一種城市污水脫氮除磷方法及設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種城市污水脫氮除磷方法及設(shè)備，將城市污水引入反硝化除磷反應(yīng)器，根據(jù)從厭氧氨氧化反應(yīng)器回流至反硝化除磷反應(yīng)器的回流液中氮氧化物含量的多少進(jìn)行厭氧/缺氧脫氮除磷或厭氧/好氧除磷，再將反硝化除磷反應(yīng)器的出水引入中沉池，進(jìn)行泥水分離，部分污泥回流至反硝化除磷反應(yīng)器，其余污泥外排；中沉池出水經(jīng)分流器分配，一部分出水進(jìn)入短程硝化反應(yīng)器進(jìn)行短程硝化，另一部分出水進(jìn)入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)器進(jìn)行自養(yǎng)除氮；實(shí)時監(jiān)測厭氧氨氧化反應(yīng)器出水水質(zhì)，可將出水部分回流至短程硝化反應(yīng)器或反硝化除磷反應(yīng)器，進(jìn)一步脫氮。本發(fā)明的污水處理裝置高效、低能耗、低成本、處理效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于國家一級A標(biāo)準(zhǔn)要求。
【專利說明】
一種城市污水脫氮除磷方法及設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種城市污水脫氮除磷方法及設(shè)備，屬于城市污水處理技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]水資源、能源短缺以及水環(huán)境質(zhì)量日益惡化，已經(jīng)成為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸，提高污水處理率和處理程度、提高污水處理廠的脫氮除磷效能、降低污水處理的能耗已成為當(dāng)務(wù)之急。在傳統(tǒng)的污水處理技術(shù)中，脫氮過程和除磷過程在反應(yīng)基質(zhì)(碳源)和反應(yīng)空間方面存在競爭和矛盾，很難取得良好的N、P同時去除效果，往往需要耗費(fèi)大量外加能源才能獲得較滿意的效果。
[0003]近年來，為了解決傳統(tǒng)脫氮除磷過程中存在的問題，如脫氮和除磷微生物相互獨(dú)立問題、微生物污泥齡差異問題、碳源的競爭問題，開發(fā)出了一些新型脫氮除磷工藝，為解決脫氮與除磷之間的矛盾提供了契機(jī)。其中，反硝化除磷和厭氧氨氧化脫氮技術(shù)備受國內(nèi)外學(xué)者的青睞。反硝化除磷以NOx-N為電子受體，可實(shí)現(xiàn)一碳兩用，達(dá)到C/N/P的同步去除的效果;厭氧氨氧化脫氮技術(shù)以NH/-N和N02—-N分別作為電子供體和受體，在缺氧條件下完成氮的去除，該過程無需外加碳源，也無需外加堿進(jìn)行中和，與傳統(tǒng)全程生物硝化-反硝化脫氮技術(shù)相比，厭氧氨氧化技術(shù)可節(jié)省62.5%的供氧量和50%的耗堿量，無需消耗有機(jī)碳，且產(chǎn)泥量僅為傳統(tǒng)生物脫氮過程的15%。因此，厭氧氨氧化技術(shù)自被發(fā)現(xiàn)起便廣受青睞，國內(nèi)外學(xué)者對這一新型生物脫氮技術(shù)進(jìn)行了大量的研究，主要的工藝方法有:
公開號為CN 102557356A的中國專利提供了一種半短程硝化/厭氧氨氧化城市污水脫氮除磷工藝和方法，通過將污泥按污泥齡分開，避免了異養(yǎng)菌的快速繁殖，避免對自養(yǎng)脫氮菌群產(chǎn)生影響，硝化系統(tǒng)采用半段短程硝化，使其更易穩(wěn)定維持短程，保證硝化系統(tǒng)的亞硝化率，為系統(tǒng)脫氮穩(wěn)定性提供保障，再將厭氧氨氧化技術(shù)應(yīng)于生活污水的深度脫氮處理中，耗氧量比傳統(tǒng)脫氮方式降低60%，且無需外加碳源，無需中和劑，實(shí)現(xiàn)了高效低能耗的城市污水處理。
