CN115140842A - 一种利用反硝化同步脱氮除磷污水处理工艺及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种利用反硝化同步脱氮除磷污水处理工艺及装置,包括厌氧池、第一好氧池、缺氧池、第二好氧池和二沉池，厌氧池上设有进水管和污泥回流管，厌氧池内设有厌氧搅拌器，且厌氧池与第一好氧池连接，第一好氧池的底部设有曝气设施，且第一好氧池与缺氧池连接，缺氧池内设有缺氧搅拌器，且缺氧池上部设有混合液回流管，缺氧池与第二好氧池连接，第二好氧池通过第一出水管与二沉池连接，且第二好氧池内设有混合液回流泵，本发明采用反硝化脱氮除磷，一碳两用，充分利用进水的有机质，进而可以缩减污泥产生量，以节省对系统碳源的投入成本，同时，具有高效脱氮除磷的效果，TN去除率>80％，TP去除率>90％，远高于传统工艺。

Description

一种利用反硝化同步脱氮除磷污水处理工艺及装置

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种利用反硝化同步脱氮除磷污水处理工艺及装置。

背景技术

传统脱氮除磷技术基于聚磷菌厌氧释磷、好氧吸磷和缺氧反硝化理论而设计。具体为聚磷菌在厌氧条件下以微生物发酵产生的挥发性脂肪酸为碳源，将其摄入体内形成内贮物，与此同时将胞内磷酸盐释放到污水中，好氧条件下以内贮物为碳源，氧化内贮物产生能量过量摄取水中的磷，合成新的细胞，产生富磷污泥，通过排放富磷剩余污泥将磷排出系统外，达到从废水中除磷的目的；

而脱氮采用的是好氧条件下在硝化菌作用下将经过氨化作用产生的氨氮转化为硝态氮，并在缺氧条件下反硝化菌以有机物为碳源，将硝态氮转化为氮气排入大气从而实现生物脱氮的目的。

传统的脱氮除磷工艺有以下不足之处：

1）脱氮过程的反硝化菌为异养菌，硝化菌为自养菌两者泥龄存在差异，系统难以平衡两者的泥龄；

2）聚磷菌厌氧释磷和反硝化菌反硝化脱氮都需要有机碳源参与，存在碳源竞争的矛盾，对于低碳氮比的污水难以保障脱氮除磷的效果，需要外加碳源；

3）好氧吸磷需要消耗大量溶解氧，并与硝化菌形成竞争，影响氨氮的去除，曝气量较大，污泥产量大，运行成本；

因此本发明提出一种利用反硝化同步脱氮除磷污水处理工艺及装置以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提出一种利用反硝化同步脱氮除磷污水处理工艺及装置，该种利用反硝化同步脱氮除磷污水处理工艺及装置具有节能的优点，解决现有技术中的问题。

为实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种利用反硝化同步脱氮除磷污水处理工艺及装置，包括厌氧池、第一好氧池、缺氧池、第二好氧池和二沉池，所述厌氧池上设有进水管和污泥回流管，所述厌氧池内设有厌氧搅拌器，且厌氧池与第一好氧池连接，所述第一好氧池的底部设有曝气设施，且第一好氧池与缺氧池连接，所述缺氧池内设有缺氧搅拌器，且缺氧池上部设有混合液回流管，所述缺氧池与第二好氧池连接，所述第二好氧池通过第一出水管与二沉池连接，且第二好氧池内设有混合液回流泵，所述混合液回流泵与混合液回流管连接，所述二沉池上安装有第二出水管，且二沉池与污泥回流管连接。

进一步改进在于：所述第一好氧池和第二好氧池内均设有好氧搅拌器。

进一步改进在于：所述第一好氧池的溶解氧浓度为0.5～1.5mg/L，所述第二好氧池的溶解氧浓度为2mg/L以上，所述厌氧池的溶解氧浓度为0.2mg/L以下，所述所述缺氧池的溶解氧DO为0.2～0.5mg/L。

