本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，具體涉及一種節(jié)能降耗短程硝化反硝化除磷工藝。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)厭氧/缺氧/好氧(a2/o)工藝因其具有較好的脫氮除磷效果而被廣泛應(yīng)用于城市污水處理過程中。但運(yùn)行成本高、能耗大仍然是城市污水處理廠面臨的主要問題。因此研究新型節(jié)能降耗a2/o工藝，對于降低污水處理廠的運(yùn)行成本具有重要意義。短程硝化反硝化生物脫氮的基本原理是將硝化過程控制在亞硝酸鹽階段，阻止no2-的進(jìn)一步硝化，然后直接進(jìn)行反硝化。短程硝化反硝化的優(yōu)勢在于：縮短了反應(yīng)歷程，提高了硝化和反硝化速率；縮短水力停留時間；短程硝化的需氧量減少了25％，降低了能耗；有效地節(jié)省40％作為氫供體的碳源；減少了剩余污泥排放量。短程脫氮工藝更適宜處理較高氨氮濃度的廢水。其運(yùn)行也面臨一些問題：長期穩(wěn)定地積累亞硝酸鹽氮仍然比較困難，需要對影響亞硝酸鹽積累的過程進(jìn)行更深入的研究，當(dāng)碳源不足時，需要外加有機(jī)碳，增加了處理費(fèi)用。對工藝條件的要求較高，增加了運(yùn)行和控制的難度；在很多情況下，維持短程硝化所需要的30～35℃的溫度有一定困難。
由于生物脫氮和生物除磷系統(tǒng)具備相似的缺氧/好氧交替環(huán)境，因而在工藝上往往合并。反硝化除磷是用厭氧/缺氧交替環(huán)境來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的厭氧/好氧環(huán)境，馴化培養(yǎng)出一類以硝酸根作為最終電子受體的反硝化聚磷菌(denitrifyingphosphorusremovingbacteria，簡稱dpb)為優(yōu)勢菌種，通過它們的代謝作用來同時完成過量吸磷和反硝化過程而達(dá)到脫氮除磷的雙重目的。應(yīng)用反硝化除磷工藝處理城市污水時不僅可節(jié)省曝氣量，而且還可減少剩余污泥量，即可節(jié)省投資和運(yùn)行費(fèi)用。
中國發(fā)明專利《一種節(jié)能降耗短程硝化同步反硝化除磷耦合工藝及裝置》201010128890.6中，使用了改良的a2/o工藝，即厭氧-好氧1-好氧2-缺氧1-缺氧2-快速好氧工藝進(jìn)行了短程硝化同步反硝化除磷，但仍然存在以下不足：占地面積大，啟動時間長，亞硝酸鹽積累不穩(wěn)定，除磷受到局限，不能有效脫氮除磷。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種節(jié)能降耗短程硝化反硝化除磷工藝，采用在線控制溶解氧(do)和溫度，在常溫低溶解氧條件下完成工藝運(yùn)行的快速啟動過程，利用低溶解氧控制，刺激了亞硝酸菌的增長，使亞硝酸菌成為優(yōu)勢菌種。實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的短程硝化，節(jié)省了耗氧量，并提高了硝化反應(yīng)速率。保證短程硝化和以亞硝酸鹽為電子受體的反硝化除磷同步進(jìn)行，提高脫氮除磷效率。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：
一種節(jié)能降耗短程硝化反硝化除磷工藝，包括如下步驟：
s1、將厭氧反應(yīng)器、第一缺氧反應(yīng)器、第一好氧反應(yīng)器、第二缺氧反應(yīng)器、第二好氧反應(yīng)器順次連接，在厭氧反應(yīng)器、第一缺氧反應(yīng)器、第二缺氧反應(yīng)器內(nèi)分別設(shè)置攪拌器，在第一好氧反應(yīng)器和第二好氧反應(yīng)器內(nèi)分別設(shè)置溶解氧do自控儀，在第一好氧反應(yīng)器和第二好氧反應(yīng)器內(nèi)分別設(shè)置包埋載體床，第一好氧反應(yīng)器和第二好氧反應(yīng)器底部設(shè)曝氣裝置，采用底部砂條曝氣，在厭氧反應(yīng)器和第一好氧反應(yīng)器之間設(shè)置分流出水泵，將第二好氧反應(yīng)器與沉淀池相連，在沉淀池和厭氧反應(yīng)器之間設(shè)置污泥回流泵；
s2、接種來自城市污水廠二沉池的活性污泥到各反應(yīng)器內(nèi)，進(jìn)水水量為100l/d左右，一部分原水進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器，另一部分原水通過進(jìn)水泵直接進(jìn)入第一好氧反應(yīng)器，厭氧反應(yīng)器出水一部分直接進(jìn)入第一缺氧反應(yīng)器，另一部分通過計量泵分流至第一好氧反應(yīng)器，第一缺氧反應(yīng)器和第二缺氧反應(yīng)器之間不設(shè)內(nèi)循環(huán)，第一好氧反應(yīng)器do控制在0.5-1.0mg/l，ph控制在8.0，第二好氧反應(yīng)器do控制在0.3-0.5mg/l，水力停留時間為9h，反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度為2500～4500mg/l，亞硝酸鹽積累量達(dá)到15-25mg/l，srt為15～20天，污泥回流比為70％。
本發(fā)明具有以下有益效果：
(1)曝氣量減少。通過條件控制，刺激了亞硝酸菌的增長，使亞硝酸菌成為優(yōu)勢菌種。實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的短程硝化，節(jié)省了耗氧量。