[0004]公開號為CN101580329A的中國專利公開了一種城市污水厭氧去除有機(jī)物與自養(yǎng)生物脫氮的裝置和方法，該裝置設(shè)有原水箱、厭氧反應(yīng)器、除磷反應(yīng)器、中沉池、半短程硝化反應(yīng)器、二沉池、中間水池、厭氧氨氧化反應(yīng)器;厭氧反應(yīng)器為填裝海綿填料的厭氧生物濾池;除磷反應(yīng)器第I格室為厭氧區(qū)，其余的4個格室為好氧區(qū)；半短程硝化反應(yīng)器設(shè)有I個缺氧區(qū)和4個好氧區(qū)；厭氧氨氧化反應(yīng)器設(shè)有柱狀反應(yīng)體和水浴套。利用該裝置的方法:I)將從污水處理廠取得的活性污泥投加到除磷反應(yīng)器和短程硝化反應(yīng)器;2)城市污水首先栗入到厭氧反應(yīng)器中；3)厭氧反應(yīng)器出水進(jìn)入到除磷反應(yīng)器;4)除磷反應(yīng)器的出水通過中沉池進(jìn)入到半短程硝化反應(yīng)器。本發(fā)明適用于城市污水處理，結(jié)構(gòu)完善，工藝先進(jìn)，效率高。
[0005]公開號為CN 101531443A的中國專利公開了一種耦合式污水處理工藝，以城市污水為處理對象。該工藝將經(jīng)厭氧/好氧(A/0)的部分出水回流至厭氧反應(yīng)器(EGSB)中，在同時接種厭氧顆粒污泥和好氧活性污泥的厭氧反應(yīng)器(EGSB)中實(shí)現(xiàn)厭氧氨氧化、甲烷化與反硝化反應(yīng)的耦合，去除有機(jī)污染物和脫氮。本發(fā)明解決了現(xiàn)有A2/0工藝脫氮與除磷存在碳源爭奪的矛盾及厭氧氨氧化與反硝化反應(yīng)引起的pH值失衡問題，工藝系統(tǒng)抗沖擊能力強(qiáng)，能夠在負(fù)荷率高、水力停留時間短的條件下獲得穩(wěn)定高效的COD去除及脫氮除磷效果。
[0006]上述工藝方法均采用了短程硝化+厭氧氨氧化的自養(yǎng)脫氮工藝，并預(yù)設(shè)除碳除磷系統(tǒng)，以此來解決脫氮與除磷對碳源競爭的矛盾。但上述工藝方法存在兩個問題:I)將厭氧氨氧化工藝作為末端處理反應(yīng)器，根據(jù)厭氧氨氧化反應(yīng)的化學(xué)計量關(guān)系，出水中還含有一定量的硝酸鹽，存在一定的安全風(fēng)險；2)采用半短程硝化工藝，產(chǎn)生的NH/-N與N02—-N比例不穩(wěn)定，進(jìn)而影響后續(xù)的厭氧氨氧化反應(yīng)進(jìn)程，導(dǎo)致出現(xiàn)出水中含有NH4+-N或N02—-N。
[0007]本發(fā)明開發(fā)了一種城市污水脫氮除磷方法及設(shè)備，一是采用高效累積N02—-N的短程硝化反應(yīng)器，引入短程硝化段和厭氧氨氧化段多點(diǎn)進(jìn)水機(jī)制，合理分配進(jìn)入短程硝化反應(yīng)器和厭氧氨氧化反應(yīng)器的進(jìn)水比例，來達(dá)到高效穩(wěn)定的自養(yǎng)脫氮效率;二是將厭氧氨氧化出水回流至前段的反硝化除磷反應(yīng)器，在厭氧/缺氧交替運(yùn)行條件下，利用回流的NO3 一和NO2-作為電子受體，將反硝化過程和除磷過程集為一體，達(dá)到同步除磷脫氮目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種城市污水脫氮除磷方法及設(shè)備。
[0009]本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:
一種城市污水脫氮除磷設(shè)備，包括通過主管路依次連接的反硝化除磷反應(yīng)器、中沉池、分流器、短程硝化反應(yīng)器和厭氧氨氧化反應(yīng)器;所述反硝化除磷反應(yīng)器與中沉池之間設(shè)有可將中沉池內(nèi)污泥導(dǎo)入反硝化除磷反應(yīng)器的污泥回流管;所述反硝化除磷反應(yīng)器與厭氧氨氧化反應(yīng)器之間設(shè)有可將厭氧氨氧化反應(yīng)器的出水導(dǎo)入反硝化除磷反應(yīng)器的污水回流管；所述分流器與厭氧氨氧化反應(yīng)器之間設(shè)有可將分流器的出水導(dǎo)入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)器的管路;所述短程硝化反應(yīng)器與厭氧氨氧化反應(yīng)器之間設(shè)有可將厭氧氨氧化反應(yīng)器的出水導(dǎo)入短程硝化反應(yīng)器的污水回流管;所述厭氧氨氧化反應(yīng)器上設(shè)有水質(zhì)在線測定儀和流量控制器，且所述流量控制器與分流器相連接。
[0010]進(jìn)一步的，所述反硝化除磷反應(yīng)器設(shè)置有進(jìn)水管、污泥回流管、污水回流管、出水管、放空管、曝氣設(shè)施和攪拌設(shè)施。
[0011]進(jìn)一步的，所述反硝化除磷反應(yīng)器由厭氧區(qū)和兼氧區(qū)組成，進(jìn)水管和污泥回流管設(shè)置在厭氧區(qū)，污水回流管、出水管、放空管、曝氣設(shè)施和攪拌設(shè)施設(shè)置在兼氧區(qū)。
