專(zhuān)利名稱(chēng)：A的制作方法
(一)、技術(shù)領(lǐng)域該發(fā)明涉及一種污水處理方法及其裝置。
(二)、背景技術(shù)氮、磷過(guò)量排放引起的水體富營(yíng)養(yǎng)化是當(dāng)前政府和公眾最為關(guān)注的環(huán)境問(wèn)題之一，以控制水體富營(yíng)養(yǎng)化為目的的氮、磷脫除已成為各國(guó)污水處理主要的奮斗目標(biāo)。目前我國(guó)幾乎所有的污水處理廠(chǎng)都面臨著同一個(gè)問(wèn)題，即脫氮和除磷去除效果不能同時(shí)達(dá)到最佳狀態(tài)，究其原因主要為1、污水COD/TN比值較低，碳源缺乏成為反硝化和除磷的限制性因素；2、硝化菌、反硝化菌和聚磷菌這三類(lèi)微生物生理習(xí)性及要求的環(huán)境條件各不相同，但是污水廠(chǎng)采用的多為單污泥系統(tǒng)，微生物呈懸浮混合生長(zhǎng)，因而無(wú)法保證它們能同時(shí)在各自最佳的環(huán)境中生長(zhǎng)。這兩個(gè)原因最終導(dǎo)致了氮和磷的去除成為對(duì)立矛盾的兩方面，使出水氨氮、TN及TP濃度難以控制并去除不徹底，含氮、磷富營(yíng)養(yǎng)化污水處理效率較低、處理時(shí)間較長(zhǎng)、能耗較高，并且污水脫氮除磷效果不穩(wěn)定和達(dá)標(biāo)率較低。
(三)、發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的要提供一種A2N反硝化除磷污水處理方法及其裝置，(A2N為通用技術(shù)用語(yǔ)，是Anaerobic/Anoxic and nitrifying的縮寫(xiě))，要解決含氮、磷富營(yíng)養(yǎng)化污水處理的技術(shù)問(wèn)題；并解決污水脫氮除磷效果不穩(wěn)定和達(dá)標(biāo)率較低的問(wèn)題。
本發(fā)明的技術(shù)方案這種A2N反硝化除磷污水處理方法，有以下步驟(1)、原水從水箱中泵至厭氧池，在攪動(dòng)下，反硝化聚磷菌在此吸收大量的有機(jī)物，并以PHB的形式貯存在體內(nèi)，同時(shí)釋放出大量的磷；(2)、上述厭氧池中排出的泥水進(jìn)入中沉池，經(jīng)中沉池快速分離；(3)、上述中沉池排出的富含氨氮和磷的上清液，流向好氧生物膜硝化池，進(jìn)行硝化反應(yīng)，同時(shí)也好氧降解了剩余的有機(jī)物；其特征在于
(4)、同時(shí)，上述中沉池沉淀下來(lái)的聚磷污泥稱(chēng)超越污泥，被直接泵入缺氧池，DPB以體內(nèi)的PHB為電子供體，以硝化池提供的NO3-作為電子受體，完成反硝化脫氮和過(guò)量吸磷作用，在處理生活污水時(shí)，將超越污泥量控制在進(jìn)水流量的10～33％范圍內(nèi)；(5)、上述好氧生物膜硝化池排出的被處理水進(jìn)入缺氧池，在攪動(dòng)下進(jìn)行缺氧反應(yīng)；(6)、從缺氧池中排出的被處理水進(jìn)入快速曝氣池，被吸收剩余的磷；(7)、從快速曝氣池排出的被處理水進(jìn)入終沉池，上清液從出水管排出，剩余污泥從污泥管排出，部分污泥分流至污泥回流管，并被泵入?yún)捬醭?，在處理生活污水時(shí)，將回流污泥流量控制在進(jìn)水流量的10～40％。
這種A2N反硝化除磷污水處理裝置，其特征在于由原水管、水箱、泵、厭氧池、中沉池、好氧生物膜硝化池、缺氧池、快速曝氣池、終沉池、出水管順序串連；厭氧池和缺氧池內(nèi)置有攪拌裝置；中沉池底部與缺氧池底部之間連接有超越污泥管；在終沉池底部和厭氧池底部之間連通有回流污泥管。
