CN202322556U

CN202322556U - 前置厌氧发酵同步反硝化污水脱氮集污泥减量装置

Info

Publication number: CN202322556U
Application number: CN2011204349456U
Authority: CN
Inventors: 彭永臻; 张良长; 王淑莹; 李永波
Original assignee: Beijing University of Technology
Current assignee: Beijing University of Technology
Priority date: 2011-11-04
Filing date: 2011-11-04
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2021-11-04

Abstract

本实用新型提供一种前置厌氧发酵同步反硝化污水脱氮集污泥减量装置，其中，原水池和储泥池分别与厌氧发酵同步反硝化反应器相连接，厌氧发酵同步反硝化反应器通过中间水池与A/O硝化反应器相连接，A/O硝化反应器依次与二沉池以及排水池相连接，排水池与厌氧发酵同步反硝化反应器相连接。A/O硝化反应器通过隔板分隔为缺氧区格室与好氧区格室，搅拌器与曝气盘分别设置在缺氧区格室与好氧区格室中。在厌氧发酵同步反硝化反应器的顶部与底部分别设置有三相分离器与布水装置，在布水装置下端设有排泥阀，厌氧发酵同步反硝化反应器上还设有内回流泵。本实用新型能提升城市污水碳源利用效率，在强化脱氮的同时降低污水厂污泥产量。

Description

前置厌氧发酵同步反硝化污水脱氮集污泥减量装置

技术领域

本实用新型属于污水污泥生物处理技术领域，尤其是一种前置厌氧发酵同步反硝化污水脱氮集污泥减量装置。

背景技术

随着我国工业化进程的加快，城市河湖及水库水环境质量恶化，水体富营养化问题日益严重。2002年我国颁布了新的《城镇污水处理厂污染物排放标准》，增加了总氮最高允许排放浓度。而国内现有大多数上的城市污水处理厂均不能实现总氮的达标排放，如何提高传统工艺脱氮效果，是现阶段城市污水处理领域的迫切需求。而城市污水生物处理脱氮过程需要有机物作为碳源，一般要求BOD/TKN＞4，但我国城市污水C/N比普遍偏低，无法满足脱氮的需求，碳源不足成为城市污水处理总氮不达标的关键原因，国内现有城市污水处理系统往往通过投加甲醇等外碳源来补充碳源需求，这既增加了处理成本，又加剧了水厂的CO₂排放及剩余污泥产量。

另一方面，城市污水处理系统的剩余污泥产量大，处理成本高昂，对于一个典型的城市污水处理系统而言，其污泥处理成本大约占总成本的40％，且剩余污泥的处理处置容易造成营养元素的二次释放，引起二次污染，因此，如何降低城市污水处理系统的剩余污泥产量也是一个重要课题。

发明内容

针对上述技术的不足之处，本实用新型提供一种可以同步完成反硝化以及对污水污泥的发酵，深度开发原水中难以利用的碳源及释放曝气系统中剩余污泥的碳源，并与硝化菌的联合作用实现将城市污水中氮的低耗去除的前置厌氧发酵同步反硝化污水脱氮集污泥减量装置。

为实现上述目的，本实用新型提供一种前置厌氧发酵同步反硝化污水脱氮集污泥减量装置，包括原水池、储泥池、厌氧发酵同步反硝化反应器、A/O硝化反应器、二沉池与排水池，所述原水池和所述储泥池分别与所述厌氧发酵同步反硝化反应器相连接，在所述厌氧发酵同步反硝化反应器与所述A/O硝化反应器之间还设有中间水池，所述厌氧发酵同步反硝化反应器通过所述中间水池与所述A/O硝化反应器相连接，所述A/O硝化反应器依次与所述二沉池以及排水池相连接，所述排水池与所述厌氧发酵同步反硝化反应器相连接。

在所述厌氧发酵同步反硝化反应器的顶部与底部分别设置有三相分离器与布水装置，在所述布水装置下端设有排泥阀，所述厌氧发酵同步反硝化反应器上还设有内回流泵，所述厌氧发酵同步反硝化反应器通过排水管与所述中间水池相连接。

