污水进水内C/N比值低，限制了微生物对N、P的去除，经过处理后仍然含有大量N、P元素被排入环境水体，造成了水体的富营养化，造成水质恶化、水体功能下降，水生生物死亡等灾难性后果，因此开发和研发新的脱氮除磷工艺是当今污水处理领域的研究热点，对于低C/N比的生活污水处理具有深远的意义。

目前，富营养化水体的修复主要有以下方式：AO工艺、AOAO工艺、固定床、流化床等；以上技术对处理低碳氮比（C/N比）的生活污水，脱氮除磷效果差，需要配合外加碳源、除磷剂，增加了药剂、设备、能耗等各方面的成本，而且在水质波动较大时很难及时调整，从而造成了资源的浪费。

发明内容

要解决的技术问题：本发明提供一种高效脱氮除磷的AO装置和AO工艺，通过合理配置缺氧池的内部空间，在缺氧池增加混合、沉淀、曝气、复合生物填料床等，实现在缺氧池内的高效脱氮除磷。

技术方案：一种高效脱氮除磷的AO装置，包括缺氧池和好氧池，所述缺氧池内设有固定复合生物床，固定复合生物床分为上层固定生物填料床和下层高效脱氮除磷床；所述高效脱氮除磷床下设有滤板；所述固定复合生物床底部设有穿孔曝气管；所述好氧池设有曝气盘和曝气管。

进一步的，所述缺氧池还包括分离器，混合区，沉淀区，进水管，消化液回流管，排泥管和反射板；所述分离器置于进水管上方；所述进水管的出口、消化液回流管的出口以及反射板均设置于混合区；所述混合区下方为沉淀区；所述沉淀区设有排泥管；所述进水管的出口与消化液回流管的出口均朝向反射板，反射板能够增加回流消化液和进水的混合效果。

进一步的，所述固定生物填料床为pp鲍尔球和聚氨酯；所述高效脱氮除磷床的核心填料为黄铁矿，主要成分为FeS₂。

进一步的，分离器为由两块板相交90°组成的构件，污水上升的时候可以对固体物进行阻挡，水流继续上升。

进一步的，所述pp鲍尔球和聚氨酯上附着有大量的微生物，通过微生物的新陈代谢实现对污水内各类污染物的降解；所述微生物为从污水中培养筛选出来的厌氧及兼性厌氧微生物。

进一步的，所述好氧池内的填料为PP柱状填料，通过好氧池底部的曝气盘的曝气搅拌实现PP柱状填料与污水的完全混合。

进一步的，所述曝气管用于给好氧池供氧。

进一步的，所述PP柱状填料上附着有大量微生物，所述微生物为从污水中培养筛选出来的好氧微生物。

一种高效脱氮除磷的AO工艺，步骤如下：

步骤1：污水自进水管进入，消化液自消化液回流管出口处流出与污水在混合区混合；

步骤2：经分离器实现固体物与水分离，固体物沉淀至缺氧池底部沉淀区，污水上浮经滤板进一步过滤，固体物沉淀至缺氧池底部沉淀区；

步骤3：污水继续上浮至高效脱氮除磷床，高效脱氮除磷床释放Fe²⁺、S^-离子，Fe²⁺被缺氧池内的溶解氧氧化为Fe³⁺，Fe³⁺与污水中的PO₄ ³⁺反应生成FePO₄，沉淀后至缺氧池底部沉淀区，S^-为反硝化提供电子供体，实现反硝化脱氮；

步骤4：污水进一步上浮至固定生物填料床，通过pp鲍尔球和聚氨酯上附着的大量的微生物的新陈代谢实现对污水内各类污染物的降解；

步骤5：底部被沉淀下来的固体物，通过排泥管抽吸出缺氧池；

步骤6：经缺氧池处理后的污水进入好氧池，通过好氧池底部的曝气盘的曝气搅拌实现填料与污水的完全混合，经好氧池内的PP柱状填料上附着的大量微生物的代谢实现去除BOD、消化、吸磷效果。