本發(fā)明的有益效果實(shí)驗(yàn)效果一以某大學(xué)家屬區(qū)排放的實(shí)際生活污水為原水，進(jìn)水的COD、氨氮和總磷值(COD＝201-332mg/L，NH4+-N＝44.74～68.89，TP＝4.95-9.66mg/L)。聚磷污泥的SRT為12～14d(不考慮硝化池生物膜的SRT)。生物膜硝化池的DO濃度設(shè)定值為2～3mg/L，后曝氣池的DO濃度設(shè)定在2mg/L左右。進(jìn)水流量為43.2-48L/d，將超越污泥流量控制在進(jìn)水流量的50％左右，為保持系統(tǒng)中各反應(yīng)器污泥的均衡性，回流污泥流量也控制在進(jìn)水流量的50％左右。運(yùn)行結(jié)果如圖2所示，從最后一組數(shù)據(jù)可以看出(圖2中箭頭表示)，當(dāng)進(jìn)水氨氮濃度為52mg/L，硝化池氨氮濃度為3.5mg/L，最后出水的氨氮濃度還高達(dá)10mg/L左右。這就是因?yàn)橛捎诔轿勰啾瓤刂圃?0％左右時(shí)偏高，相等一部分氨氮未經(jīng)好氧硝化就直接進(jìn)入缺氧池，致使出水氨氮濃度偏高。因此有必要在保證缺氧池中有足量污泥的前提下，盡可能減小超越污泥流量，以此來(lái)降低出水的氨氮濃度。
實(shí)驗(yàn)效果二以某大學(xué)家屬區(qū)排放的實(shí)際生活污水為原水，加適量的自來(lái)水稀釋或者投加葡萄糖、NH4Cl、KH2PO4來(lái)達(dá)到不同的COD、氨氮和總磷值(COD＝290～400mg/L，TN＝44-71mg/L，TP＝3.78-9.23；此時(shí)COD/TN＝4.2-8.6)。聚磷污泥的SRT為12～14d(不考慮硝化池生物膜的SRT)。生物膜硝化池的DO濃度設(shè)定值為2～3mg/L，后曝氣池的DO濃度設(shè)定在2mg/L左右。進(jìn)水流量為43.2-48L/d，將超越污泥和回流污泥流量為12.9-14.4L/d，回流比和超越污泥比約為33％左右。同時(shí)對(duì)工藝中各反應(yīng)器的ORP值進(jìn)行在線(xiàn)檢測(cè)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)反應(yīng)器內(nèi)有機(jī)物降解和短程硝化/反硝化情況，此時(shí)系統(tǒng)對(duì)COD、TN和TP的平均去除率可以維持在93％、92.70％和93.09％左右。
實(shí)驗(yàn)效果三以某大學(xué)家屬區(qū)排放的實(shí)際生活污水為原水，加適量的自來(lái)水稀釋或者投加葡萄糖、NH4Cl、KH2PO4來(lái)達(dá)到不同的COD、氨氮和總磷值(COD＝290～400mg/L，TN＝44-71mg/L，TP＝3.78-9.23；此時(shí)COD/TN＝4.2-8.6)。聚磷污泥的SRT為12～14d(不考慮硝化池生物膜的SRT)。生物膜硝化池的DO濃度設(shè)定值為2～3mg/L，后曝氣池的DO濃度設(shè)定在2mg/L左右。進(jìn)水流量為43.2-48L/d，超越污泥控制在32％左右，I組運(yùn)行階段將回流污泥控制在32％，II組運(yùn)行階段將回流污泥控制在65％，III組運(yùn)行階段回流污泥控制在100％，表1為這三個(gè)運(yùn)行階段的試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比。從表中可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)回流污泥比分別為65％和100％時(shí)，系統(tǒng)出水硝態(tài)氮和TP濃度與I階段(回流比為32％)比較接近，只是TN出水濃度略有升高，且TN的升高基本是由氨氮濃度引起的。眾所周知，前置反硝化脫氮除磷系統(tǒng)中，回流比最終決定系統(tǒng)的脫氮率，且一般情況下，回流比越大脫氮率越高；A2N工藝的脫氮形式屬于后置反硝化系統(tǒng)，回流比對(duì)脫氮效果的影響較前置反硝化系統(tǒng)小的多，特別是當(dāng)進(jìn)水COD/TN比值不是很低的水質(zhì)條件下，后置反硝化效果較好，出水硝態(tài)氮濃度較低，提高回流比對(duì)于提高系統(tǒng)脫氮效果的作用不大。另外，在對(duì)工藝的調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，回流比的增大更易造成中沉池聚磷污泥的積累。因此，當(dāng)缺氧池出水硝態(tài)氮濃度已經(jīng)比較低時(shí)，從節(jié)能角度考慮，不必增大A2N工藝的污泥回流比。
