CN1884151A

CN1884151A - 污水除磷脱氮生物处理方法

Info

Publication number: CN1884151A
Application number: CN 200610088108
Authority: CN
Inventors: 黄卫东
Original assignee: University of Science and Technology of China USTC
Current assignee: University of Science and Technology of China USTC
Priority date: 2006-06-24
Filing date: 2006-06-24
Publication date: 2006-12-27
Anticipated expiration: 2026-06-24
Also published as: CN100494102C

Abstract

本发明公开了一种污水除磷脱氮生物处理方法，其特征在于系统由吸附池，沉淀池，再生池，选择池，除磷池，硝化池，反硝化池及水解酸化池组成，污水首先进入吸附池，与选择池的回流污泥混合；混合液从吸附池排出到沉淀池，实现泥水分离，上清液进入硝化池硝化，再进入反硝化池实现脱氮后排出；沉淀池部分污泥进入水解酸化池进行厌氧水解，水解酸化池上清液进入除磷池进行化学除磷；沉淀池另一部分污泥回流，进入选择池，选择池工作在厌氧环境；选择池排出的混合液进入再生池；除磷池排出的另一部分上清液进入反硝化池促进反硝化。本发明通过吸附除去胶体和颗粒态有机物，通过厌氧水解酸化产生挥发性有机酸等易降解性有机物，用于污水生物脱氮除磷，效率高。

Description

污水除磷脱氮生物处理方法

技术领域

本发明涉及污水处理方法，具体是一种污水除磷脱氮生物处理方法。

背景技术

城市污水和很多工业废水，多含有较高浓度的氮磷营养盐，将它们排放到天然水体，会引起严重的环境污染问题。因此，污水脱氮除磷是污水处理关键之一。

污水生物处理是污水脱氮除磷广泛应用的技术之一。其除磷原理是将活性污泥在厌氧好氧环境中交替，使具有较强吸收磷的一类细菌成为系统中的优势菌种，磷被微生物大量吸收转化为固态，从而通过沉降实现泥水分离，排除剩余活性污泥，从污水中除去磷。其除氮原理是，在反应器中培养硝化菌，在好氧条件下将氨氮氧化为硝态氮，然而在缺氧条件下，微生物利用硝态氮氧化易降解有机物，进行反硝化脱氮。同时脱氮除磷工艺则将两种工艺综合起来，形成了各种各样的脱氮除磷工艺。主要有A²O工艺，UCT工艺，VIP工艺，Bardenpho工艺，phostrip工艺等。上述生物除磷脱氮均需要易降解的有机质，用于厌氧区聚磷菌筛选，反硝化等工艺需要。但是，污水中经常碳源不足，采用添加易降解有机物是一个常用的办法，但是增加了处理的复杂性和成本。采用初沉污泥发酵等措施能够产生挥发性有机酸，弥补部分需要。虽然采用初沉池截留了易沉降的部分颗粒性有机物，还是有大量难沉降的胶体和小颗粒有机物进入生物处理系统，由于上述各种工艺所采用的生物处理方法通常至少包括一个好氧处理过程，使污水在好氧池停留较长时间，大量胶体和颗粒性有机物被水解，不仅需要提供更多的能量，以产生用于提供微生物氧化降解有机物所需氧气，而且大量颗粒性有机物被水解氧化使系统除磷脱氮所需有机物减少，脱氮除磷效率降低。

发明内容

本发明针对上述问题，提出了一项减少有机物好氧氧化，以提供更多有机物用于除磷脱氮，同时减少供氧，提高污水生物处理脱氮除磷效率的方法。

本发明的技术内容是：

一种污水除磷脱氮生物处理方法，其特征在于系统由吸附池，沉淀池，再生池，选择池，除磷池，硝化池，反硝化池及水解酸化池组成，污水首先进入吸附池，与再生池的回流污泥混合，少量供氧，使污染物通过吸附氧化除去；混合液从吸附池排出到沉淀池，实现泥水分离，上清液进入硝化池硝化，再进入反硝化池实现脱氮后排出；沉淀池部分污泥进入水解酸化池进行厌氧水解，产生挥发性有机酸，然后污泥排出进入污泥处理系统，含有挥发性有机酸的水解酸化池上清液进入除磷池进行化学除磷；沉淀池另一部分污泥回流，和除磷池排出的含挥发性有机酸的部分上清液共同进入选择池，选择池工作在厌氧环境；选择池排出的混合液进入再生池，通过高速充氧再生；除磷池排出的含挥发性有机酸的另一部分上清液进入反硝化池促进反硝化。