进一步的，步骤3中所述高效脱氮除磷床底部的穿孔曝气管，曝气间歇启动，用于补充固定复合生物床溶解氧以及对填料床进行吹扫。

有益效果：

1. 本发明可解决污水内低C/N比，即碳源不足、AO脱氮除磷效果差的情况，无需外加碳源、除磷剂，能够强化AO工艺对TN、TP的去除效果；

2. 缺氧池底部设置进水及消化液混合区，在无需设置搅拌等设备的情况下，实现了进水与消化液的充分混合；

3. 缺氧池中部设置分离器，进行固体物与水的分离，防止过多固体物进入生物床，造成生物床堵塞，除磷造成的含磷固体物通过分离器斜坡落入缺氧池底部；

4. 固定复合生物床底部设置穿孔曝气管，能对固定复合生物床底部进行定期吹扫，对缺氧池的溶解氧进行调节以及防止固定复合生物床堵塞；

5. 本发明的高效脱氮除磷床可为脱氮提供电子供体，为除磷提供铁离子；

6. 缺氧池内装填柱状填料，通过底部曝气盘的曝气搅拌实现填料与污水的完全，进一步提升好氧池去除各类污染物的能力。

附图说明

图1为本发明的高效脱氮除磷的AO装置的结构示意图；

图2为本发明的高效脱氮除磷的AO工艺的流程图。

图中：1、缺氧池；2、好氧池；3、固定生物填料床；4、高效脱氮除磷床；5、分离器；6、混合区；7、沉淀区；8、进水管；9、消化液回流管；10、排泥管；11、反射板；12、穿孔曝气管；13、滤板；14、曝气盘；15、曝气管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种高效脱氮除磷的AO装置，包括缺氧池1和好氧池2，缺氧池1内设有固定复合生物床，固定复合生物床分为上层固定生物填料床3和下层高效脱氮除磷床4；固定生物填料床3为pp鲍尔球和聚氨酯，pp鲍尔球和聚氨酯上附着有大量的从污水中培养筛选出来的厌氧菌和兼性厌氧菌；高效脱氮除磷床4的核心填料为黄铁矿，主要成分为FeS₂；高效脱氮除磷床4下设有滤板13；固定复合生物床底部设有穿孔曝气管12；好氧池2设有曝气盘14和曝气管15。缺氧池1还包括分离器5，混合区6，沉淀区7，进水管8，消化液回流管9，排泥管10和反射板11；进水管8的出口与消化液回流管9的出口均朝向反射板11，反射板11能够增加回流消化液和进水的混合效果；分离器置于进水管8上方；进水管8的出口、消化液回流管9的出口以及反射板11均设置于混合区6；混合区下方为沉淀区7；沉淀区7设有排泥管10。好氧池2内的填料为PP柱状填料，通过好氧池2底部的曝气盘14的曝气搅拌实现PP柱状填料与污水的完全混合；PP柱状填料上附着有大量从污水中培养筛选出来的好氧微生物。

工艺及工作原理：

步骤1：污水自进水管8出口处流出，消化液自消化液回流管9出口处流出，由于污水和消化液都是通过泵压入，进水管8和消化液回流管9的出口均朝向反射板11，两股水流均带压强，射到反射板11后会向产生反射，在反射的过程中实现混合，混合后进去混合区6；

步骤2：经分离器5实现固体物与水分离，分离器5为由两块板相交90°组成的构件，污水上升的时候可以对固体物进行阻挡，水流继续上升；固体物下落后沉淀至缺氧池1底部沉淀区7，污水上浮经滤板13进一步过滤，固体物沉淀至缺氧池1底部沉淀区7；

步骤3：污水继续上浮至高效脱氮除磷床4，高效脱氮除磷床4底部的穿孔曝气管12，曝气间歇启动，用于补充固定复合生物床溶解氧以及对填料床进行吹扫；高效脱氮除磷床4释放Fe²⁺、S^-离子，Fe²⁺被缺氧池内的溶解氧氧化为Fe³⁺，Fe³⁺与污水中的PO₄ ³⁺反应生成FePO₄，沉淀后至缺氧池1底部沉淀区7，从而实现化学除磷，而S^-为反硝化提供电子，以NO₂ ^-、NO₃ ^-为电子受体，实现反硝化脱氮；