表1不同回流比的試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表(平均值)項(xiàng) 目不同回流比組號(hào)1#(1階段)2#(II階段)3#(III階段)回流比(％)32 65100進(jìn)水COD(mg/L) 348 333.45356.78出水COD(mg/L) 17.1334.2 37.63COD去除率(％) 95.0890.00 89.45出水NO3--N(mg/L)1.56 1.2 0.37進(jìn)水TN(mg/L) 57.5361.40 59.55出水TN(mg/L) 4.18 7.04 7.45TN去除率(％) 92.7088.53 87.89進(jìn)水TP(mg/L) 5.79 6.06 5.88厭氧池TP(mg/L)33.8326.33 22.18缺氧TP(mg/L) 2.53 2.45 2.75出水TP(mg/L) 0.40 0.61 0.56TP去除率(％) 93.0989.77 90.47出水SS(mg/L) 19 3434本發(fā)明A2N反硝化除磷污水處理工藝的機(jī)理反硝化除磷(Denitrifyingphosphorus removal)可以稱(chēng)為缺氧吸磷，Anoxic phosphorus uptake，是指在厭氧/缺氧(anaerobic/anoxic)交替運(yùn)行的條件下，馴化出一類(lèi)以NO3--N作為最終電子受體的反硝化聚磷菌(Denitrifying Phosphate-Removal Bacteria，縮寫(xiě)DPB)優(yōu)勢(shì)菌屬，它們能以NO3-作為電子受體，利用內(nèi)碳源(PHB)，通過(guò)“一碳兩用”方式同時(shí)實(shí)現(xiàn)反硝化脫氮和吸磷作用。打破了傳統(tǒng)脫氮除磷機(jī)理所認(rèn)為的脫氮除磷必須分別由專(zhuān)性反硝化菌和專(zhuān)性聚磷菌來(lái)完成的理念，使得除磷和反硝化脫氮過(guò)程用同一類(lèi)微生物來(lái)實(shí)現(xiàn)，在該處理過(guò)程中，NO3-已不再被單純地視為除磷工藝的抑制性因素，以其作為最終電子受體進(jìn)行反硝化吸磷反應(yīng)，與傳統(tǒng)的脫氮除磷工藝相比不僅COD耗量可節(jié)省50％，氧氣耗量降低30％，污泥產(chǎn)量也可望減少50％。解決了傳統(tǒng)工藝中脫氮和除磷間的矛盾關(guān)系，吸磷作用以NO3-作為電子受體來(lái)完成，可以節(jié)省供氧量，故投入的動(dòng)力消耗少；硝化菌呈生物膜固著生長(zhǎng)，反硝化聚磷菌懸浮生長(zhǎng)于另一系統(tǒng)中，兩者的分離解決了傳統(tǒng)工藝中聚磷菌和硝化菌的競(jìng)爭(zhēng)矛盾，這更有利于除磷、脫氮系統(tǒng)的穩(wěn)定和高效，可控制性也得到了提高；在無(wú)需大規(guī)模污泥回流的前提下就能使出水保持較低的硝酸鹽濃度；⑤DPB污泥產(chǎn)量可望減少，減少污泥處理費(fèi)用。本發(fā)明特別適用于城市污水尤其是碳、氮、磷比例失調(diào)的南方地區(qū)城市污水脫氮除磷處理；較適合COD/TN比值較低的污水處理。
本發(fā)明以生活污水為處理對(duì)象，將超越污泥比和回流污泥比控制在合適的范圍，確定了去除有機(jī)物、脫氮除磷過(guò)程的最佳運(yùn)行參數(shù)，提高了污水中氮、磷及有機(jī)物的去除效率，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可控制性。在保證出水水質(zhì)的前提下達(dá)到高效低消耗。解決了含氮、磷富營(yíng)養(yǎng)化污水處理的問(wèn)題；并解決了污水脫氮除磷效果不穩(wěn)定和達(dá)標(biāo)率較低的問(wèn)題；還解決了污水處理運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的出水氨氮、TN及TP濃度難以控制的實(shí)際問(wèn)題，增強(qiáng)反硝化除磷脫氮工藝的優(yōu)化與控制。