所述的方法，其特征在于系统省去反硝化池，由吸附池，沉淀池，再生池，选择池，除磷池、硝化池及水解酸化池组成，沉淀池排出的上清液进入硝化池硝化后直接排入到天然水体；除磷池上清液全部进入选择池。

所述的方法，其特征在于系统由吸附池，沉淀池，再生池，选择池，硝化池，反硝化池及水解酸化池组成，省去除磷池，水解酸化池产生的上清液直接进入选择池，进行微生物吸收挥发性有机酸过程，再进入再生池。

所述的方法，其特征在于，将选择池置于再生池后，来自沉淀池的回流污泥直接进入再生池，再到选择池，然后和污水共同进入吸附池。

所述的方法，其特征在于污水全部或部分直接进入选择池，然后从选择池再进入吸附池，除磷池大部分或全部上清液进入反硝化池。

所述的方法，其特征在于系统由吸附池，沉淀池，再生池，硝化池，反硝化池及水解酸化池组成，省略除磷池、选择池，从沉淀池进入再生池的污泥，通过高速充氧再生后，直接进入吸附池，水解酸化池排出的含挥发性有机酸的上清液进入反硝化池用于反硝化脱氮。

所述硝化池和反硝化池采用曝气生物滤池。

沉淀池排出的回流到再生池的污泥占污泥总体积的20-60％。

吸附池溶解氧浓度低于1mg/l。

各阶段的污水停留时间为：吸附池的停留时间为15-90分钟，沉淀池的停留时间为1-6小时，硝化池和反硝化池的停留时间为0.5-3小时和1-5小时；泥水混合液的停留时间别为：再生池为3-9小时，水解酸化池的停留时间为3-9小时，除磷池的停留时间为0.2-3小时，选择池的停留时间为1-5小时。

根据本发明，在要求高除去率同时除去氮磷营养盐时，系统由吸附池，沉淀池，再生池，选择池，除磷池，硝化池，反硝化池及水解酸化池组成。污水首先进入吸附池，与再生池回流的污泥混合，通过活性污泥生物和物理吸附等过程除去污水中胶体和颗粒性污染物；少量供氧，使吸附池溶解氧浓度低于1mg/l，一方面氧化除去溶解性易降解有机物，另一方面，颗粒性有机物在低溶解氧浓度下，水解速率下降，同时污水在吸附池中停留时间短，仅0.25-1.5小时，相比通常的除磷脱氮系统，停留时间至少为4-8小时，停留时间大大减少，这大大减少了通过颗粒性有机物水解产生的快速降解有机物量，从而减少了耗氧量，使胶体和颗粒性有机物主要通过吸附沉淀从污水中除去；而且反应器采用低溶解氧浓度使充氧效率提高。通常的活性污泥法中，60-90％胶体和颗粒性有机物是通过水解氧化去除的，与此相对照，本发明的方法，仅有10-30％的胶体和颗粒性有机物是通过水解氧化除去的，70-90％是通过吸附沉淀从污水中去除的。混合液从吸附池排出到沉淀池，实现泥水分离，上清液进入硝化池硝化，再进入反硝化池实现脱氮后排出。沉淀池剩余污泥进入水解酸化池进行厌氧水解，产生易降解有机物包括挥发性有机酸，然后水解酸化池内剩余污泥排出进入污泥处理系统，含有挥发性有机酸的水解酸化池上清液同时由于除磷菌在厌氧条件下释放磷，含有溶解性磷，进入除磷池进行化学除磷，产生的除磷污泥排出，上清液进入选择池；沉淀池另一部分部分污泥回流和除磷池排出的含挥发性有机酸的部分上清液共同进入选择池，选择池工作在厌氧环境，除磷菌能够吸收挥发性有机酸，用于好氧阶段高速生长，从而使除磷菌成为系统的优势菌种。选择池排出的泥水混合液进入再生池，通过高速充氧再生后，进入吸附池。除磷池排出的含挥发性有机酸的另一部分上清液进入反硝化池促进反硝化。各阶段的污水停留时间为：吸附池的停留时间为15-90分钟，沉淀池的停留时间为1-6小时，采用生物膜法硝化池和反硝化池，污水的停留时间分别为0.5-3小时和1-5小时；泥水混合液的停留时间分别为：再生池为3-9小时，水解酸化池的停留时间为3-9小时，除磷池的停留时间为0.2-3小时，选择池的停留时间为1-5小时。