进一步改进在于：所述二沉池最大表面负荷不超0.8m³/（m²·h）。

进一步改进在于：所述厌氧池、第一好氧池、缺氧池和第二好氧池内污泥平均浓度不低于5.0g/L。

应用于权利要求1的一种利用反硝化同步脱氮除磷污水处理装置的处理工艺，包括以下步骤：

步骤一：污水经过预处理，进入厌氧池，再达到第一好氧池内，由厌氧池和第一好氧池储存内贮物；

步骤二：污水再进入缺氧池内，并在缺氧池内进行反硝化反应，反应后由缺氧池中部进入第二好氧池内；

步骤三：经过第二好氧池处理后的污水溢流进入二沉池，经沉淀后排出进行深度处理。

进一步改进在于：所述污水在第一好氧池内停留时间为1h。

进一步改进在于：所述缺氧池中无可直接利用外部碳源，微生物消耗PHB维持代谢，同时消耗硝态氮和磷酸盐，完成脱氮除磷反应。

进一步改进在于：所述厌氧池、第一好氧池、缺氧池和第二好氧池在同一生物池中串联进行生物处理。

本发明的有益效果为：该种利用反硝化同步脱氮除磷污水处理工艺及装置采用反硝化脱氮除磷，一碳两用，充分利用进水的有机质，进而可以缩减污泥产生量，以节省对系统碳源的投入成本，同时，具有高效脱氮除磷的效果，TN去除率>80％，TP去除率>90％，远高于传统工艺，此外，好氧吸磷和硝化反应进行了分离，节约占地面积，降低了曝气量，节省基建费用和运行费用，本发明整体工艺控制比较灵活，耐冲击负荷，可以通过调节好氧区和缺氧区的比例，以应对进水水质的变化。

附图说明

图1是本发明的平面流程示意图。

图2是本发明的平面布置示意图。

其中：1、厌氧池；2、第一好氧池；3、缺氧池；4、第二好氧池；5、二沉池；6、进水管；7、污泥回流管；8、厌氧搅拌器；9、曝气设施；10、缺氧搅拌器；11、混合液回流管；12、混合液回流泵；13、第一出水管；14、第二出水管。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

实施例一

根据图1-图2所示，本实施例提出了一种利用反硝化同步脱氮除磷污水处理工艺及装置，包括厌氧池1、第一好氧池2、缺氧池3、第二好氧池4和二沉池5，原水污水经过预处理之后，进入厌氧池1、第一好氧池2、缺氧池3和第二好氧池4，最后第二好氧池4的出水通过重力自流进入二沉池，继而使原水污水经过厌氧、好氧、缺氧及再次好氧四个阶段，形成溶解氧交替的环境，厌氧池1上设有进水管6和污泥回流管7，厌氧池1内设有厌氧搅拌器8，且厌氧池1与第一好氧池2连接，通过设置的厌氧搅拌器8，是污水和污泥进行混合，混合后污水通过厌氧池1底部出口与第一好氧池2相连，即污水进入第一好氧池2，第一好氧池2的底部设有曝气设施9，且第一好氧池2与缺氧池3连接，污水在第一好氧池2进行好氧吸磷，同时，将外部有机物转换为内部碳源储存，同时，第一好氧池2出水流入缺氧池3，缺氧池3内设有缺氧搅拌器10，且缺氧池3上部设有混合液回流管11，通过缺氧搅拌器10混合，缺氧池3上部的出水口与第二好氧池4连接，第二好氧池4通过第一出水管12与二沉池5连接，且第二好氧池4内的末端设有混合液回流泵13，混合液回流泵13与混合液回流管11连接，继而使混合液回流至缺氧池3，二沉池5上安装有第二出水管14，第二出水管14用于二沉池出水，且二沉池5与污泥回流管7连接，而其底部的污泥通过污泥回流管7回流至厌氧池1内，第一好氧池2和第二好氧池4内均设有好氧搅拌器。

