CN211198752U - 一种低碳氮比农村污水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低碳氮比农村污水处理系统，生活污水依次经过多组缺氧‑厌氧‑好氧和/或缺氧‑好氧交替环境去除有机物和总氮后，再经过沉淀分离区实现泥水分离达标排放；缺氧区和厌氧区内添加有活性污泥及厌氧悬浮填料，好氧区内添加有多孔填料；好氧区或沉淀分离区内设置有100‑300％的循环回流，回流至缺氧区；好氧区出水可直接去往沉淀分离区，或者继续经过多组缺氧‑厌氧‑好氧交替环境后再去往沉淀分离区。本实用新型通过在好氧区内添加包埋有反硝化细菌的多孔填料，并利用组合曝气系统的高效供氧气效果，使填料外部形成稳定碳化、硝化菌群，形成同步硝化反硝化群落，实现对有机有机物和总氮的高效去除，对低碳氮比环境具有良好适应性。

Description

一种低碳氮比农村污水处理系统

技术领域

本实用新型涉及分散源生活污水处理技术领域，尤其涉及一种低碳氮比农村污水处理系统。

背景技术

生活污水是城乡居民聚居区最典型的水污染来源，特别是在城乡结合地区及广大的农村地区，由于居民生活方式和作息时间差异，这些生活污水的排放往往呈现出排放分散、水量波动大，可生化性强，氮浓度高，碳氮比失调等特点。这些污水在处理过程中由于如果收集进入市政污水处理厂处理，需要新建复杂的污水收集管网，不仅增加了处理的投入，并且在长距离的输送和收集过程中还容易发生污水泄露，导致周边河流出现富营养化，农田被污染，严重影响农村地区的居住环境和人们的身体健康；同时随着管网输送的过程中污水中易降解BOD的流失，最终进一步加深污水碳氮比失调的问题。

针对分散源生活污水处理目前推广速度较快的方式是通过采用小型一体化污水处理设备，通过分散处理模式的模式就近处理，这样不仅缩短了收集管网的长度，还可以减少输送过程中有效碳源的流失。但是市面上的这类一体化分散生活污水处理设备在使用的过程中大多采用传统的A/O或者A₂/O活性污泥法工艺，这些技术在面对污水中碳氮比失调问题时，往往无法保证出水总氮的良好去除，并且由于活性污泥法自身特点，在碳氮比较低的环境下往往容易出现污泥膨胀导致出水悬浮物超标影响感官效果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种可将有机物和总氮高效去除，对低碳氮比环境具有良好适应性的低碳氮比农村污水处理系统。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种低碳氮比农村污水处理系统，所述生活污水依次经过多组缺氧-厌氧-好氧和/或缺氧-好氧交替环境去除有机物和总氮后，再经过沉淀分离区实现泥水分离达标排放；

所述缺氧区和厌氧区内添加有活性污泥及厌氧悬浮填料，所述好氧区内添加有多孔填料；

所述好氧区或沉淀分离区内设置有100％～300％的循环回流，回流至缺氧区；所述好氧区出水可直接去往沉淀分离区，或者继续经过多组缺氧-厌氧-好氧交替环境后再去往沉淀分离区。

较佳地，所述厌氧悬浮填料为填充有塑料纤维、塑料片、塑料填料球或多孔海绵填料的PVC球壳填料。

较佳地，所述多孔填料的粒径为两种或两种以上，其粒径大小为10-50mm；其中多孔填料在好氧区内的添加量为生活污水总量的10-50％。

较佳地，所述粒径大小为25-50mm的多孔填料内部包埋有反硝化细菌，所述反硝化细菌包埋固定于多孔填料表面以下10-20mm的区域内。

较佳地，所述多孔填料粒径是填料表面到填料形心的最小距离，所述多孔填料的材料为聚氨酯、陶瓷或氧化铝。

较佳地，所述好氧区采用组合曝气方式供氧，利用100-1000μm直径的气泡为好氧区填料供氧。采用组合曝气方式供氧实现曝气搅拌的同时，降低溶解氧穿透性。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型通过设置多组缺氧-厌氧-好氧或者缺氧-好氧交替变化的环境，强化传统脱氮除磷路线的脱氮能力；缺氧区及厌氧区采用由活性污泥与厌氧悬浮填料组成的复合工艺，增加反应区内活性生物量。