步骤4：污水进一步上浮至固定生物填料床3，通过pp鲍尔球和聚氨酯上附着的大量的从污水中培养筛选出来的厌氧和兼性厌氧微生物，通过其新陈代谢实现对污水内各类污染物的降解；

步骤5：底部被沉淀下来的固体物，通过排泥管10抽吸出缺氧池1；

步骤6：经缺氧池1处理后的污水进入好氧池2，通过好氧池2底部的曝气盘14的曝气搅拌实现填料与污水的完全混合，经好氧池2内的PP柱状填料上附着的大量从污水中培养筛选出来的好氧微生物的代谢实现去除BOD、消化、吸磷效果。

为进一步验证发明对于低C/N生活污水内TN、TP的去除效果，本发明进行了实验验证：

实施例1

生活污水来自某镇A小型污水处理站，该污水处理场站使用工艺为传统AO工艺，在未加除磷药剂或装置的情况下，进出水指标如下：

采样点	COD（mg/L）	NH<sub>3</sub>-N（mg/L）	TN（mg/L）	TP（mg/L）
					进水	82	49.8	72.9	7.74
出水	38	11.2	49.5	6.30

该生活污水经高效脱氮除磷AO工艺进行处理后的进出水指标如下：

采样点	COD（mg/L）	NH<sub>3</sub>-N（mg/L）	TN（mg/L）	TP（mg/L）
					进水	82	49.8	72.9	7.74
出水	21	5.2	12.1	0.60

在控制好运行参数的情况下，高效脱氮除磷AO工艺实现了TN、TP的高效去除。

实施例2

生活污水来自某村B小型污水处理站，该污水处理场站使用工艺为传统AO工艺，在未加除磷药剂或装置的情况下，进出水指标如下：

采样点	COD（mg/L）	NH<sub>3</sub>-N（mg/L）	TN（mg/L）	TP（mg/L）
					进水	35	36.3	50.8	5.56
出水	11	4.6	42.6	5.22

采样点	COD（mg/L）	NH<sub>3</sub>-N（mg/L）	TN（mg/L）	TP（mg/L）
					进水	35	36.3	50.8	5.56
出水	15	3.7	11.0	0.33

实施例3

生活污水来自某村C小型污水处理站，该污水处理场站使用工艺为缺氧池（固定床）+好氧池（流化床）工艺，在未加除磷药剂或装置的情况下，进出水指标如下：

采样点	COD（mg/L）	NH<sub>3</sub>-N（mg/L）	TN（mg/L）	TP（mg/L）
					进水	65	53.8	64.3	4.04
出水	17	6.3	46.6	3.26

采样点	COD（mg/L）	NH<sub>3</sub>-N（mg/L）	TN（mg/L）	TP（mg/L）
					进水	65	53.8	64.3	4.04
出水	12	4.2	10.8	0.41

实施例4

生活污水来自某镇D小型污水处理站，该污水处理场站使用工艺为AOAO工艺，在未加除磷药剂或装置的情况下，进出水指标如下：

采样点	COD（mg/L）	NH<sub>3</sub>-N（mg/L）	TN（mg/L）	TP（mg/L）
					进水	105	79.9	95.8	6.87
出水	36	8.4	68.3	6.33

采样点	COD（mg/L）	NH<sub>3</sub>-N（mg/L）	TN（mg/L）	TP（mg/L）
					进水	105	79.9	95.8	6.87
出水	23	6.1	14.2	0.61

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种高效脱氮除磷的AO装置，包括缺氧池（1）和好氧池（2），其特征在于：所述缺氧池（1）内设有固定复合生物床，固定复合生物床分为上层固定生物填料床（3）和下层高效脱氮除磷床（4）；所述高效脱氮除磷床（4）下设有滤板（13）；所述固定复合生物床底部设有穿孔曝气管（12）；所述好氧池（2）设有曝气盘（14）和曝气管（15）。