(2)提升溫度的動力消耗減少。根據(jù)熱力學(xué)計算公式，1噸水升溫1℃耗電1.16度。按照本發(fā)明專利中工藝的常溫處理?xiàng)l件(25℃)以及傳統(tǒng)短程硝化反硝化工藝的處理?xiàng)l件(30℃)，以1萬噸水計，僅升溫動力消耗就節(jié)省6萬度電。
(3)污泥產(chǎn)量降低。短程硝化反硝化在硝化過程中可少產(chǎn)污泥24-33％，在反硝化過程中可少產(chǎn)污泥50％。
(4)反應(yīng)速率的提高。短程硝化過程提高了硝化反硝化反應(yīng)速率；厭氧區(qū)出水分流至第一缺氧段，實(shí)現(xiàn)以亞硝酸鹽為電子受體的反硝化除磷，提高了除磷速率。
(5)從設(shè)備裝置減少占地面積，工藝節(jié)省曝氣量、減少反硝化碳源等經(jīng)濟(jì)方面適合于生活、工業(yè)生產(chǎn)高氨氮廢水的處理。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實(shí)施例所使用的反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種節(jié)能降耗短程硝化反硝化除磷工藝，包括如下步驟：
s1、按如圖1所示的結(jié)構(gòu)組裝反應(yīng)裝置，包括一體式反應(yīng)器和沉淀池6，一體式反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)有厭氧反應(yīng)器1、第一缺氧反應(yīng)器2、第一好氧反應(yīng)器3、第二缺氧反應(yīng)器4、第二好氧反應(yīng)器5順次連接，在厭氧反應(yīng)器1、第一缺氧反應(yīng)器2、第二缺氧反應(yīng)器4內(nèi)分別設(shè)置攪拌器7、8、11，在第一好氧反應(yīng)器3和第二好氧反應(yīng)器5內(nèi)分別設(shè)置溶解氧do自控儀9、12，在第一好氧反應(yīng)器3和第二好氧反應(yīng)器5內(nèi)分別設(shè)置包埋載體床10、13，第一好氧反應(yīng)器3和第二好氧反應(yīng)器5底部設(shè)曝氣裝置14、15，采用底部砂條曝氣，在厭氧反應(yīng)器1和第一好氧反應(yīng)器3之間設(shè)置分流出水泵，第二好氧反應(yīng)器5與沉淀池6相連，在沉淀池6和厭氧反應(yīng)器1之間設(shè)置污泥回流泵；所述厭氧反應(yīng)器1和第一好氧反應(yīng)器3上均設(shè)有進(jìn)水管；
s2、接種來自城市污水廠二沉池的活性污泥到各反應(yīng)器內(nèi)，進(jìn)水水量為100l/d左右，一部分原水進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器，另一部分原水通過進(jìn)水泵直接進(jìn)入第一好氧反應(yīng)器，厭氧反應(yīng)器出水一部分直接進(jìn)入第一缺氧反應(yīng)器，另一部分通過計量泵分流至第一好氧反應(yīng)器，第一缺氧反應(yīng)器和第二缺氧反應(yīng)器之間不設(shè)內(nèi)循環(huán)，第一好氧反應(yīng)器do控制在0.5-1.0mg/l，ph控制在8.0，第二好氧反應(yīng)器do控制在0.3-0.5mg/l，水力停留時間為9h，反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度為2500～4500mg/l，亞硝酸鹽積累量達(dá)到15-25mg/l，srt為15～20天，污泥回流比為70％。
本發(fā)明專利具體實(shí)施采用分流式進(jìn)水，一部分進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器，一部分直接進(jìn)入第一好氧反應(yīng)器。由于實(shí)現(xiàn)進(jìn)水分流，進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器內(nèi)的水量減少，在不改變反應(yīng)器體積的前提下延長了厭氧區(qū)的水力停留時間，使厭氧釋磷更加充分。為后續(xù)反硝化除磷創(chuàng)造條件；經(jīng)過充分釋磷的厭氧段出水分流一部分至第一缺氧反應(yīng)器，使第一缺氧段進(jìn)水中的磷保持較高濃度，在第一缺氧反應(yīng)器內(nèi)實(shí)現(xiàn)反硝化除磷；在好氧區(qū)中添加包埋載體，包埋載體是經(jīng)過培養(yǎng)馴化的富含亞硝酸菌的污泥通過包埋植入載體之中，制成富含亜硝酸菌的包埋載體，促進(jìn)亞硝酸鹽積累，設(shè)兩個好氧區(qū)，實(shí)現(xiàn)分級好氧，兩個好氧反應(yīng)器通過控制不同的do濃度，一方面在第一好氧反應(yīng)器內(nèi)通過短程硝化完成80％氨氮的降解，另一方面又可避免亞硝酸鹽在第二好氧段被氧化成硝酸鹽，同時動力消耗達(dá)到最低；設(shè)兩個缺氧段，第一缺氧反應(yīng)器以反硝化除磷為主。反硝化除磷菌利用亞硝酸鹽為電子受體，實(shí)現(xiàn)亞硝氮和磷的同步去除。第二缺氧反應(yīng)器主要目的是去除剩余的亞硝酸鹽，充分利用廢水中的碳源進(jìn)行反硝化作用，避免出水中亞硝酸鹽對環(huán)境產(chǎn)生的毒性和破壞。
本發(fā)明專利具體實(shí)施通過使用包埋載體，實(shí)現(xiàn)常溫低氧條件下a2/o工藝的短程硝化，并利用短程硝化產(chǎn)生的亞硝酸鹽為電子受體進(jìn)行反硝化除磷，實(shí)現(xiàn)了氮磷的同步去除。最大程度的實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗。適用于生活及工業(yè)廢水處理的長期連續(xù)運(yùn)行。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。