第一好氧池2的溶解氧浓度为0.5～1.5mg/L，第二好氧池2的溶解氧浓度为2mg/L以上，厌氧池1的溶解氧浓度为0.2mg/L以下，缺氧池3的溶解氧DO为0.2～0.5mg/L。

二沉池5最大表面负荷不超0.8m³/m²·h，过高污泥浓度不利于污泥沉降，增大二沉池5表面负荷保证泥水分离，上清液达标排放。

厌氧池1、第一好氧池2、缺氧池3和第二好氧池4内污泥平均浓度不低于5.0g/L，由于厌氧池1、第一好氧池2、缺氧池3和第二好氧池4在同一生物池中串联进行生物处理，继而生物池内污泥平均浓度不低于5.0g/L，减少各阶段停留时间。

一种利用反硝化同步脱氮除磷污水处理装置的处理工艺，包括以下步骤：

步骤一：污水经过预处理，进入厌氧池1，再达到第一好氧池2内，由厌氧池1和第一好氧池2储存内贮物，由于微生物厌氧在厌氧环境中进行释磷反应同时合成少量PHB，考虑微生物在厌氧环境中代谢速率低，厌氧池1后端增设第一好氧池2，通过在溶解氧以及外部能源充足环境中快速合成PHB，其中，污水在第一好氧池2停留时间为1h，保证微生物足够溶解氧，提高PHB转换速率，同时避免停留时间过长，合成的PHB分解代谢，转换为微生物自我增殖代谢；

步骤二：污水再进入缺氧池3内，并在缺氧池3内进行反硝化反应，反应后由缺氧池3中部进入第二好氧池4内；

步骤三：经过第二好氧池4处理后的污水溢流进入二沉池5，经沉淀后排出进行深度处理。

缺氧池3中无可直接利用外部碳源，微生物消耗PHB维持代谢，同时消耗硝态氮和磷酸盐，完成脱氮除磷反应。

厌氧池1、第一好氧池2、缺氧池3和第二好氧池4在同一生物池中串联进行生物处理。

在本实施例中，包括有两次回流，分别为污泥回流和硝化液回流，污泥回流比不超80%，硝化液回流比为200-300%，创造良好厌氧和缺氧环境，通过厌氧池1和第一好氧池2，外部碳源被转换为PHB，缺氧池中无可直接利用外部碳源，微生物消耗PHB维持代谢，同时消耗硝态氮和磷酸盐，完成脱氮除磷反应，第一好氧池2主要为硝化反应，外部碳源已在前端反应池消耗，避免异养菌的竞争，有利于硝化反应，第一好氧池2停留时间小于传统工艺，好氧吸磷效果好。

本实施例的特点为：

1污水以次经历厌氧、好氧、缺氧和好氧四个阶段，微生物生长条件不平衡。

2第一好氧池2溶解氧维持在0.5～1.5mg/L，水力停留时间控制在1h。

3生物池内平均混合浓度大于5.0g/L。

4二沉池5最大表面负荷为0.8m3/m2·h，回流污泥比不超过80％，混合液回流比不超过300%。

5利用微生物溶解氧和碳源充足的外部环境中，快速将外部碳源转换为PHB储存，在缺氧环境中，可消耗内部PHB进行同步脱氮除磷，减少外加碳源投加，污水处理效果良好；同时提高污泥浓度，提高硝化和反硝化反应速率。

