專利名稱：強(qiáng)化a2/o脫氮的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于污水生物處理技術(shù)領(lǐng)域，特別適用于污水處理廠的提標(biāo)改造以及污水深度處理廠的新建，具體涉及一種用于污水處理的強(qiáng)化脫氮的A/A/0裝置與方法。
背景技術(shù)：
目前，我國(guó)不足10%的城市污水處理廠能夠達(dá)到國(guó)家一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)鍵問(wèn)題是TN和TP無(wú)法穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。AAO作為一種最簡(jiǎn)單的同步脫氮除磷工藝，具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、水力停留時(shí)間短、設(shè)計(jì)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富、控制復(fù)雜性小等優(yōu)點(diǎn)，是國(guó)內(nèi)城市污水處理廠的主體工藝，處理水量占總處理水量的70%以上。然而，AAO脫氮除磷系統(tǒng)中聚磷菌、反硝化菌和硝化菌共存,存在泥齡上的矛盾和碳源上的競(jìng)爭(zhēng)，使得聚磷菌厭氧釋磷效率不高，很難在單一的生化系統(tǒng)內(nèi)同時(shí)獲得脫氮除磷的良好效果。同時(shí)，好氧區(qū)出水中的硝態(tài)氮，在沉淀池內(nèi)易發(fā)生反硝化，使污泥上浮，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。由于我國(guó)城鎮(zhèn)污水C/N —般較低，能夠用來(lái)厭氧釋磷的VFA更低，碳源的缺乏使得 AAO工藝脫氮除磷中原本存在的問(wèn)題更加突出。如何在節(jié)能降耗的基礎(chǔ)上，提高原污水碳源的可利用性，強(qiáng)化原有構(gòu)筑物，如沉淀池和濃縮池，在提高組合工藝系統(tǒng)的脫氮除磷效果中的功能，已成為現(xiàn)階段污水處理領(lǐng)域的重大需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)目前AAO工藝的問(wèn)題，結(jié)合節(jié)能降耗、碳源有效利用和污泥減量三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，提出一種基于AAO的污水處理裝置及方法，通過(guò)工藝調(diào)整實(shí)現(xiàn)沉淀池沉淀和貯泥功能的分離，擴(kuò)展原有污泥濃縮池功能，升級(jí)為污泥脫硝池，強(qiáng)化污水處理系統(tǒng)的整體性能，在不新增構(gòu)筑物的條件下實(shí)現(xiàn)組合系統(tǒng)的節(jié)能、穩(wěn)定、高效脫氮除磷，為城鎮(zhèn)污水處理廠提標(biāo)改造提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持。為了達(dá)到上述設(shè)計(jì)目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種強(qiáng)化A2/0脫氮的裝置，主要由沉砂池、AAO裝置、沉淀池和污泥脫硝池組成； 所述沉砂池分別與AAO裝置的厭氧區(qū)和污泥脫硝池連接，AAO裝置的好氧區(qū)連接到沉淀池， 所述沉淀池與污泥脫硝池連接，污泥脫硝池與AAO裝置的厭氧區(qū)連接。優(yōu)選地，所述沉淀池內(nèi)僅發(fā)生泥水分離，污泥停留時(shí)間短，污泥全部進(jìn)入污泥脫硝池。優(yōu)選地，所述AAO裝置的好氧區(qū)通過(guò)硝化液回流泵與AAO裝置的缺氧區(qū)連接。優(yōu)選地，所述基于AAO的污水處理裝置還包括鼓風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)通過(guò)流量計(jì)和曝氣管線與AAO裝置的好氧區(qū)連接。優(yōu)選地，所述AAO裝置的厭氧區(qū)內(nèi)設(shè)有攪拌器。更優(yōu)選地，所述二沉池上設(shè)有出水管。
