专利名称：强化a2/o脱氮的装置及方法
技术领域：
本发明属于污水生物处理技术领域，特别适用于污水处理厂的提标改造以及污水深度处理厂的新建，具体涉及一种用于污水处理的强化脱氮的A/A/0装置与方法。
背景技术：
目前，我国不足10%的城市污水处理厂能够达到国家一级A排放标准，关键问题是TN和TP无法稳定达标。AAO作为一种最简单的同步脱氮除磷工艺，具有构造简单、水力停留时间短、设计运行经验丰富、控制复杂性小等优点，是国内城市污水处理厂的主体工艺，处理水量占总处理水量的70%以上。然而，AAO脱氮除磷系统中聚磷菌、反硝化菌和硝化菌共存,存在泥龄上的矛盾和碳源上的竞争，使得聚磷菌厌氧释磷效率不高，很难在单一的生化系统内同时获得脱氮除磷的良好效果。同时，好氧区出水中的硝态氮，在沉淀池内易发生反硝化，使污泥上浮，影响系统的正常运行。由于我国城镇污水C/N —般较低，能够用来厌氧释磷的VFA更低，碳源的缺乏使得 AAO工艺脱氮除磷中原本存在的问题更加突出。如何在节能降耗的基础上，提高原污水碳源的可利用性，强化原有构筑物，如沉淀池和浓缩池，在提高组合工艺系统的脱氮除磷效果中的功能，已成为现阶段污水处理领域的重大需求。
发明内容
本发明的目的是针对目前AAO工艺的问题，结合节能降耗、碳源有效利用和污泥减量三个关键技术，提出一种基于AAO的污水处理装置及方法，通过工艺调整实现沉淀池沉淀和贮泥功能的分离，扩展原有污泥浓缩池功能，升级为污泥脱硝池，强化污水处理系统的整体性能，在不新增构筑物的条件下实现组合系统的节能、稳定、高效脱氮除磷，为城镇污水处理厂提标改造提供理论基础和技术支持。为了达到上述设计目的，本发明采用的技术方案如下一种强化A2/0脱氮的装置，主要由沉砂池、AAO装置、沉淀池和污泥脱硝池组成； 所述沉砂池分别与AAO装置的厌氧区和污泥脱硝池连接，AAO装置的好氧区连接到沉淀池， 所述沉淀池与污泥脱硝池连接，污泥脱硝池与AAO装置的厌氧区连接。优选地，所述沉淀池内仅发生泥水分离，污泥停留时间短，污泥全部进入污泥脱硝池。优选地，所述AAO装置的好氧区通过硝化液回流泵与AAO装置的缺氧区连接。优选地，所述基于AAO的污水处理装置还包括鼓风机，鼓风机通过流量计和曝气管线与AAO装置的好氧区连接。优选地，所述AAO装置的厌氧区内设有搅拌器。更优选地，所述二沉池上设有出水管。
更优选地，所述污泥脱硝池下部设有排放管。一种强化A2/0脱氮的方法，该方法的具体步骤为I)污水由沉砂池，经污水泵按80% 20%到60% 40%进行流量分配后分别进 A AAO装置的厌氧区和污泥脱硝池，进入AAO装置的污水在厌氧区释放磷，进入污泥脱硝池内的污水发生水解酸化，大分子有机碳源转化为聚磷菌可利用的低分子挥发性有机酸；2)上述污泥脱硝池中不含硝酸盐的污泥经污泥回流泵和污泥回流管线进入AAO 装置的厌氧区与由沉砂池进入AAO装置的厌氧区的污水混合，聚磷菌利用污水混合液中的 VFA,合成PHB，完成磷的大量释放；3)混合液从上述厌氧区进入缺氧区，进行脱氮处理；4)混合液从上述缺氧区进入好氧区，主要发生氨氮的好氧硝化和吸磷反应；5) AAO装置的好氧区出水进入沉淀池，发生泥水分离，澄清水通过出水管排出，沉淀后的污泥通过污泥回流泵完全进入污泥脱硝池； 6)沉淀后进入污泥脱硝池的污泥与由沉砂池进入污泥脱硝池的污水混合，反硝化菌利用原水碳源甚至胞外聚合物将污泥中的硝态氮还原为氮气；7)污泥脱硝池内脱氮后的剩余污泥经排放管排出。优选地，所述步骤四中，发生氨氮的好氧硝化和吸磷反应后的硝化液通过硝化液回流泵回流到AAO装置的缺氧区，反硝化菌利用厌氧区内聚磷菌剩余的碳源进行反硝化脱氮。更优选地，所述步骤四中，好氧区内通过鼓风机产生的曝气使空气和污泥混合液完全混合。本发明所述的强化A2/0脱氮的装置及方法的有益效果是经过简单运行方式的改变，将原系统的污泥浓缩池进行功能升级为污泥脱硝池，实现沉淀池的沉淀和贮泥功能分离，解决沉淀池内污泥的上浮或解体，保证沉淀池的稳定运行，且节约能耗，改造投资低； 污泥脱硝池内反硝化菌利用胞外聚合物和原污水碳源进行反硝化，去除硝态氮对AAO单元厌氧释磷的影响；污泥脱硝池有利于水解发酵型细菌的富集，强化原污水的水解酸化作用， 使大分子有机碳源转化为聚磷菌可利用的低分子挥发性有机酸(VFA)，有效提高系统碳源的可利用性。