(2)本实用新型好氧区通过使用多孔填料可以使微生物被吸附和固定在载体内部，利用填料径向结构上的溶解氧梯度变化过程，使得填料外部和内部分别形成好氧硝化与缺氧反硝化菌群，并借助固定化微生物技术可以将反硝化细菌固定在较大粒径填料的内部，可以进一步缩短同步硝化反硝化环境的形成时间。

(3)由于填料内部形成的同步硝化反硝化菌群，使得系统中氮的氧化还原通道更加快捷，故反硝化的过程中的底物浓度更高，速率更快，并且所需的碳源由于产物转移距离与反应路径缩短，促使系统在保留了传统缺氧反硝化的基础上，进一步扩增了好氧区的脱氮效果，使得其能适应更低的碳氮比环境。

(4)本实用新型通过在经典的A/O与A₂/O及其改进型的工艺方案基础上，通过在好氧区内投加内部固定了反硝化细菌的多孔填料，利用组合曝气系统的高效供氧气效果，使填料外部形成稳定碳化、硝化菌群，内部形成同步硝化反硝化群落，实现对有机物和总氮的高效去除，特别是对低碳氮比环境具有良好适应性。

附图说明

图1为本实用新型的工艺流程图；

图2是不同粒径的多孔填料组合示意图；其中a为放大观察固定化微生物区，b为50mm的多孔填料，c为25mm的多孔填料，d为10mm的多孔填料。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下举出优选实施例，对本实用新型进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本实用新型的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本实用新型的这些方面。

实施例1

如图1所示，本实用新型的一种低碳氮比农村污水处理系统，它的操作过程如下：污水输入该系统中，先经过杂质过滤区即简单的清漂和格栅过滤后才能进入生化反应区；生化反应区内污水先经过的缺氧区及厌氧区，所述缺氧区和厌氧区内添加有1500-3000mg/L的活性污泥以及占污水总量30-50％的厌氧悬浮填料，厌氧悬浮填料为填充有塑料纤维、塑料片、塑料填料球或多孔海绵填料的PVC球壳填料；其中的活性污泥与厌氧悬浮填料表面的缺氧、厌氧微生物利用污水中的有机物和硝酸盐发生反硝化作用实现总氮去除，并水解大分子蛋白；而后污水进入好氧区，好氧区内污水除了可以与系统内悬浮的污泥生物反应以外，还可以与添加的不同粒径大小的多孔填料表面上及孔道内的微生物接触反应，通过搭配100微米以上的曝气气泡，溶解氧可以穿透粒径小于25mm的多孔填料为有机物降解和硝化提供氧气；而大于25mm的多孔填料，内部通过包埋固定了预先附着的反硝化细菌，反硝化细菌包埋固定于多孔填料表面以下10-20mm的区域内，其中包埋有反硝化细菌的多孔填料可在市面上购买；在溶解氧不可达到的填料核心区内部固定的反硝化细菌可以直接接受由外部硝化细菌传递的硝化和半硝化产物，利用由多孔填料孔洞结构传递的有机物发生同步反硝化作用，实现总氮的有效去除。经过好氧区反应后的污水可再次进入多组缺氧-厌氧-好氧或者缺氧-好氧的交替环境中反应，也可进入沉淀分离区分离悬浮污泥，通过内部设置的一组循环回流系统，可以将其中100-300％的富含硝酸盐的好氧出水循环回缺氧区进行进一步的反硝化反应。