所述原水池以及所述储泥池分别通过进水泵以及进泥泵与所述厌氧发酵同步反硝化反应器相连接。

所述中间水池通过A/O进水泵与所述A/O硝化反应器相连接。

所述二沉池分别通过所述A/O系统排泥阀以及污泥回流阀与所述储泥池以及所述A/O硝化反应器的导入端相连接。

所述排水池通过硝化液回流泵与所述厌氧发酵同步反硝化反应器相连接。

所述A/O硝化反应器由隔板分成多个格室，所述格室分为缺氧区格室与好氧区格室，在所述缺氧区格室中设有搅拌装置，在所述好氧区格室的底部安装曝气盘，所述曝气盘通过气体流量调节阀与空压机相连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

(1)充分利用原水中碳源进行反硝化；

(2)原水COD大部为厌氧去除，降低曝气能耗；

(3)降低污水处理工序段的剩余污泥产量；

(4)原水碳源的补给能为厌氧发酵同步反硝化体系创造共基质发酵条件，提高发酵效率；

(5)原水碳源充足或剩余污泥发产率高的条件下，厌氧发酵同步反硝化反应器中可以自发形成产甲烷体系，最大限度的回收碳源。

附图说明

图1为本实用新型的结构图；

图2为本实用新型方法部分的流程图。

主要符号说明如下：

1-原水池 2-厌氧发酵同步反硝化反应器

3-中间水池 4-储泥池 5-A/O硝化反应器

6-二沉池 7-排水池 2.1-进水泵

2.2-内回流泵 2.3-三相分离器 2.4-布水装置

2.5-进泥泵 2.6-硝化液回流泵 2.7-排泥阀

2.8-排水管 4.1-A/O系统排泥阀

5.1-A/O进水泵 5.2-搅拌装置 5.3-空压机

5.4-曝气盘 5.5-气体流量调节阀

5.6-A/O出水管 5.7-污泥回流阀 6.1-污泥回流泵

6.2-二沉池出水管

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型提供一种前置厌氧发酵同步反硝化污水脱氮集污泥减量装置，包括原水池1、储泥池4、厌氧发酵同步反硝化反应器2、A/O硝化反应器5、二沉池6与排水池7。其中，原水池1和储泥池4分别与厌氧发酵同步反硝化反应器2相连接，在厌氧发酵同步反硝化反应器2与A/O硝化反应器5之间还设有中间水池3，厌氧发酵同步反硝化反应器2通过中间水池3与A/O硝化反应器5相连接。A/O硝化反应器5依次与二沉池6以及排水池7相连接，排水池7与厌氧发酵同步反硝化反应器2相连接。在厌氧发酵同步反硝化反应器2的顶部与底部分别设置有三相分离器2.3与布水装置2.4，在布水装置2.4下端设有排泥阀2.7。在厌氧发酵同步反硝化反应器2上还设有内回流泵2.2，厌氧发酵同步反硝化反应器2通过排水管2.8与中间水池3相连接。原水池1以及储泥池4分别通过进水泵2.1以及进泥泵2.5与厌氧发酵同步反硝化反应器2相连接。中间水池3通过A/O进水泵5.1与A/O硝化反应器5相连接。排水池7通过硝化液回流泵2.6与厌氧发酵同步反硝化反应器2相连接。A/O硝化反应器5为无硝化液内回流的A/O反应器，为敞口池体形式，池体由隔板分成若干格室，各隔板上沿水流方向上下交错设置通水孔道连接各格室，水流方向前端格室为缺氧区格室，设有搅拌装置5.2，其后均为好氧区格室，各好氧区格室底部均安装曝气盘5.4，曝气盘5.4通过气体流量调节阀5.5与空压机5.3相连，A/O出水管5.6连接A/O硝化反应器5和二沉池6。二沉池6采用中间进水周边出水的辐流式沉淀池，二沉池6通过污泥回流泵6.1及污泥回流阀5.7与A/O硝化反应器5导入端相连，同时通过污泥回流泵6.1及A/O系统排泥阀4.1与储泥池4连接，并通过二沉池出水管6.2与排水池7连接。硝化液回流泵2.6连接排水池7与厌氧发酵同步反硝化反应器2。

如图2所示，本发明同时还提供一种使用前置厌氧发酵同步反硝化污水脱氮集污泥减量装置的方法，包括以下步骤：

(1)开启进泥泵，将储泥池中的混合污泥注入厌氧发酵同步反硝化反应器中，混合污泥由污水处理厂的二沉池排泥与污泥消化系统排泥按比例混合而成。在步骤(1)中，城市污水处理厂二沉池排泥以及污泥消化系统排泥按3∶1的比例混合而成，厌氧发酵同步反硝化反应器接种后的剩余污泥的浓度为10g/L。