更優(yōu)選地，所述污泥脫硝池下部設(shè)有排放管。一種強(qiáng)化A2/0脫氮的方法，該方法的具體步驟為I)污水由沉砂池，經(jīng)污水泵按80% 20%到60% 40%進(jìn)行流量分配后分別進(jìn) A AAO裝置的厭氧區(qū)和污泥脫硝池，進(jìn)入AAO裝置的污水在厭氧區(qū)釋放磷，進(jìn)入污泥脫硝池內(nèi)的污水發(fā)生水解酸化，大分子有機(jī)碳源轉(zhuǎn)化為聚磷菌可利用的低分子揮發(fā)性有機(jī)酸；2)上述污泥脫硝池中不含硝酸鹽的污泥經(jīng)污泥回流泵和污泥回流管線進(jìn)入AAO 裝置的厭氧區(qū)與由沉砂池進(jìn)入AAO裝置的厭氧區(qū)的污水混合，聚磷菌利用污水混合液中的 VFA,合成PHB，完成磷的大量釋放；3)混合液從上述厭氧區(qū)進(jìn)入缺氧區(qū)，進(jìn)行脫氮處理；4)混合液從上述缺氧區(qū)進(jìn)入好氧區(qū)，主要發(fā)生氨氮的好氧硝化和吸磷反應(yīng)；5) AAO裝置的好氧區(qū)出水進(jìn)入沉淀池，發(fā)生泥水分離，澄清水通過(guò)出水管排出，沉淀后的污泥通過(guò)污泥回流泵完全進(jìn)入污泥脫硝池； 6)沉淀后進(jìn)入污泥脫硝池的污泥與由沉砂池進(jìn)入污泥脫硝池的污水混合，反硝化菌利用原水碳源甚至胞外聚合物將污泥中的硝態(tài)氮還原為氮?dú)猓?)污泥脫硝池內(nèi)脫氮后的剩余污泥經(jīng)排放管排出。優(yōu)選地，所述步驟四中，發(fā)生氨氮的好氧硝化和吸磷反應(yīng)后的硝化液通過(guò)硝化液回流泵回流到AAO裝置的缺氧區(qū)，反硝化菌利用厭氧區(qū)內(nèi)聚磷菌剩余的碳源進(jìn)行反硝化脫氮。更優(yōu)選地，所述步驟四中，好氧區(qū)內(nèi)通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的曝氣使空氣和污泥混合液完全混合。本發(fā)明所述的強(qiáng)化A2/0脫氮的裝置及方法的有益效果是經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單運(yùn)行方式的改變，將原系統(tǒng)的污泥濃縮池進(jìn)行功能升級(jí)為污泥脫硝池，實(shí)現(xiàn)沉淀池的沉淀和貯泥功能分離，解決沉淀池內(nèi)污泥的上浮或解體，保證沉淀池的穩(wěn)定運(yùn)行，且節(jié)約能耗，改造投資低； 污泥脫硝池內(nèi)反硝化菌利用胞外聚合物和原污水碳源進(jìn)行反硝化，去除硝態(tài)氮對(duì)AAO單元厭氧釋磷的影響；污泥脫硝池有利于水解發(fā)酵型細(xì)菌的富集，強(qiáng)化原污水的水解酸化作用， 使大分子有機(jī)碳源轉(zhuǎn)化為聚磷菌可利用的低分子揮發(fā)性有機(jī)酸(VFA)，有效提高系統(tǒng)碳源的可利用性。


圖I為本發(fā)明所述的強(qiáng)化A2/0脫氮的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；其中1_沉砂池；2_AA0裝置；3_沉淀池；4_出水管；5_污泥脫硝池；6，7_污水泵； 8-攪拌器；9_鼓風(fēng)機(jī)；10_氣體流量計(jì)；11_硝化液回流泵；12，13_污泥回流泵；14_排放管。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的最佳實(shí)施方案作進(jìn)一步的詳細(xì)的描述。如圖I所示，本發(fā)明實(shí)施例所述的強(qiáng)化A2/0脫氮的裝置，主要由沉砂池I、AAO裝置2、沉淀池3和污泥脫硝池5組成；所述沉砂池I通過(guò)污水泵6和污水泵7分別與AAO裝置2的厭氧區(qū)和污泥脫硝池5連接，AAO裝置2的好氧區(qū)通過(guò)管路連接到沉淀池3，通過(guò)沉
4淀池3將污泥沉淀分離，所述沉淀池3上設(shè)有出水管4，用于排出沉淀池3內(nèi)的上清液，且沉淀池3通過(guò)污泥泵12與污泥脫硝池5連接，通過(guò)污泥回流泵12將沉淀池3分離出來(lái)的污泥吸入污泥脫硝池5，所述污泥脫硝池5下部設(shè)有排放管14，用于排放剩余污泥，所述污泥脫硝池5通過(guò)污泥回流泵13與AAO裝置2的厭氧區(qū)連接。所述AAO裝置2的好氧區(qū)通過(guò)硝化液回流泵11與AAO裝置2的缺氧區(qū)連接。 所述基于AAO的污水處理裝置還包括鼓風(fēng)機(jī)9，鼓風(fēng)機(jī)9通過(guò)流量計(jì)10和曝氣管線與AAO裝置2的好氧區(qū)連接。所述AAO裝置2的厭氧區(qū)內(nèi)設(shè)有攪拌器8。所述污泥脫硝池5將沉淀池3的沉淀和貯泥功能分離，避免了沉淀池3內(nèi)污泥的上浮或解體，有效保證沉淀池3的穩(wěn)定運(yùn)行。污泥回流系統(tǒng)增加污泥脫硝池5，沉淀池3的沉淀污泥全部被污泥脫硝池5接納，污泥脫硝池5內(nèi)設(shè)攪拌裝置，使污泥和污水混合，污泥得到濃縮。污泥脫硝池5通過(guò)污泥管線、污泥回流泵與沉淀池3連接。污水和污泥從污泥脫硝池5下部進(jìn)入，混合液通過(guò)污泥回流泵進(jìn)入AAO裝置2的厭氧區(qū)；剩余污泥通過(guò)設(shè)置于污泥脫硝池5底部的排泥管排除。