图I为本发明所述的强化A2/0脱氮的装置的结构示意图；其中1_沉砂池；2_AA0装置；3_沉淀池；4_出水管；5_污泥脱硝池；6，7_污水泵； 8-搅拌器；9_鼓风机；10_气体流量计；11_硝化液回流泵；12，13_污泥回流泵；14_排放管。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的最佳实施方案作进一步的详细的描述。如图I所示，本发明实施例所述的强化A2/0脱氮的装置，主要由沉砂池I、AAO装置2、沉淀池3和污泥脱硝池5组成；所述沉砂池I通过污水泵6和污水泵7分别与AAO装置2的厌氧区和污泥脱硝池5连接，AAO装置2的好氧区通过管路连接到沉淀池3，通过沉
4淀池3将污泥沉淀分离，所述沉淀池3上设有出水管4，用于排出沉淀池3内的上清液，且沉淀池3通过污泥泵12与污泥脱硝池5连接，通过污泥回流泵12将沉淀池3分离出来的污泥吸入污泥脱硝池5，所述污泥脱硝池5下部设有排放管14，用于排放剩余污泥，所述污泥脱硝池5通过污泥回流泵13与AAO装置2的厌氧区连接。所述AAO装置2的好氧区通过硝化液回流泵11与AAO装置2的缺氧区连接。 所述基于AAO的污水处理装置还包括鼓风机9，鼓风机9通过流量计10和曝气管线与AAO装置2的好氧区连接。所述AAO装置2的厌氧区内设有搅拌器8。所述污泥脱硝池5将沉淀池3的沉淀和贮泥功能分离，避免了沉淀池3内污泥的上浮或解体，有效保证沉淀池3的稳定运行。污泥回流系统增加污泥脱硝池5，沉淀池3的沉淀污泥全部被污泥脱硝池5接纳，污泥脱硝池5内设搅拌装置，使污泥和污水混合，污泥得到浓缩。污泥脱硝池5通过污泥管线、污泥回流泵与沉淀池3连接。污水和污泥从污泥脱硝池5下部进入，混合液通过污泥回流泵进入AAO装置2的厌氧区；剩余污泥通过设置于污泥脱硝池5底部的排泥管排除。利用该装置进行污水处理过程如下I)污水由沉砂池1，经污水泵6 (7)按60% : 40%进行流量分配后分别进入AAO 装置2的厌氧区和污泥脱硝池5，进入AAO装置2的污水在厌氧区释放磷，进入污泥脱硝池5内的污水发生水解酸化，大分子有机碳源转化为聚磷菌可利用的低分子挥发性有机酸 (VFA)；2)上述污泥脱硝池5中不含硝酸盐的污泥经污泥回流泵13和污泥回流管线进入AAO装置2的厌氧区与由沉砂池I进入AAO装置2的厌氧区的污水混合，污泥回流比为100%，水力停留时间为I. 5h，聚磷菌利用污水混合液中的VFA，合成PHB，完成磷的大量释放，释磷速率高，污水中大量有机物得到迅速转化，厌氧区对COD的去除占组合工艺的 70-80% ；3)混合液从上述厌氧区进入缺氧区，进行脱氮处理；4)混合液从上述缺氧区进入好氧区，好氧区水力停留时间为6h，主要发生氨氮的好氧硝化和吸磷反应；5) AAO装置2的好氧区出水进入沉淀池3，停留1-1. 5h，仅发生泥水分离，无需进行污泥的浓缩和贮存，澄清水通过出水管4排出，沉淀后的污泥通过污泥回流泵12完全进入污泥脱硝池5 ；6)沉淀后进入污泥脱硝池5的污泥与由沉砂池I进入污泥脱硝池5的污水混合， 其水力停留时间为0. 5h，反硝化菌利用原水碳源甚至胞外聚合物将污泥中的硝态氮还原为
氮气； 7)污泥脱硝池5内的剩余污泥完全脱氮和部分释磷后经排放管14排出。所述步骤四中，发生氨氮的好氧硝化和吸磷反应后的硝化液通过硝化液回流泵11 回流到AAO装置2的缺氧区，硝化液回流比为300%，池内设搅拌装置，反硝化菌利用厌氧区内聚磷菌剩余的碳源进行反硝化脱氮，其水力停留时间为3h。所述步骤四中，好氧区内通过鼓风机9产生的曝气使空气和污泥混合液完全混合，加快好氧硝化和吸磷反应。