如图2所示，添加入好氧区中使用的海绵多孔悬浮填料的粒径宜在10-50mm之间，该粒径指的是填料表面到填料形心的最小距离，并搭配小于25mm和大于25mm的两种以上多孔填料同时使用，其中大于25-50mm的海绵填料内部利用固定化微生物包埋技术将反硝化细菌吸附于内侧核心内，再通过如海藻酸、膨润土、PVA、CMC及改性聚乙烯醇等有机或无机的高分子包埋材料进行包埋，最后二次成型外部海绵孔道。

应用实例1：

搭建于我公司工程技术研究中心内试验平台的日处理规模1方的一体化污水处理系统，工艺采用缺氧-厌氧-好氧组合工艺，其中缺氧和厌氧区添加了1500mg/L的活性污泥及添加量为污水总量30％的150mm的填充有塑料纤维的PVC球壳填料，好氧区内投加了配比为1：2，添加量为污水总量15％的25mm和50mm聚氨酯海绵立方体填料，其中25mm聚氨酯填料在应用于该系统前使用市售反硝化菌液浸泡后，去离子水清洗表面，并用海藻酸进行包埋固定。

该系统用于处理我公司生活办公楼的生活污水，进水总氮浓度较高，C/N比最高为4：1，考虑到脱氮过程，好氧区向缺氧区回流量为200％，系统连续运行一周的实际进出水指标如表1所示。

表1

可见通过本实用新型处理工艺的处理后，出水指标基本达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标。

应用实例2：

搭建于我市某内河黑臭水体污水处理站内的日处理规模15方的一体化污水处理系统，工艺采用缺氧-厌氧-好氧-缺氧-好氧组合工艺，其中缺氧和厌氧区添加了1500mg/L的活性污泥及添加量为污水总量30％的150mm的填充有多孔海绵的PVC球壳填料，第一个好氧区内投加了为污水总量10％的粒径为10mm的厌氧悬浮填料，第二个好氧区投加了配比为1：2，添加量为污水总量15％的10mm和25mm聚氨酯海绵立方体填料，其中25mm聚氨酯填料内部吸附有反硝化细菌，并用改性PVA进行包埋固定。

该系统用于处理黑臭水体的污水直排口污水，碳氮比失调，考虑到脱氮过程，好氧区向缺氧区回流量为250％，系统连续运行一周的实际进出水指标如表2所示。

表2

可见通过本实用新型处理工艺的处理后，出水指标基本达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种低碳氮比农村污水处理系统，其特征在于：所述生活污水依次经过多组缺氧-厌氧-好氧和/或缺氧-好氧交替环境去除有机物和总氮后，再经过沉淀分离区实现泥水分离达标排放；

所述缺氧区和厌氧区内添加有活性污泥及厌氧悬浮填料，所述好氧区内添加有多孔填料；

所述好氧区或沉淀分离区内设置有100-300％的循环回流，回流至缺氧区；所述好氧区出水可直接去往沉淀分离区，或者继续经过多组缺氧-厌氧-好氧交替环境后再去往沉淀分离区。

2.根据权利要求1所述的低碳氮比农村污水处理系统，其特征在于：所述厌氧悬浮填料为填充有塑料纤维、塑料片、塑料填料球或多孔海绵填料的PVC球壳填料。

3.根据权利要求1所述的低碳氮比农村污水处理系统，其特征在于：所述多孔填料的粒径为两种或两种以上，其粒径大小为10-50mm。

4.根据权利要求3所述的低碳氮比农村污水处理系统，其特征在于：所述粒径大小为25-50mm的多孔填料内部包埋有反硝化细菌，所述反硝化细菌包埋固定于多孔填料表面以下10-20mm的区域内。

5.根据权利要求4所述的低碳氮比农村污水处理系统，其特征在于：所述多孔填料粒径是填料表面到填料形心的最小距离，所述多孔填料的材料为聚氨酯、陶瓷或氧化铝。

6.根据权利要求1所述的低碳氮比农村污水处理系统，其特征在于：所述好氧区采用组合曝气方式供氧，利用100-1000μm直径的气泡为好氧区填料供氧。

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