实施例二

取30L生活污水，原水经过沉砂预处理5min后通过进水管6进入厌氧池1，并回流污泥管7中回流污泥形成泥水混合物，在厌氧池1内处理1h后，使有机物发生水解、释磷和PHB部分合成，随后泥水混合液通过底部联通洞由厌氧池1流入第一好氧池2，第一好氧池2处理时间为1.0h，溶解氧浓度为1.0mg/L，污水在第一好氧池2进行快速完成内碳源PHB转换，第一好氧池2出水与硝化液进行混合，从缺氧池3上部进入，在缺氧池3中消耗内碳源，以硝态氮为电子受体完成同步脱氮除磷反应，缺氧池3停留时间为8h，溶解氧浓度为0.4mg/L，缺氧池3内设潜水推流器，出水通过底部联通孔进入第二好氧池4，第二好氧池4停留时间为4h，溶解氧浓度为3mg/L左右，经过硝化反应，氨氮转换为硝态氮，通过混合液回流泵12回流至缺氧池3进行反硝化反应，同时在第二好氧池4中进行好氧吸磷反应，第二好氧池4出水进入周进周出二沉池5进行泥水分离，二沉池5表面负荷为0.78m3/m2·h，停留时间为4h，出水达标排放。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种利用反硝化同步脱氮除磷污水处理装置，其特征在于：包括厌氧池（1）、第一好氧池（2）、缺氧池（3）、第二好氧池（4）和二沉池（5），所述厌氧池（1）上设有进水管（6）和污泥回流管（7），所述厌氧池（1）内设有厌氧搅拌器（8），且厌氧池（1）与第一好氧池（2）连接，所述第一好氧池（2）的底部设有曝气设施（9），且第一好氧池（2）与缺氧池（3）连接，所述缺氧池（3）内设有缺氧搅拌器（10），且缺氧池（3）上部设有混合液回流管（11），所述缺氧池（3）与第二好氧池（4）连接，所述第二好氧池（4）通过第一出水管（12）与二沉池（5）连接，且第二好氧池（4）内设有混合液回流泵（13），所述混合液回流泵（13）与混合液回流管（11）连接，所述二沉池（5）上安装有第二出水管（14），且二沉池（5）与污泥回流管（7）连接。

2.根据权利要求1的一种利用反硝化同步脱氮除磷污水处理装置，其特征在于：所述第一好氧池（2）和第二好氧池（4）内均设有好氧搅拌器。

3.根据权利要求1的一种利用反硝化同步脱氮除磷污水处理装置，其特征在于：所述第一好氧池（2）的溶解氧浓度为0.5～1.5mg/L，所述第二好氧池（2）的溶解氧浓度为2mg/L以上，所述厌氧池（1）的溶解氧浓度为0.2mg/L以下，所述所述缺氧池（3）的溶解氧DO为0.2～0.5mg/L。

4.根据权利要求1的一种利用反硝化同步脱氮除磷污水处理装置，其特征在于：所述二沉池（5）最大表面负荷不超0.8m³/（m²·h）。

5.根据权利要求1的一种利用反硝化同步脱氮除磷污水处理装置，其特征在于：所述厌氧池（1）、第一好氧池（2）、缺氧池（3）和第二好氧池（4）内污泥平均浓度不低于5.0g/L。

6.应用于权利要求1的一种利用反硝化同步脱氮除磷污水处理装置的处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：污水经过预处理，进入厌氧池（1），再达到第一好氧池（2）内，由厌氧池（1）和第一好氧池（2）储存内贮物；

步骤二：污水再进入缺氧池（3）内，并在缺氧池（3）内进行反硝化反应，反应后由缺氧池（3）中部进入第二好氧池（4）内；

步骤三：经过第二好氧池（4）处理后的污水溢流进入二沉池（5），经沉淀后排出进行深度处理。

7.根据权利要求6的一种利用反硝化同步脱氮除磷污水处理装置的处理工艺，其特征在于：所述污水在第一好氧池（2）内停留时间为1h。

8.根据权利要求6的一种利用反硝化同步脱氮除磷污水处理装置的处理工艺，其特征在于：所述缺氧池（3）中无可直接利用外部碳源，微生物消耗PHB维持代谢，同时消耗硝态氮和磷酸盐，完成脱氮除磷反应。

9.根据权利要求6的一种利用反硝化同步脱氮除磷污水处理装置的处理工艺，其特征在于：所述厌氧池（1）、第一好氧池（2）、缺氧池（3）和第二好氧池（4）在同一生物池中串联进行生物处理。

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