为保证系统整体稳定、高效运行，本发明充分发挥了污水处理系统中污泥浓缩池的功能，提出了 AAO系统中的一个关键技术污泥脱硝池。污泥脱硝池内设搅拌装置，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，进行反硝化，去除硝态氮； 污泥脱硝池有利于水解发酵型细菌的富集，污泥脱硝池的设置通过充分利用胞外聚合物， 强化原污水的水解酸化作用，大分子有机碳源转化为聚磷菌可利用的低分子挥发性有机酸 (VFA)，有效提高原污水可利用碳源。以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，便于该技术领域的技术人员能理解和应用本发明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。 对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下还可以做出若干简单推演或替换，而不必经过创造性的劳动。因此，本领域技术人员根据本发明的揭示，对本发明做出的简单改进都应该在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种强化A2/0脱氮的装置，其特征在于主要由沉砂池、AAO装置、沉淀池和污泥脱硝池组成；所述沉砂池分别与AAO装置的厌氧区和污泥脱硝池连接，AAO装置的好氧区连接到沉淀池，所述沉淀池与污泥脱硝池连接，污泥脱硝池与AAO装置的厌氧区连接。
2.根据权利要求I所述的强化A2/0脱氮的装置，其特征在于所述沉淀池内仅发生泥水分离，污泥停留时间短，污泥全部进入污泥脱硝池。
3.根据权利要求I所述的强化A2/0脱氮的装置，其特征在于所述AAO装置的好氧区通过硝化液回流泵与AAO装置的缺氧区连接。
4.根据权利要求3所述的基于AAO的污水处理装置，其特征在于所述强化A2/0脱氮的装置，还包括鼓风机，鼓风机通过流量计和曝气管线与AAO装置的好氧区连接。
5.根据权利要求4所述的基于AAO的污水处理装置，其特征在于所述AAO装置的厌氧区内设有搅拌器。
6.根据权利要求I或2或3或4或5所述的强化A2/0脱氮的装置，其特征在于所述二沉池上设有出水管。
7.根据权利要求I或2或3或4或5所述的强化A2/0脱氮的装置，其特征在于所述污泥脱硝池下部设有剩余污泥排放管。
8.一种强化A2/0脱氮的方法，其特征在于该方法的具体步骤为1)污水由沉砂池，经进水泵按80% 20%到60% 40%进行流量分配后分别进入 AAO装置的厌氧区和污泥脱硝池，进入AAO装置的污水在厌氧区释放磷，进入污泥脱硝池内的污水发生水解酸化，大分子有机碳源转化为聚磷菌可利用的低分子挥发性有机酸；2)上述污泥脱硝池中不含硝酸盐的污泥经污泥回流泵和污泥回流管线进入AAO装置的厌氧区与由沉砂池进入AAO装置的厌氧区的污水混合，聚磷菌利用污水混合液中的VFA， 合成PHB，完成磷的大量释放；3)混合液从上述厌氧区进入缺氧区，进行脱氮处理；4)混合液从上述缺氧区进入好氧区，主要发生氨氮的好氧硝化和吸磷反应；5)AAO装置的好氧区出水进入沉淀池，发生泥水分离，澄清水通过出水管排出，沉淀后的污泥通过污泥回流泵完全进入污泥脱硝池；6)沉淀后进入污泥脱硝池的污泥与由沉砂池进入污泥脱硝池的污水混合，反硝化菌利用原水碳源甚至胞外聚合物将污泥中的硝态氮还原为氮气；7)污泥脱硝池内脱氮后的剩余污泥经排放管排出。
9.根据权利要求8所述强化A2/0脱氮的方法，其特征在于所述步骤四中，发生氨氮的好氧硝化和吸磷反应后的硝化液通过硝化液回流泵回流到AAO装置的缺氧区，反硝化菌利用厌氧区内聚磷菌剩余的碳源进行反硝化脱氮。
10.根据权利要求8所述强化A2/0脱氮的方法，其特征在于所述步骤四中，好氧区内通过鼓风机产生的曝气使空气和污泥混合液完全混合。
全文摘要
本发明公开了一种强化A2/O脱氮的装置，AAO装置的厌氧区和污泥脱硝池连接，AAO装置的好氧区连接到沉淀池，所述沉淀池与污泥脱硝池连接，污泥脱硝池与AAO装置的厌氧区连接。通过工艺调整实现沉淀池沉淀和贮泥功能的分离，扩展原有污泥浓缩池功能，升级为污泥脱硝池，强化污水处理系统的整体性能，在不新增构筑物的条件下实现组合系统的节能、稳定、高效脱氮除磷，为城镇污水处理厂提标改造提供理论基础和技术支持。
文档编号C02F9/14GK102583897SQ201210054348
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月2日 优先权日2012年3月2日
发明者张为堂, 彭永臻, 王淑莹, 辛振兴 申请人:北京工业大学