2.根据权利要求1所述的一种高效脱氮除磷的AO装置，其特征在于：所述缺氧池（1）还包括分离器（5），混合区（6），沉淀区（7），进水管（8），消化液回流管（9），排泥管（10）和反射板（11）；所述分离器（5）置于进水管（8）上方；所述进水管（8）的出口、消化液回流管（9）的出口以及反射板（11）均设置于混合区（6）；所述混合区下方为沉淀区（7）；所述沉淀区（7）设有排泥管（10）；所述进水管（8）的出口与消化液回流管（9）的出口均朝向反射板（11），反射板（11）能够增加回流消化液和进水的混合效果。

3.根据权利要求1所述的一种高效脱氮除磷的AO装置，其特征在于：所述固定生物填料床（3）为pp鲍尔球和聚氨酯；所述高效脱氮除磷床（4）的核心填料为黄铁矿，主要成分为FeS₂。

4.根据权利要求2所述的一种高效脱氮除磷的AO装置，其特征在于：所述分离器（5）为由两块板相交90°组成的构件，污水上升的时候可以对固体物进行阻挡，水流继续上升。

5.根据权利要求3所述的一种高效脱氮除磷的AO装置，其特征在于：所述pp鲍尔球和聚氨酯上附着有大量的微生物，通过微生物的新陈代谢实现对污水内各类污染物的降解；所述微生物为从污水中培养筛选出来的厌氧及兼性厌氧微生物。

6.根据权利要求1所述的一种高效脱氮除磷的AO装置，其特征在于：所述好氧池（2）内的填料为PP柱状填料，通过好氧池（2）底部的曝气盘（14）的曝气搅拌实现PP柱状填料与污水的完全混合。

7.根据权利要求1所述的一种高效脱氮除磷的AO装置，其特征在于：所述曝气管（15）用于给好氧池供氧。

8.根据权利要求6所述的一种高效脱氮除磷的AO装置，其特征在于：所述PP柱状填料上附着有大量微生物，所述微生物为从污水中培养筛选出来的好氧微生物。

9.一种高效脱氮除磷的AO工艺，其特征在于：步骤如下：

步骤1：污水自进水管（8）出口处流出，消化液自消化液回流管（9）出口处流出，在反射板（11）反射实现混合后进去混合区（6）；

步骤2：经分离器（5）实现固体物与水分离，固体物沉淀至缺氧池（1）底部沉淀区（7），污水上浮经滤板（13）进入固定复合生物床，固体物沉淀至缺氧池（1）底部沉淀区（7）；

步骤3：污水继续上浮至高效脱氮除磷床（4），高效脱氮除磷床（4）释放Fe²⁺、S^-离子，Fe²⁺被缺氧池内的溶解氧氧化为Fe³⁺，Fe³⁺与污水中的PO₄ ³⁺反应生成FePO₄，沉淀后至缺氧池（1）底部沉淀区（7），S^-为反硝化提供电子供体，实现反硝化脱氮；

步骤4：污水进一步上浮至固定生物填料床（3），通过pp鲍尔球和聚氨酯上附着的大量的微生物的新陈代谢实现对污水内各类污染物的降解；

步骤5：底部被沉淀下来的固体物，通过排泥管（10）抽吸出缺氧池（1）；

步骤6：经缺氧池（1）处理后的污水进入好氧池（2），通过好氧池（2）底部的曝气盘（14）的曝气搅拌实现填料与污水的完全混合，经好氧池（2）内的PP柱状填料上附着的大量微生物的代谢实现去除BOD、消化、吸磷效果。

10.根据权利要求9所述的一种高效脱氮除磷的AO工艺，其特征在于：步骤3中所述高效脱氮除磷床（4）底部的穿孔曝气管（12），曝气间歇启动，用于补充固定复合生物床溶解氧以及对填料床进行吹扫。