利用該裝置進(jìn)行污水處理過(guò)程如下I)污水由沉砂池1，經(jīng)污水泵6 (7)按60% : 40%進(jìn)行流量分配后分別進(jìn)入AAO 裝置2的厭氧區(qū)和污泥脫硝池5，進(jìn)入AAO裝置2的污水在厭氧區(qū)釋放磷，進(jìn)入污泥脫硝池5內(nèi)的污水發(fā)生水解酸化，大分子有機(jī)碳源轉(zhuǎn)化為聚磷菌可利用的低分子揮發(fā)性有機(jī)酸 (VFA)；2)上述污泥脫硝池5中不含硝酸鹽的污泥經(jīng)污泥回流泵13和污泥回流管線進(jìn)入AAO裝置2的厭氧區(qū)與由沉砂池I進(jìn)入AAO裝置2的厭氧區(qū)的污水混合，污泥回流比為100%，水力停留時(shí)間為I. 5h，聚磷菌利用污水混合液中的VFA，合成PHB，完成磷的大量釋放，釋磷速率高，污水中大量有機(jī)物得到迅速轉(zhuǎn)化，厭氧區(qū)對(duì)COD的去除占組合工藝的 70-80% ；3)混合液從上述厭氧區(qū)進(jìn)入缺氧區(qū)，進(jìn)行脫氮處理；4)混合液從上述缺氧區(qū)進(jìn)入好氧區(qū)，好氧區(qū)水力停留時(shí)間為6h，主要發(fā)生氨氮的好氧硝化和吸磷反應(yīng)；5) AAO裝置2的好氧區(qū)出水進(jìn)入沉淀池3，停留1-1. 5h，僅發(fā)生泥水分離，無(wú)需進(jìn)行污泥的濃縮和貯存，澄清水通過(guò)出水管4排出，沉淀后的污泥通過(guò)污泥回流泵12完全進(jìn)入污泥脫硝池5 ；6)沉淀后進(jìn)入污泥脫硝池5的污泥與由沉砂池I進(jìn)入污泥脫硝池5的污水混合， 其水力停留時(shí)間為0. 5h，反硝化菌利用原水碳源甚至胞外聚合物將污泥中的硝態(tài)氮還原為
氮?dú)猓?7)污泥脫硝池5內(nèi)的剩余污泥完全脫氮和部分釋磷后經(jīng)排放管14排出。所述步驟四中，發(fā)生氨氮的好氧硝化和吸磷反應(yīng)后的硝化液通過(guò)硝化液回流泵11 回流到AAO裝置2的缺氧區(qū)，硝化液回流比為300%，池內(nèi)設(shè)攪拌裝置，反硝化菌利用厭氧區(qū)內(nèi)聚磷菌剩余的碳源進(jìn)行反硝化脫氮，其水力停留時(shí)間為3h。所述步驟四中，好氧區(qū)內(nèi)通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)9產(chǎn)生的曝氣使空氣和污泥混合液完全混合，加快好氧硝化和吸磷反應(yīng)。
為保證系統(tǒng)整體穩(wěn)定、高效運(yùn)行，本發(fā)明充分發(fā)揮了污水處理系統(tǒng)中污泥濃縮池的功能，提出了 AAO系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)污泥脫硝池。污泥脫硝池內(nèi)設(shè)攪拌裝置，使污泥和污水充分混合，反硝化菌利用胞外聚合物和原污水碳源，進(jìn)行反硝化，去除硝態(tài)氮； 污泥脫硝池有利于水解發(fā)酵型細(xì)菌的富集，污泥脫硝池的設(shè)置通過(guò)充分利用胞外聚合物， 強(qiáng)化原污水的水解酸化作用，大分子有機(jī)碳源轉(zhuǎn)化為聚磷菌可利用的低分子揮發(fā)性有機(jī)酸 (VFA)，有效提高原污水可利用碳源。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所做的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，便于該技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。 對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，而不必經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，對(duì)本發(fā)明做出的簡(jiǎn)單改進(jìn)都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種強(qiáng)化A2/0脫氮的裝置，其特征在于主要由沉砂池、AAO裝置、沉淀池和污泥脫硝池組成；所述沉砂池分別與AAO裝置的厭氧區(qū)和污泥脫硝池連接，AAO裝置的好氧區(qū)連接到沉淀池，所述沉淀池與污泥脫硝池連接，污泥脫硝池與AAO裝置的厭氧區(qū)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的強(qiáng)化A2/0脫氮的裝置，其特征在于所述沉淀池內(nèi)僅發(fā)生泥水分離，污泥停留時(shí)間短，污泥全部進(jìn)入污泥脫硝池。