本发明在好氧阶段主要通过吸附方法除去难降解，胶体和颗粒态有机物，减少了需氧量，节约了能源；而且通过在水解池内对含有大量吸附有机物的活性污泥进行厌氧水解获得挥发性有机酸，成为良好的除磷脱氮碳源，这使得污水中相当一部分有机物得到利用，提高了除磷脱氮效率。本发明方法中另外一个优势是不需设置初沉池，污水经格栅和沉砂池，就可采用本发明方法进行处理。另外，除磷池产生的除磷污泥含磷量高，可以利用它作为肥料。

如果污水的脱氮要求较低而除磷要求较高时，可以取消反硝化池，除磷池上清液全部进入选择池。

上述两种方案中，还可以取消除磷池，水解酸化池上清液不经除磷处理，直接进入选择池或/和反硝化池。

上述四种方案中，还可以将选择池置于再生池后，来自沉淀池的回流污泥直接进入再生池，再到选择池；污水也可以改为直接进入选择池，适当延长选择池停留时间，完成污水中快速降解有机物转化为挥发性有机酸及除磷菌厌氧吸收挥发性有机酸两个过程，这时除磷池大部分或全部上清液进入反硝化池，这一方法在污水中总氮含量高，需要更多的有机质用于脱氮时，优先选用。

如果污水的除磷要求较低而脱氮要求较高时，系统取消选择池和除磷池，由吸附池，沉淀池，再生池，硝化池，反硝化池及水解酸化池组成，污水首先进入吸附池，与再生池回流的污泥混合，停留时间约0.5-1小时，少量供氧，保持溶解氧浓度在1mg/l以下，氧化溶解性易降解有机物，颗粒性有机物在低溶解氧浓度下，水解速率下降，这减少了通过氧化除去颗粒性有机物量，使颗粒性有机物主要通过吸附沉淀除去；低溶解氧浓度还使充氧效率提高。混合液从吸附池排出到沉淀池，实现泥水分离，上清液进入硝化池硝化，再进入反硝化池实现脱氮。沉淀池剩余污泥进入水解酸化池进行厌氧水解，产生挥发性有机酸上清液，然后污泥排出，沉淀池另一部分部分污泥回流进入再生池，通过高速充氧再生后，和待处理污水共同进入吸附池，水解酸化池排出的含挥发性有机酸的上清液进入反硝化池用于反硝化脱氮。在本工艺中，由于吸附池工作在低溶解氧条件下，有利于兼性菌如除磷菌生长，同时由于系统产泥量大，有利于除磷，因此，系统有相当好的除磷能力。

所述硝化池和反硝化池可采用各种类型反应器，其中曝气生物滤池是较好的选择，可提供高浓度活性污泥，反应器体积小，同时利用出水进行反冲洗，反冲洗水进入沉淀池，不需设置终沉池。