[0012]進(jìn)一步的，所述中沉池設(shè)置有進(jìn)水管、出水管和污泥回流管。
[0013]進(jìn)一步的，所述短程硝化反應(yīng)器設(shè)置有進(jìn)水管、出水管、污泥回流管、污水回流管、放空管、溫度控制儀、DO測定儀和曝氣設(shè)施。
[0014]進(jìn)一步的，所述厭氧氨氧化反應(yīng)器設(shè)置有進(jìn)水管、出水管、放空管、反沖洗管、溫度控制儀。
[0015]—種城市污水脫氮除磷方法，包括以下步驟:
I)反硝化除磷反應(yīng)器:城市污水(污水總量記為Q)首先進(jìn)入反硝化除磷反應(yīng)器，其中富集有大量的反硝化除磷菌；同時反硝化除磷反應(yīng)器的厭氧區(qū)接收中沉池的回流污泥，反硝化除磷反應(yīng)器的兼氧區(qū)接收厭氧氨氧化單元的回流液，當(dāng)厭氧氨氧化反應(yīng)器的回流液中氮氧化物較多、滿足反硝化除磷所需的電子受體時，停止兼氧區(qū)的曝氣設(shè)施，同時開啟攪拌設(shè)施，此時反硝化除磷反應(yīng)器在厭氧/缺氧工況下運(yùn)行，反硝化除磷菌以回流液中的氮氧化物為電子受體，實(shí)現(xiàn)氮、磷的同時去除；當(dāng)厭氧氨氧化反應(yīng)器的回流液中氮氧化物較少，不足以滿足除磷所需的電子受體時，停止攪拌、開啟曝氣，此時該單元采用厭氧/好氧工況運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)磷的去除；
2)中沉池:將反硝化除磷反應(yīng)器的出水引入中沉池進(jìn)行泥水分離，中沉池的部分污泥(污泥量記為r)回流至反硝化除磷反應(yīng)器的厭氧區(qū)，其余污泥外排；
3)分流器:將中沉池的出水引入分流器，在分流器中將其分為兩部分，第一部分出水(污水量記為qi)進(jìn)入短程硝化反應(yīng)器，第二部分出水(污水量記為q2)進(jìn)入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)器，通過厭氧氨氧化反應(yīng)器上的水質(zhì)在線測定儀對厭氧氨氧化反應(yīng)器出水中的氮素組成和含量進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，并將結(jié)果輸出給流量控制器，調(diào)節(jié)進(jìn)入短程硝化反應(yīng)器和厭氧氨氧化反應(yīng)器的污水比例；當(dāng)出水中NH/-N含量較高時，降低進(jìn)入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)器的污水量；當(dāng)出水中N02—-N含量較高時，提高進(jìn)入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)器的污水量；當(dāng)出水中N03—-N含量較高時，提高厭氧氨氧化反應(yīng)器回流至反硝化除磷反應(yīng)器的污水量(污水量記為R1);
4)短程硝化反應(yīng)器:短程硝化反應(yīng)器中富集有大量的氨氧化細(xì)菌(Α0Β)，經(jīng)分流器引入的進(jìn)水在此進(jìn)行高效短程硝化，而后將富含N02—-N的出水導(dǎo)入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)器；
5)厭氧氨氧化反應(yīng)器:該反應(yīng)器采用載體生物膜反應(yīng)器，載體上富集有大量的厭氧氨氧化細(xì)菌;它將同時接收分流器的部分出水和短程硝化反應(yīng)器的出水，在厭氧氨氧化菌的作用下進(jìn)行自養(yǎng)除氮;厭氧氨氧化反應(yīng)器的出水一部分回流至反硝化除磷反應(yīng)器(污水量記為R1),—部分回流至短程硝化反應(yīng)器(污水量記為R2),其余部分外排。
[0016]進(jìn)一步的，中沉池回流至反硝化除磷反應(yīng)器的污泥量r=20%?50%Q。
[0017]進(jìn)一步的，經(jīng)分流器分配進(jìn)入短程硝化反應(yīng)器的污水量qi=50%?70%Q。
[0018]進(jìn)一步的，經(jīng)分流器分配進(jìn)入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)器的污水量q2=30%?50%Q。