圖1是本發(fā)明A2N反硝化除磷污水處理方法及其裝置的示意圖。
圖2是超越污泥比≈回流污泥比＝50％時(shí)反應(yīng)池內(nèi)NH4+-N的變化曲線(xiàn)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例參見(jiàn)圖1，本發(fā)明的具體流程為原水先進(jìn)入?yún)捬醭兀聪趸哿拙诖宋沾罅康挠袡C(jī)物，并以PHB的形式貯存在體內(nèi)，同時(shí)釋放出大量的磷。隨后泥水經(jīng)中沉池快速分離后，富含氨氮和磷的上清液流向好氧生物膜硝化池，進(jìn)行硝化反應(yīng)，同時(shí)也好氧降解了剩余的有機(jī)物。而沉淀下來(lái)的聚磷污泥超越了生物膜法硝化池直接進(jìn)入缺氧池，DPB以體內(nèi)的PHB為電子供體，以硝化池提供的NO3-作為電子受體，完成反硝化脫氮和過(guò)量吸磷作用。后置快速曝氣池的設(shè)計(jì)主要是用于吸收剩余的磷缺氧池中，聚磷菌以硝態(tài)氮作為第一電子受體對(duì)磷的吸收如果不完全，在后置快速曝氣池中它們就可以以氧作為第二電子受體將余磷吸收完全。
這種A2N反硝化除磷污水處理方法，有以下步驟(1)、原水從水箱中泵至厭氧池，在攪動(dòng)下，反硝化聚磷菌在此吸收大量的有機(jī)物，并以PHB的形式貯存在體內(nèi)，同時(shí)釋放出大量的磷；(2)、上述厭氧池中排出的泥水進(jìn)入中沉池，經(jīng)中沉池快速分離；(3)、上述中沉池排出的富含氨氮和磷的上清液，流向好氧生物膜硝化池，進(jìn)行硝化反應(yīng)，同時(shí)也好氧降解了剩余的有機(jī)物；其特征在于(4)、同時(shí)，上述中沉池沉淀下來(lái)的聚磷污泥稱(chēng)超越污泥，被直接泵入缺氧池，DPB以體內(nèi)的PHB為電子供體，以硝化池提供的NO3-作為電子受體，完成反硝化脫氮和過(guò)量吸磷作用，在處理生活污水時(shí)，將超越污泥量控制在進(jìn)水流量的10～33％范圍內(nèi)；(5)、上述好氧生物膜硝化池排出的被處理水進(jìn)入缺氧池，在攪動(dòng)下進(jìn)行缺氧反應(yīng)；(6)、從缺氧池中排出的被處理水進(jìn)入快速曝氣池，被吸收剩余的磷；(7)、從快速曝氣池排出的被處理水進(jìn)入終沉池，上清液從出水管排出，剩余污泥從污泥管排出，部分污泥分流至污泥回流管，并被泵入?yún)捬醭?，在處理生活污水時(shí)，將回流污泥流量控制在進(jìn)水流量的10～40％。
這種A2N反硝化除磷污水處理裝置，由原水管1、水箱2、泵3、厭氧池4、中沉池5、好氧生物膜硝化池6、缺氧池7、快速曝氣池8、終沉池9、出水管10順序串連；厭氧池和缺氧池內(nèi)置有攪拌裝置；中沉池底部與缺氧池底部之間連接有超越污泥管11；在終沉池底部和厭氧池底部之間連通有回流污泥管12。好氧生物膜硝化池底部有放空管13，快速曝氣池有底部放空管14。
在保證A2N系統(tǒng)中缺氧池足夠污泥量的前提下，超越污泥比(超越污泥流量/進(jìn)水流量)的控制應(yīng)盡可能小，以防止超越污泥中未經(jīng)硝化的污水進(jìn)入缺氧池，此時(shí)超越污泥比的優(yōu)化控制范圍為10-33％。
在將超越污泥比控制在10-33％前提下，即使進(jìn)水C/N較低(C/N≈3.09～4.2左右)，將污泥回流比(污泥回流流量/進(jìn)水流量)控制在26-40％，系統(tǒng)對(duì)TN和TP的去除率也可分別達(dá)到84.2％和92％左右。
當(dāng)進(jìn)水C/N在為4.2≤C/N≤9時(shí)，從節(jié)能角度考慮，不必增大污泥回流比，即可以將回流污泥比控制在10-33％，此時(shí)系統(tǒng)的脫氮除磷效果可同時(shí)達(dá)到最佳狀態(tài)，即平均去除率分別達(dá)到92.7％和93.09％。
本發(fā)明可以通過(guò)缺氧池和厭氧池的ORP變化規(guī)律來(lái)判斷系統(tǒng)的反硝化程度，根據(jù)ORP的在線(xiàn)檢測(cè)來(lái)自動(dòng)控制回流污泥比。