(2)开启进水泵，将城市污水注入厌氧发酵同步反硝化反应器，待厌氧发酵同步反硝化反应器中全部加满后注入中间水池。在步骤(2)中，厌氧发酵同步反硝化反应器加满后，通过内回流泵提升厌氧发酵同步反硝化反应器中的上升流速。

(3)将城市污水处理厂二沉池排泥与城市污水混合的混合液投加至A/O硝化反应器与二沉池中进行处理，处理后的硝化液通过排水池回流至厌氧发酵同步反硝化反应器中。某城市污水处理厂二沉池排泥采用城市污水配成2500-4000mg/L左右的混合液投加至A/O硝化反应器和二沉池中，开启搅拌装置、空压机、气体流量调节阀使得好氧区溶解氧浓度DO为0.3-1.0mg/L，开启A/O进水泵，待A/O硝化反应器出水充满排水池后，开启硝化液回流泵启动硝化液回流，控制硝化液回流比为200-400％；

(4)开启污泥回流泵、A/O系统排泥阀及进泥泵，使二沉池进行泥水分离后的污泥回流至储泥池中，并通过A/O系统排泥阀及污泥回流阀对污泥回流比进行调节。污泥回流比经调节后为50-100％，A/O硝化反应器的SRT为10-20天，定期开启厌氧发酵同步反硝化反应器的排泥阀，调节厌氧发酵同步反硝化反应器的SRT为40-60天。

(5)开启A/O进水泵与污泥回流阀，当厌氧发酵同步反硝化反应器出水注满中间水池后，使中间水池出水与二沉池处理后的部分回流污泥注入A/O硝化反应器中；

(6)启动运行过程中逐步提升硝化液的回流比并降低厌氧发酵同步反硝化反应器的内回流比。

A/O硝化反应器好氧区格室浓度起始维持在1.0mg/L，而后根据A/O硝化反应器出水氨氮浓度的变化调整，当出水氨氮浓度高于1mg/L时加大曝气量，小于1mg/L时减小曝气量。

硝化液回流比初始为100％，当厌氧发酵同步反硝化反应器出水氮氧化物浓度稳定并小于1mg/L时，逐步提升回流比至一定值；调整硝化液回流比时，同步调整厌氧发酵同步反硝化反应器的内回流比，两者结合既达到提升上升流速的目的又避免过度紊流造成效率降低。

厌氧发酵同步反硝化反应器中SRT的调整策略：在固定的硝化液回流比条件下，按照系统总出水中总氮含量调整，即当总氮出水大于15mg/L时，降低其SRT，而当系统总出水总氮能稳定在10mg/L以下时，可以提升其SRT，进一步降低系统剩余污泥产量。

具体实验案例如下：

具体实验用水为某大学家属区排放实际生活污水(pH＝6.9-7.8，SCOD＝140-220mg/L，TCOD＝180-270mg/L，NH₄ ⁺-N＝60-80mg/L，NO₂ ^--N及NO₃ ^--N均在检测限以下)，所用厌氧发酵同步反硝化反应器有效容积3.5L，水力停留时间为1.75h，A/O反应器有效容积为9L，分成9格室，第一格为缺氧搅拌区，其余为好氧区，各格室由沿水流方向设置在各隔板上的上下交错的通水孔道连接，其水力停留时间为4.5h。具体运行操作过程如下：

(1)厌氧发酵同步反硝化反应器的接种污泥由某城市污水处理厂二沉池排泥以及污泥消化系统排泥按3∶1的比例混合而成，接种后污泥浓度维持在10g/L左右；

(2)将城市污水加入原水池，开启进水泵，将城市污水注入厌氧发酵同步反硝化反应器，待厌氧发酵同步反硝化反应器中的全部加满后，开启内回流泵以提升上升流速；

(3)将城市污水处理厂二沉池排泥采用城市污水配成3000mg/L左右的混合液投加至A/O硝化反应器中，开启搅拌装置、空压机、气体流量调节阀使得好氧区溶解氧浓度DO为0.5mg/L，开启A/O进水泵，待A/O硝化反应器出水充满排水池后，开启硝化液回流泵启动硝化液回流，控制硝化液回流比为200-400％；启动污泥回流泵以及污泥回流阀，待二沉池出水充满排水池后，开启硝化液回流泵启动硝化液回流，控制硝化液回流比为200％；