[0019]進(jìn)一步的，厭氧氨氧化反應(yīng)器出水回流至反硝化除磷反應(yīng)器的污水量1^=50%?100%Qo
[0020]進(jìn)一步的，厭氧氨氧化反應(yīng)器出水回流至短程硝化反應(yīng)器的污水量R2=50%?100%Q0
[0021 ]進(jìn)一步的，整套系統(tǒng)的運(yùn)行溫度控制在25?35°C，短程硝化反應(yīng)器的DO控制在0.3?1.0mg/Lo
[0022]本發(fā)明的有益效果是:
1)本發(fā)明的城市污水脫氮除磷設(shè)備中的反硝化除磷反應(yīng)器劃分為厭氧區(qū)和兼氧區(qū)，可以根據(jù)厭氧氨氧化反應(yīng)器回流液中氮氧化物是否滿足除磷對電子受體的需求，來判斷采用缺氧或者好氧條件，不僅可以實(shí)現(xiàn)對有機(jī)物的高效利用和保證除磷效果，同時還可以對厭氧氨氧化反應(yīng)器出水中的氮氧化物進(jìn)行深度處理；
2)本發(fā)明的城市污水脫氮除磷設(shè)備的短程硝化反應(yīng)器僅需控制反應(yīng)溫度和曝氣量來達(dá)到最大程度的亞氮累積，通過中沉池上清液的分流，控制進(jìn)入短程硝化反應(yīng)器和厭氧氨氧化反應(yīng)器中的污水比例，從而實(shí)現(xiàn)高效的自養(yǎng)脫氮進(jìn)程，與現(xiàn)有的半短程硝化反應(yīng)器相比，本發(fā)明中的短程硝化反應(yīng)器和厭氧氨氧化反應(yīng)器的控制條件更為簡便與穩(wěn)定；
3)本發(fā)明的城市污水脫氮除磷設(shè)備可對厭氧氨氧化反應(yīng)器出水中的氮素組成和含量進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，根據(jù)出水中的氮素含量控制中沉池上清液進(jìn)入短程硝化反應(yīng)器和厭氧氨氧化反應(yīng)器的比例，并實(shí)現(xiàn)厭氧氨氧化反應(yīng)器回流量的靈活控制，從而獲得高效的污染物去除效果。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明的城市污水脫氮除磷工藝流程圖。
[0024]圖2為本發(fā)明的城市污水脫氮除磷設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]附圖標(biāo)識說明:1、反硝化除磷反應(yīng)器；11、進(jìn)水管；12、曝氣設(shè)施；13、攪拌設(shè)施；14、氣體流量計；15、風(fēng)機(jī)；16、放空管;2、中沉池;21、管路;22、污泥回流管;23、放空管;3、分流器;31、管路;32、管路;33、管路;34、流量控制器;35、水質(zhì)在線測定儀;4、短程硝化反應(yīng)器；41、溫度控制儀;42、DO測定儀;43、氣體流量計;44、風(fēng)機(jī);45、曝氣設(shè)施;46、污泥回流管;47、放空管;5、厭氧氨氧化反應(yīng)器;51、管路;52、反沖洗管;53、溫度控制儀;54、放空管;55、出水管;56、污水回流管;57、污水回流管。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的解釋和說明。
[0027]實(shí)施例1:城市污水脫氮除磷設(shè)備
如圖2所示，本發(fā)明的城市污水脫氮除磷設(shè)備，包括通過主管路依次連接的反硝化除磷反應(yīng)器1、中沉池2、分流器3、短程硝化反應(yīng)器4和厭氧氨氧化反應(yīng)器5;所述反硝化除磷反應(yīng)器I與中沉池2通過管路21連接;所述中沉池2與分流器3通過管路31連接;所述分流器3與短程硝化反應(yīng)器4通過管路32連接;所述短程硝化反應(yīng)器4與厭氧氨氧化反應(yīng)器5通過管路51連接;所述反硝化除磷反應(yīng)器I與中沉池2之間設(shè)有可將中沉池2內(nèi)污泥導(dǎo)入反硝化除磷反應(yīng)器I的污泥回流管22;所述反硝化除磷反應(yīng)器I與厭氧氨氧化反應(yīng)器5之間設(shè)有可將厭氧氨氧化反應(yīng)器5的出水導(dǎo)入反硝化除磷反應(yīng)器I的污水回流管57;所述分流器3與厭氧氨氧化反應(yīng)器5之間設(shè)有可將分流器3的出水導(dǎo)入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)器5的管路33;所述短程硝化反應(yīng)器4與厭氧氨氧化反應(yīng)器5之間設(shè)有可將厭氧氨氧化反應(yīng)器5的出水導(dǎo)入短程硝化反應(yīng)器4的污水回流管56;所述厭氧氨氧化反應(yīng)器5上設(shè)有水質(zhì)在線測定儀35和流量控制器34，且流量控制器34與分流器3相連。