上述方案中，控制吸附池溶解氧浓度在0.2-0.5mg/l，能够减少颗粒性有机物水解，是更好的方案。

附图说明

图1是本发明工艺流程图。

图2是本发明工艺简化的工艺流程图。

图3是本发明工艺简化的工艺流程图。

图4是本发明工艺简化的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1

参见图1。

系统由吸附池，沉淀池，再生池，选择池，除磷池，硝化池，反硝化池及水解酸化池组成，污水首先进入吸附池，与再生池回流的污泥混合，通过吸附等过程除去污水中颗粒性污染物，采用曝气机曝气，使吸附池溶解氧浓度为0.2-0.5mg/l，污水停留时间为45分钟。混合液从吸附池排出到沉淀池，沉淀池停留时间为2小时，实现泥水分离，上清液进入曝气生物滤池硝化，再进入反硝化曝气生物滤池实现脱氮，停留时间分别为1小时和1.5小时。沉淀池排出的污泥70％进入水解酸化池进行厌氧水解，停留时间为5-6小时，产生挥发性有机酸，然后污泥排出进入污泥处理系统；由于除磷菌在厌氧条件下容易释放磷，含有挥发性有机酸的水解酸化池上清液同时含有溶解性磷，进入除磷池进行化学除磷，停留时间为1小时；沉淀池其余部分污泥回流和除磷池排出的含挥发性有机酸的部分上清液共同进入选择池，选择池工作在厌氧环境，停留时间为2小时。选择池排出的混合液进入再生池，通过微孔曝气高速充氧再生；除磷池排出的含挥发性有机酸的另一部分上清液进入反硝化池，投加量根据除磷脱氮效果确定。在污水含磷5mg/l，氨氮30mg/l，BOD₅150mg/l条件下，除磷池上清液40％投加到反硝化池，其余投加到选择池，出水磷含量为0.6mg/l，总氮为8mg/l，BOD₅为18mg/l。

实施例2

参见图2。

系统由吸附池，沉淀池，再生池，选择池，除磷池，硝化池及水解酸化池组成，污水首先进入吸附池，与选择池回流的污泥混合，通过吸附等过程除去污水中颗粒性污染物，采用曝气机曝气，使吸附池溶解氧浓度为0.2-0.5mg/l，污水停留时间为45分钟。混合液从吸附池排出到沉淀池，沉淀池停留时间为2小时，实现泥水分离，上清液进入曝气生物滤池硝化，停留时间为1小时，出水直接排入到天然水体。沉淀池排出的占污泥总量70％的剩余污泥进入水解酸化池进行厌氧水解，停留时间为4小时，产生挥发性有机酸，然后污泥排出进入污泥处理系统，含有挥发性有机酸的水解酸化池上清液同时由于除磷菌在厌氧条件下释放磷，含有溶解性磷，进入除磷池进行化学除磷，停留时间为1小时，沉淀池其余部分污泥回流进入再生池，通过微孔曝气高速充氧再生，然后和除磷池排出的含挥发性有机酸的上清液共同进入选择池，选择池工作在厌氧环境，停留时间为2小时。在污水含磷5mg/l，氨氮30mg/l，BOD₅150mg/l条件下，出水磷含量为0.5mg/l，总氮为15mg/l，BOD₅为16mg/l。

实施例3

参见图3。

系统由吸附池，沉淀池，再生池，硝化池，反硝化池及水解酸化池组成，污水首先进入吸附池，与再生池回流的污泥混合，通过吸附等过程除去污水中颗粒性污染物，采用曝气机曝气，使吸附池溶解氧浓度为0.2-0.5mg/l，污水停留时间为45分钟。混合液从吸附池排出到沉淀池，沉淀池停留时间为2小时，实现泥水分离，上清液进入曝气生物滤池硝化，再进入反硝化曝气生物滤池实现脱氮，停留时间分别为1小时和1.5小时。沉淀池排出的污泥70％进入水解酸化池进行厌氧水解，停留时间为5小时，产生的上清液含挥发性有机酸，进入反硝化池，污泥则排出进入污泥处理系统，沉淀池其余部分污泥回流进入再生池，通过微孔曝气高速充氧再生后进入吸附池。在污水含磷5mg/l，氨氮30mg/l，BOD₅150mg/l条件下，出水磷含量为1.45mg/l，总氮为4mg/l，BOD₅为16mg/l。