(4)开启A/O系统排泥阀及进泥泵，使二沉池进行泥水分离后的污泥回流至储泥池中，通过A/O系统排泥阀及污泥回流阀的调节，控制污泥回流比为50％，A/O硝化反应器5的SRT为15天，定期开启厌氧发酵同步反硝化反应器排泥阀，调节厌氧发酵同步反硝化反应器的SRT为40天；

(6)启动运行过程中逐步提升硝化液的回流比并降低厌氧发酵同步反硝化反应器的内回流比。在启动运行过程中，逐步提升硝化液回流比至300％，厌氧发酵同步反硝化反应器内回流调为300％，A/O好氧段DO浓度为0.7-1.0mg/L，A/O反应器SRT20d，厌氧发酵同步反硝化反应器SRT50d，稳定运行。

利用本实用新型处理城市生活污水，最终出水氨氮浓度＜1mg/L，TN浓度在5-10mg/L之间，出水COD＜40mg/L，平均系统剩余污泥产量同比降低约38％。

本实用新型的技术原理如下：

城市污水首先进入厌氧发酵同步反硝化反应器工序，原水中的COD以及剩余污泥发酵产物为反硝化提供碳源，原水及剩余污泥发酵所产生的氨氮进入后续A/O硝化反应器进行硝化，硝化液再回流至厌氧发酵同步反硝化反应器进行脱氮；A/O硝化反应系统产生的剩余污泥直接进入厌氧发酵同步反硝化反应器中进行发酵减量处理，因而完成污泥发酵工序与污水处理工序的集成。本技术能充分利用原水中的良性碳源，高效开发原水中的颗粒型碳源，深度释放剩余污泥内碳源，并达到系统污泥减量的目的。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种前置厌氧发酵同步反硝化污水脱氮集污泥减量装置，包括原水池、储泥池、厌氧发酵同步反硝化反应器、A/O硝化反应器、二沉池与排水池，在所述A/O硝化反应器中安装在曝气系统与搅拌器，其特征在于，所述原水池和所述储泥池分别与所述厌氧发酵同步反硝化反应器相连接，在所述厌氧发酵同步反硝化反应器与所述A/O硝化反应器之间还设有中间水池，所述厌氧发酵同步反硝化反应器通过所述中间水池与所述A/O硝化反应器相连接，所述A/O硝化反应器依次与所述二沉池以及排水池相连接，所述排水池与所述厌氧发酵同步反硝化反应器相连接。

2.根据权利要求1所述的前置厌氧发酵同步反硝化污水脱氮集污泥减量装置，其特征在于，在所述厌氧发酵同步反硝化反应器的顶部与底部分别设置有三相分离器与布水装置，在所述布水装置下端设有排泥阀，所述厌氧发酵同步反硝化反应器上还设有内回流泵，所述厌氧发酵同步反硝化反应器通过排水管与所述中间水池相连接。

3.根据权利要求2所述的前置厌氧发酵同步反硝化污水脱氮集污泥减量装置，其特征在于，所述原水池以及所述储泥池分别通过进水泵以及进泥泵与所述厌氧发酵同步反硝化反应器相连接。

4.根据权利要求3所述的前置厌氧发酵同步反硝化污水脱氮集污泥减量装置，其特征在于，所述中间水池通过A/O进水泵与所述A/O硝化反应器相连接。

5.根据权利要求4所述的前置厌氧发酵同步反硝化污水脱氮集污泥减量装置，其特征在于，所述二沉池分别通过所述A/O系统排泥阀以及污泥回流阀分别与所述储泥池以及所述A/O硝化反应器的导入端相连接。

6.根据权利要求5所述的前置厌氧发酵同步反硝化污水脱氮集污泥减量装置，其特征在于，所述排水池通过硝化液回流泵与所述厌氧发酵同步反硝化反应器相连接。

7.根据权利要求6所述的前置厌氧发酵同步反硝化污水脱氮集污泥减量装置，其特征在于，所述A/O硝化反应器由隔板分成多个格室，所述格室分为缺氧区格室与好氧区格室，在所述缺氧区格室中设有搅拌装置，在所述好氧区格室的底部安装曝气盘，所述曝气盘通过气体流量调节阀与空压机相连接。