[0028]優(yōu)選的，所述反硝化除磷反應(yīng)器I采用懸浮生長活性污泥池型，池內(nèi)劃分為厭氧區(qū)和兼氧區(qū)，進(jìn)水管11和污泥回流管22設(shè)置在厭氧區(qū)，污水回流管57、曝氣設(shè)施12、攪拌設(shè)施13和放空管16設(shè)置在兼氧區(qū)，曝氣設(shè)施12還連接有氣體流量計14和風(fēng)機(jī)15。
[0029]優(yōu)選的，所述中沉池2設(shè)置有污泥回流管22，污泥回流管22上設(shè)置有放空管23。
[0030]優(yōu)選的，所述短程硝化反應(yīng)器4采用懸浮生長活性污泥池型，池體內(nèi)嵌泥水分離區(qū)，反應(yīng)器中設(shè)置有溫度控制儀41、D0測定儀42、曝氣設(shè)置45、污泥回流管46和放空管47，曝氣設(shè)施45還連接有氣體流量計43和風(fēng)機(jī)44。
[0031]優(yōu)選的，所述厭氧氨氧化反應(yīng)器5采用生物膜反應(yīng)器，設(shè)置有反沖洗管52、溫度控制儀53、放空管54和出水管55。
[0032]本發(fā)明的城市污水脫氮除磷設(shè)備通過以下方式運(yùn)行:將預(yù)處理后的城市污水經(jīng)進(jìn)水管11導(dǎo)入反硝化除磷反應(yīng)器I，反硝化除磷反應(yīng)器I由厭氧區(qū)和兼氧區(qū)組成，厭氧區(qū)通過污泥回流管22接收中沉池2中的回流污泥，兼氧區(qū)通過污水回流管57接收厭氧氨氧化反應(yīng)器5的回流液。當(dāng)厭氧氨氧化反應(yīng)器5的回流液中氮氧化物較多，能滿足反硝化除磷所需的電子受體時，停止反硝化除磷反應(yīng)器I的兼氧區(qū)的曝氣設(shè)施12，開啟攪拌設(shè)施13，此時反硝化除磷反應(yīng)器I中富集的反硝化除磷菌以回流液中的氮氧化物為電子受體，此時采用厭氧/缺氧工況運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)氮、磷的同時去除；當(dāng)厭氧氨氧化反應(yīng)器5的回流液中氮氧化物較少，不足以滿足除磷所需的電子受體時，關(guān)閉攪拌設(shè)施13，開啟曝氣設(shè)施12，此時采用厭氧/好氧工況運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)磷的去除；反硝化除磷反應(yīng)器I中的混合液經(jīng)管路21進(jìn)入中沉池2，在中沉池2中進(jìn)行泥水分離，其中污泥經(jīng)污泥回流管22部分回流至反硝化除磷反應(yīng)器I的厭氧區(qū)，上清液經(jīng)管路31進(jìn)入分流器3，經(jīng)分流器3分流，一部分污水由管路32進(jìn)入短程硝化反應(yīng)器4，一部分污水由管路33進(jìn)入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)器5;管路32與管路33的流量分配比例由流量控制器34根據(jù)水質(zhì)在線測定儀35檢測的厭氧氨氧化反應(yīng)器5的NH/-N含量來確定;經(jīng)管路32進(jìn)入短程硝化反應(yīng)器4的污水在此進(jìn)行短程硝化反應(yīng)，使污水中的NH/-N轉(zhuǎn)化為NO2 -N，短程硝化反應(yīng)器4中好氧區(qū)與沉淀區(qū)之間設(shè)有可將沉淀區(qū)污泥回流至好氧區(qū)的污泥回流管路46，短程硝化反應(yīng)器4中的污水經(jīng)管路51進(jìn)入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)器5，在厭氧氨氧化反應(yīng)器5中經(jīng)管路51和管路33進(jìn)入的污水得到混勻和貯存，在厭氧氨氧化反應(yīng)器5中富集的厭氧氨氧化菌的作用下，進(jìn)水中的NH/-N和Ν02_-Ν得以去除，同時會產(chǎn)生少量的Ν03_-Ν，厭氧氨氧化反應(yīng)器5的出水一部分經(jīng)出水管55排出，另一部分經(jīng)污水回流管57回流至反硝化除磷反應(yīng)器I，為反硝化除磷菌提供電子受體，并除去回流液中的硝酸鹽。