实施例4

参见图4。

系统由吸附池，沉淀池，再生池，选择池，除磷池，硝化池，反硝化池及水解酸化池组成，污水首先进入选择池，与再生池回流的污泥混合，停留时间为2.5小时，实现厌氧条件下快速降解有机物发酵产生挥发性有机酸及除磷菌吸收有机酸等，然后共同进入吸附池，通过吸附等过程除去污水中颗粒性污染物，采用表面曝气机曝气，使吸附池溶解氧浓度为0.2-0.5mg/l，污水停留时间为45分钟。混合液从吸附池排出到沉淀池，沉淀池停留时间为2小时，实现泥水分离，上清液进入曝气生物滤池硝化，再进入反硝化曝气生物滤池实现脱氮，停留时间分别为1小时和1.5小时。沉淀池排出的污泥70％进入水解酸化池进行厌氧水解，停留时间为5-6小时，产生挥发性有机酸，然后污泥排出进入污泥处理系统，含有挥发性有机酸的水解酸化池上清液同时由于除磷菌在厌氧条件下释放磷，含有溶解性磷，进入除磷池进行化学除磷，停留时间为1小时，沉淀池其余部分污泥回流进入再生池，通过微孔曝气高速充氧再生。除磷池排出的含挥发性有机酸的上清液进入反硝化池，投加量根据除磷脱氮效果确定。在污水含磷5mg/l，氨氮30mg/l，BOD₅150mg/l条件下，上清液投加到反硝化池，出水磷含量为0.8mg/l，总氮为5mg/l，BOD₅为18mg/l。

Claims

1、一种污水除磷脱氮生物处理方法，其特征在于系统由吸附池，沉淀池，再生池，选择池，除磷池，硝化池，反硝化池及水解酸化池组成，污水首先进入吸附池，与再生池的回流污泥混合，少量供氧，使污染物通过吸附氧化除去；混合液从吸附池排出到沉淀池，实现泥水分离，上清液进入硝化池硝化，再进入反硝化池实现脱氮后排出；沉淀池部分污泥进入水解酸化池进行厌氧水解，产生挥发性有机酸，然后污泥排出进入污泥处理系统，含有挥发性有机酸的水解酸化池上清液进入除磷池进行化学除磷；沉淀池另一部分污泥回流，和除磷池排出的含挥发性有机酸的部分上清液共同进入选择池，选择池工作在厌氧环境；选择池排出的混合液进入再生池，通过高速充氧再生；除磷池排出的含挥发性有机酸的另一部分上清液进入反硝化池促进反硝化。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于系统省去反硝化池，由吸附池，沉淀池，再生池，选择池，除磷池、硝化池及水解酸化池组成，沉淀池排出的上清液进入硝化池硝化后直接排入到天然水体；除磷池上清液全部进入选择池。

3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于系统由吸附池，沉淀池，再生池，选择池，硝化池，反硝化池及水解酸化池组成，省去除磷池，水解酸化池产生的上清液直接进入选择池，进行微生物吸收挥发性有机酸过程，再进入再生池。

4.根据权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，将选择池置于再生池后，来自沉淀池的回流污泥直接进入再生池，再到选择池，然后和污水共同进入吸附池。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于污水全部或部分直接进入选择池，然后从选择池再进入吸附池，除磷池大部分或全部上清液进入反硝化池。

6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于系统由吸附池，沉淀池，再生池，硝化池，反硝化池及水解酸化池组成，省略除磷池、选择池，从沉淀池进入再生池的污泥，通过高速充氧再生后，直接进入吸附池，水解酸化池排出的含挥发性有机酸的上清液进入反硝化池用于反硝化脱氮。

7、根据权利要求书1-6之一所述的方法，其特征在于，所述硝化池和反硝化池采用曝气生物滤池。

8、根据权利要求书1-7之一所述的方法，其特征在于，沉淀池排出的回流到再生池的污泥占污泥总体积的20-60％。

9、根据权利要求1-8之一所述的方法，其特征在于使吸附池溶解氧浓度低于1mg/l。

10、根据权利要求书1-9之一所述的方法，其特征在于各阶段的污水停留时间为：吸附池的停留时间为15-90分钟，沉淀池的停留时间为1-6小时，硝化池和反硝化池的停留时间为0.5-3小时和1-5小时；泥水混合液的停留时间别为：再生池为3-9小时，水解酸化池的停留时间为3-9小时，除磷池的停留时间为0.2-3小时，选择池的停留时间为1-5小时。