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的強(qiáng)化A2/0脫氮的裝置，其特征在于所述AAO裝置的好氧區(qū)通過(guò)硝化液回流泵與AAO裝置的缺氧區(qū)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于AAO的污水處理裝置，其特征在于所述強(qiáng)化A2/0脫氮的裝置，還包括鼓風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)通過(guò)流量計(jì)和曝氣管線與AAO裝置的好氧區(qū)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于AAO的污水處理裝置，其特征在于所述AAO裝置的厭氧區(qū)內(nèi)設(shè)有攪拌器。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3或4或5所述的強(qiáng)化A2/0脫氮的裝置，其特征在于所述二沉池上設(shè)有出水管。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3或4或5所述的強(qiáng)化A2/0脫氮的裝置，其特征在于所述污泥脫硝池下部設(shè)有剩余污泥排放管。
8.一種強(qiáng)化A2/0脫氮的方法，其特征在于該方法的具體步驟為1)污水由沉砂池，經(jīng)進(jìn)水泵按80% 20%到60% 40%進(jìn)行流量分配后分別進(jìn)入 AAO裝置的厭氧區(qū)和污泥脫硝池，進(jìn)入AAO裝置的污水在厭氧區(qū)釋放磷，進(jìn)入污泥脫硝池內(nèi)的污水發(fā)生水解酸化，大分子有機(jī)碳源轉(zhuǎn)化為聚磷菌可利用的低分子揮發(fā)性有機(jī)酸；2)上述污泥脫硝池中不含硝酸鹽的污泥經(jīng)污泥回流泵和污泥回流管線進(jìn)入AAO裝置的厭氧區(qū)與由沉砂池進(jìn)入AAO裝置的厭氧區(qū)的污水混合，聚磷菌利用污水混合液中的VFA， 合成PHB，完成磷的大量釋放；3)混合液從上述厭氧區(qū)進(jìn)入缺氧區(qū)，進(jìn)行脫氮處理；4)混合液從上述缺氧區(qū)進(jìn)入好氧區(qū)，主要發(fā)生氨氮的好氧硝化和吸磷反應(yīng)；5)AAO裝置的好氧區(qū)出水進(jìn)入沉淀池，發(fā)生泥水分離，澄清水通過(guò)出水管排出，沉淀后的污泥通過(guò)污泥回流泵完全進(jìn)入污泥脫硝池；6)沉淀后進(jìn)入污泥脫硝池的污泥與由沉砂池進(jìn)入污泥脫硝池的污水混合，反硝化菌利用原水碳源甚至胞外聚合物將污泥中的硝態(tài)氮還原為氮?dú)猓?)污泥脫硝池內(nèi)脫氮后的剩余污泥經(jīng)排放管排出。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述強(qiáng)化A2/0脫氮的方法，其特征在于所述步驟四中，發(fā)生氨氮的好氧硝化和吸磷反應(yīng)后的硝化液通過(guò)硝化液回流泵回流到AAO裝置的缺氧區(qū)，反硝化菌利用厭氧區(qū)內(nèi)聚磷菌剩余的碳源進(jìn)行反硝化脫氮。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述強(qiáng)化A2/0脫氮的方法，其特征在于所述步驟四中，好氧區(qū)內(nèi)通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的曝氣使空氣和污泥混合液完全混合。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種強(qiáng)化A2/O脫氮的裝置，AAO裝置的厭氧區(qū)和污泥脫硝池連接，AAO裝置的好氧區(qū)連接到沉淀池，所述沉淀池與污泥脫硝池連接，污泥脫硝池與AAO裝置的厭氧區(qū)連接。通過(guò)工藝調(diào)整實(shí)現(xiàn)沉淀池沉淀和貯泥功能的分離，擴(kuò)展原有污泥濃縮池功能，升級(jí)為污泥脫硝池，強(qiáng)化污水處理系統(tǒng)的整體性能，在不新增構(gòu)筑物的條件下實(shí)現(xiàn)組合系統(tǒng)的節(jié)能、穩(wěn)定、高效脫氮除磷，為城鎮(zhèn)污水處理廠提標(biāo)改造提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持。
文檔編號(hào)C02F9/14GK102583897SQ201210054348
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月2日
發(fā)明者張為堂, 彭永臻, 王淑瑩, 辛振興 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)