[0033]實(shí)施例2:城市污水脫氮除磷方法
取廣州市某城市污水廠進(jìn)水，主要水質(zhì)指標(biāo)如下:COD: 200?300mg/L、NH4+-N: 15?30mg/L、TN: 25?40mg/L、TP: 2?4mg/L、SS: 130?320mg/L、pH值6.9?7.I。結(jié)合圖1 (城市污水脫氮除磷工藝流程圖)和圖2(城市污水脫氮除磷設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖)對處理過程進(jìn)行如下的說明。
[0034]I)反硝化除磷:城市污水(污水總量記為Q)經(jīng)去渣預(yù)處理后由進(jìn)水管11進(jìn)入反硝化除磷反應(yīng)器I，再接種城市污水廠取得的具有脫氮除磷功能的活性污泥(SRT為6d，HRT為5h)，接種后污泥濃度MLSS為3000?4000mg/L，當(dāng)厭氧氨氧化反應(yīng)器5的回流液中氮氧化物較多、滿足反硝化除磷所需的電子受體時，停止兼氧區(qū)的曝氣設(shè)施，同時開啟攪拌設(shè)施，此時反硝化除磷反應(yīng)器I在厭氧/缺氧工況下運(yùn)行，反硝化除磷反應(yīng)器I中富集的反硝化除磷菌以回流液中的氮氧化物作為電子受體，實(shí)現(xiàn)氮、磷的同時去除；當(dāng)厭氧氨氧化反應(yīng)器5的回流液中氮氧化物較少，不足以滿足除磷所需的電子受體時，停止攪拌、開啟曝氣，此時該單元采用厭氧/好氧工況運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)磷的去除；
2)中沉池:城市污水經(jīng)反硝化除磷反應(yīng)器I后，去除了大部分的有機(jī)物和含磷物質(zhì)，部分氮也在此處得以去除；而后，混合液進(jìn)入中沉池2進(jìn)行泥水分離；中沉池2的部分污泥(污泥量記為r，r=20%?50%Q)回流至反硝化除磷反應(yīng)器I的厭氧區(qū)，其余污泥外排;上清液按一定比例分別進(jìn)入短程硝化反應(yīng)器4和厭氧氨氧化反應(yīng)器5;
3)分流器:將中沉池2的出水引入分流器3，在分流器3中將其分為兩部分，第一部分出水(污水量記為qi，qi=50%?70%Q)進(jìn)入短程硝化反應(yīng)器，第二部分出水(污水量記為q2，q2=30%?50%Q)進(jìn)入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)器，通過厭氧氨氧化反應(yīng)器5上的水質(zhì)在線測定儀對厭氧氨氧化反應(yīng)器5出水中的氮素組成和含量進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，并將結(jié)果輸出給流量控制器控制污水進(jìn)入短程硝化反應(yīng)器4和厭氧氨氧化反應(yīng)器5的比例；當(dāng)出水中NH/-N含量較高時，降低進(jìn)入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)器5的污水量，當(dāng)出水中NO2 -N含量較高時，提高進(jìn)入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)器5的污水量;當(dāng)出水中Ν03_-Ν含量較高時，提高厭氧氨氧化反應(yīng)器5回流至反硝化除磷反應(yīng)器I的污水量(污水量記為Ri，Ri=50%?100%Q)；
4)短程硝化:短程硝化反應(yīng)器4采用連續(xù)流反應(yīng)裝置，投入城市污水廠取得的硝化污泥，接種后污泥濃度MLSS為3000?6000mg/L，通過10天、DO大于1.5mg/L的過曝預(yù)處理消耗掉污泥中雜菌，然后控制溫度為30°C、D0為0.5mg/L、SRT為8d、HRT為4h的條件下實(shí)現(xiàn)短程硝化的高效運(yùn)行;短程硝化單元富含Ν02_-Ν的出水與中沉池的另一部分上清液進(jìn)入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)器5;短程硝化反應(yīng)器4在上述運(yùn)行中，通過曝氣設(shè)施45實(shí)現(xiàn)連續(xù)曝氣，通過DO測定儀42實(shí)時監(jiān)控短程硝化反應(yīng)器4中的DO變化，通過風(fēng)機(jī)44及氣體流量計43控制曝氣量，通過溫度控制儀41實(shí)時監(jiān)控并控制污水溫度為30°C;通過污泥回流管46實(shí)現(xiàn)短程硝化反應(yīng)器4沉淀區(qū)與曝氣區(qū)的污泥混勻;通過放空管47實(shí)現(xiàn)短程硝化反應(yīng)器4的定期排泥和運(yùn)行維護(hù)；