超越污泥流量比直接決定未經(jīng)過(guò)硝化而直接進(jìn)入缺氧池的氨氮含量，最終影響系統(tǒng)出水的氨氮濃度。為了盡可能降低出水的氨氮濃度，超越污泥流量的控制原則就是在保證缺氧池足量污泥的前提下，最大限度降低其值，運(yùn)行實(shí)踐值可以達(dá)到的控制范圍為10-33％。一般情況下，回流比越大脫氮率越高；當(dāng)進(jìn)水C/N比值為(4.2≤C/N≤9)，碳源較充足、出水中硝態(tài)氮濃度較低時(shí)，從節(jié)能角度考慮，不必增大污泥比，此時(shí)可以將回流污泥和超越污泥比設(shè)置為等值，即。但如果進(jìn)水C/N偏低(C/N≈3.09～4.2)，反硝化不完全時(shí)，則需要根據(jù)實(shí)際的C/N比，來(lái)靈活地提高系統(tǒng)的回流比。但由于回流污泥中含有的硝態(tài)氮大量進(jìn)入系統(tǒng)厭氧池中，會(huì)抑制厭氧放磷反應(yīng)，最終影響系統(tǒng)的除磷效果，故綜合氮、磷兩者的去處效果，可將回流污泥比控制在30-40％。
本發(fā)明對(duì)回流污泥和超越污泥比實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制，并能根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)特點(diǎn)濃度靈活地改變與調(diào)節(jié)這兩個(gè)比值；同時(shí)還可利用ORP值的在線(xiàn)檢測(cè)，準(zhǔn)確地把握反硝化脫氮除磷生化反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行的程度，及時(shí)地調(diào)節(jié)回流污泥比，從而大大提高了A2N系統(tǒng)氮磷去除的穩(wěn)定性和可控制性，確保出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。
權(quán)利要求
1.一種A2N反硝化除磷污水處理方法，有以下步驟(1)、原水從水箱中泵至厭氧池，在攪動(dòng)下，反硝化聚磷菌在此吸收大量的有機(jī)物，并以PHB的形式貯存在體內(nèi)，同時(shí)釋放出大量的磷；(2)、上述厭氧池中排出的泥水進(jìn)入中沉池，經(jīng)中沉池快速分離；(3)、上述中沉池排出的富含氨氮和磷的上清液，流向好氧生物膜硝化池，進(jìn)行硝化反應(yīng)，同時(shí)也好氧降解了剩余的有機(jī)物；其特征在于(4)、同時(shí)，上述中沉池沉淀下來(lái)的聚磷污泥稱(chēng)超越污泥，被直接泵入缺氧池，DPB以體內(nèi)的PHB為電子供體，以硝化池提供的NO3-作為電子受體，完成反硝化脫氮和過(guò)量吸磷作用，在處理生活污水時(shí)，將超越污泥量控制在進(jìn)水流量的10～33％范圍內(nèi)；(5)、上述好氧生物膜硝化池排出的被處理水進(jìn)入缺氧池，在攪動(dòng)下進(jìn)行缺氧反應(yīng)；(6)、從缺氧池中排出的被處理水進(jìn)入快速曝氣池，被吸收剩余的磷；(7)、從快速曝氣池排出的被處理水進(jìn)入終沉池，上清液從出水管排出，剩余污泥從污泥管排出，部分污泥分流至污泥回流管，并被泵入?yún)捬醭?，在處理生活污水時(shí)，將回流污泥流量控制在進(jìn)水流量的10～40％。
2.一種A2N反硝化除磷污水處理裝置，其特征在于由原水管、水箱、泵、厭氧池、中沉池、好氧生物膜硝化池、缺氧池、快速曝氣池、終沉池、出水管順序串連；厭氧池和缺氧池內(nèi)置有攪拌裝置；中沉池底部與缺氧池底部之間連接有超越污泥管；在終沉池底部和厭氧池底部之間連通有回流污泥管。
全文摘要
一種A
文檔編號(hào)C02F9/14GK1651343SQ20051000539
公開(kāi)日2005年8月10日 申請(qǐng)日期2005年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月5日
發(fā)明者彭永臻, 王亞宜, 王淑瑩 申請(qǐng)人:彭永臻