5)厭氧氨氧化:厭氧氨氧化反應(yīng)器5采用生物膜反應(yīng)器，設(shè)有火山巖濾料，填充率為50%，上向流運(yùn)行模式，濾速為1.8m/h，并控制其反應(yīng)溫度為25?35°C;在該單元中富集的厭氧氨氧化菌的作用下，進(jìn)水中的NH/-N和N02_-N得以去除，同時會產(chǎn)生少量的N03_-N的部分出水回流至反硝化除磷反應(yīng)器，為反硝化除磷菌提供電子受體，同時亦可對出水中殘留的氮氧化物進(jìn)一步處理，提高系統(tǒng)的整體脫氮效能。此外，厭氧氨氧化反應(yīng)器的出水部分回流至短程硝化反應(yīng)器(污水量記為R2，R2=50%?100%Q)。
[0035]按照上述【具體實(shí)施方式】的步驟，經(jīng)過3個月的馴化和培養(yǎng)后，該套裝置的出水水質(zhì)如下:COD:〈25.0mg/L、NH4+-N:<1.0mg/L、TN:〈7.0mg/L、TP:〈0.5mg/L，出水水質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)》一級A標(biāo)準(zhǔn)要求。試驗(yàn)中所采用的分析方法均按照《水和廢水監(jiān)測分析方法(第四版)》中的標(biāo)準(zhǔn)方法。
[0036]SRT:污泥齡;HRT:水力停留時間;MLSS:混合液懸浮固體濃度。
[0037]上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種城市污水脫氮除磷設(shè)備，其特征在于:包括通過主管路依次連接的反硝化除磷反應(yīng)器、中沉池、分流器、短程硝化反應(yīng)器和厭氧氨氧化反應(yīng)器;所述反硝化除磷反應(yīng)器與中沉池之間設(shè)有可將中沉池內(nèi)污泥導(dǎo)入反硝化除磷反應(yīng)器的污泥回流管;所述反硝化除磷反應(yīng)器與厭氧氨氧化反應(yīng)器之間設(shè)有可將厭氧氨氧化反應(yīng)器的出水導(dǎo)入反硝化除磷反應(yīng)器的污水回流管;所述分流器與厭氧氨氧化反應(yīng)器之間設(shè)有可將分流器的出水導(dǎo)入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)器的管路;所述短程硝化反應(yīng)器與厭氧氨氧化反應(yīng)器之間設(shè)有可將厭氧氨氧化反應(yīng)器的出水導(dǎo)入短程硝化反應(yīng)器的污水回流管;所述厭氧氨氧化反應(yīng)器上設(shè)有水質(zhì)在線測定儀和流量控制器，且所述流量控制器與分流器相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城市污水脫氮除磷設(shè)備，其特征在于:所述反硝化除磷反應(yīng)器設(shè)置有進(jìn)水管、污泥回流管、污水回流管、出水管、放空管、曝氣設(shè)施和攪拌設(shè)施。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種城市污水脫氮除磷設(shè)備，其特征在于:所述反硝化除磷反應(yīng)器由厭氧區(qū)和兼氧區(qū)組成，進(jìn)水管和污泥回流管設(shè)置在厭氧區(qū)，污水回流管、出水管、放空管、曝氣設(shè)施和攪拌設(shè)施設(shè)置在兼氧區(qū)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城市污水脫氮除磷設(shè)備，其特征在于:所述中沉池設(shè)置有進(jìn)水管、出水管和污泥回流管。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城市污水脫氮除磷設(shè)備，其特征在于:所述短程硝化反應(yīng)器設(shè)置有進(jìn)水管、出水管、污泥回流管、污水回流管、放空管、溫度控制儀、DO測定儀和曝氣設(shè)施。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城市污水脫氮除磷設(shè)備，其特征在于:所述厭氧氨氧化反應(yīng)器設(shè)置有進(jìn)水管、出水管、放空管、反沖洗管、溫度控制儀。7.一種城市污水脫氮除磷方法，其特征在于:包括以下步驟: 1)反硝化除磷反應(yīng)器:城市污水首先進(jìn)入反硝化除磷反應(yīng)器，其中富集有大量的反硝化除磷菌；同時反硝化除磷反應(yīng)器的厭氧區(qū)接收中沉池的回流污泥，反硝化除磷反應(yīng)器的兼氧區(qū)接收厭氧氨氧化單元的回流液，當(dāng)厭氧氨氧化反應(yīng)器的回流液中氮氧化物較多、滿足反硝化除磷所需的電子受體時，停止兼氧區(qū)的曝氣設(shè)施，同時開啟攪拌設(shè)施，此時反硝化除磷反應(yīng)器在厭氧/缺氧工況下運(yùn)行，反硝化除磷菌以回流液中的氮氧化物為電子受體，實(shí)現(xiàn)氮、磷的同時去除；當(dāng)厭氧氨氧化反應(yīng)器的回流液中氮氧化物較少，不足以滿足除磷所需的電子受體時，停止攪拌、開啟曝氣，此時該單元采用厭氧/好氧工況運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)磷的去除； 2)中沉池:將反硝化除磷反應(yīng)器的出水引入中沉池進(jìn)行泥水分離，中沉池的部分污泥回流至反硝化除磷反應(yīng)器的厭氧區(qū)，其余污泥外排； 3)分流器:將中沉池的出水引入分流器，在分流器中將其分為兩部分，第一部分出水進(jìn)入短程硝化反應(yīng)器，第二部分出水進(jìn)入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)器，通過厭氧氨氧化反應(yīng)器上的水質(zhì)在線測定儀對厭氧氨氧化反應(yīng)器出水中的氮素組成和含量進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，并將結(jié)果輸出給流量控制器，調(diào)節(jié)進(jìn)入短程硝化反應(yīng)器和厭氧氨氧化反應(yīng)器的污水比例；當(dāng)出水中NH/-N含量較高時，降低進(jìn)入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)器的污水量；當(dāng)出水中N02—-N含量較高時，提高進(jìn)入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)器的污水量;當(dāng)出水中N03—-N含量較高時，提高厭氧氨氧化反應(yīng)器回流至反硝化除磷反應(yīng)器的污水量； 4)短程硝化反應(yīng)器:短程硝化反應(yīng)器中富集有大量的氨氧化細(xì)菌，經(jīng)分流器引入的進(jìn)水在此進(jìn)行高效短程硝化，而后將富含N02—-N的出水導(dǎo)入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)器； 5)厭氧氨氧化反應(yīng)器:該反應(yīng)器采用載體生物膜反應(yīng)器，載體上富集有大量的厭氧氨氧化細(xì)菌;它將同時接收分流器的部分出水和短程硝化反應(yīng)器的出水，在厭氧氨氧化菌的作用下進(jìn)行自養(yǎng)除氮;厭氧氨氧化反應(yīng)器的出水一部分回流至反硝化除磷反應(yīng)器，一部分回流至短程硝化反應(yīng)器，其余部分外排。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的城市污水脫氮除磷方法，其特征在于:進(jìn)入反硝化除磷反應(yīng)器的城市污水總量記為Q，經(jīng)中沉池回流到反硝化除磷反應(yīng)器的污泥量r=20%?50%Q;經(jīng)分流器分配進(jìn)入短程硝化反應(yīng)器的污水量91=50%?70%Q;經(jīng)分流器分配進(jìn)入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)器的污水量q2=30%?50%Q;厭氧氨氧化反應(yīng)器出水回流至反硝化除磷反應(yīng)器的污水量仏=50%?100%Q ；厭氧氨氧化反應(yīng)器出水回流至短程硝化反應(yīng)器的污水量R2=50%?100%Q。
【文檔編號】C02F101/16GK105859040SQ201610327407
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月17日
【發(fā)明人】李捷, 隋軍, 羅凡, 徐浩
【申請人】廣州市市政工程設(shè)計研究總院