Sbr利用污泥内碳源处理城市生活污水深度脱氮除磷的装置和方法
【专利摘要】本发明公开了SBR利用污泥内碳源处理城市生活污水深度脱氮除磷的装置和方法。装置包括：污泥发酵罐、发酵液分离池、发酵液脱氮除磷池、碳源储备箱、城市污水箱、厌氧/好氧/缺氧SBR，其中污泥发酵罐为一密闭池体，设有搅拌器；厌氧/好氧/缺氧SBR为敞开池体，设有搅拌器、曝气装置。方法为：城市污水进入SBR反应器，一个周期内首先厌氧下聚磷菌利用原水中的碳源进行厌氧释磷，接着好氧下硝化菌进行硝化反应、聚磷菌吸磷，最后缺氧下反硝化菌利用污泥厌氧发酵产生的富含短链脂肪酸的发酵液进行反硝化，重复以上过程，去除城市污水中的氮、磷。本发明无需外加碳源，利用城市污水及发酵液中的碳源进行脱氮除磷，减低成本并使污泥减量。
【专利说明】SBR利用污泥内碳源处理城市生活污水深度脱氮除磷的装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及SBR利用污泥内碳源处理城市生活污水深度脱氮除磷的装置和方法，属于污泥污水处理【技术领域】。
【背景技术】
[0002]传统的缺氧\厌氧\好氧SBR中，反硝化细菌优先利用碳源进行反硝化，待厌氧时聚磷菌往往因碳源的缺乏释磷效果降低，也由此聚磷菌好氧吸磷受到限制，此外好氧时硝化菌进行硝化反应，即NH/-N被氧化成N02_-N、NO3--N,出水中氨氮虽降低了，但TN依然很高，难以达到一级A标准，要想深度脱氮除磷，需投加外碳源，这无疑增加了运行成本。
[0003]短链脂肪酸是生物脱氮除磷的优质碳源，污泥厌氧发酵时可产生大量的短链脂肪酸，并且此短链脂肪酸用于污水处理工艺中能代替外加碳源去除污水的氨氮和磷，然而伴随短链脂肪酸的生成，污泥发酵过程会释放较高浓度的氨氮和磷，为避免增加工艺负荷，在使用发酵液作为碳源时，需去除其中的氨氮和磷。
[0004]因此本发明通过后置反硝化利用已去除氨氮和磷的污泥发酵液碳源将氮去除，下周期开始时反硝化菌不再和聚磷菌争夺碳源，聚磷菌便可利用城市污水中的碳源进行释磷，最终达到既无需外加 碳源又能深度脱氮除磷的目的。
【发明内容】
[0005]本发明的目的就是为提高低C/N/P生活污水脱氮效果，降低运行成本，提出了 SBR利用污泥内碳源处理城市污水深度脱氮除磷的装置和方法。该装置和方法中城市污水进入厌氧/好氧/缺氧SBR反应器，一个周期内首先厌氧下聚磷菌利用原水中的碳源进行厌氧释磷，接着好氧下硝化菌进行硝化反应、聚磷菌吸磷，最后缺氧下反硝化菌利用污泥厌氧发酵产生的富含短链脂肪酸的发酵液进行反硝化，重复以上过程，去除城市污水中的氮、磷。
[0006]本发明的目的是通过以下解决方案来解决的:SBR利用污泥内碳源处理城市生活污水深度脱氮除磷的装置特征在于:设有污泥发酵罐1、发酵液分离池2、发酵液脱氮除磷池3、碳源储备箱4、城市污水箱5、厌氧/好氧/缺氧SBR反应器6。
[0007]所述污泥发酵罐I为一密闭池体，设有第一搅拌器1.1，第一 pH探头1.2，通过排泥管与发酵液分离池2连接；
[0008]所述发酵液分离池2通过排发酵液管与发酵液脱氮除磷池3连接；
[0009]所述发酵液脱氮除磷池3设有第二搅拌器3.1，通过排液管与碳源储备箱4连接；
[0010]所述碳源储备箱4为一密闭箱体，通过第一进水泵4.1与厌氧/好氧/缺氧SBR反应器6连接；
[0011 ] 所述城市污水箱5通过第二进水泵5.1与厌氧/好氧/缺氧SBR反应器6连接；
[0012]所述厌氧/好氧/缺氧SBR反应器6为一敞开反应器，设有第二 pH探头6.1，溶解氧探头6.2，第三搅拌器6.3，通过空压机6.4、气体流量计6.5、曝气头6.6组成的曝气系统对厌氧/好氧/缺氧SBR反应器进行充氧，通过污泥管与污泥发酵罐I连接。
[0013]城市污水、污泥在此装置中的处理流程为:SBR排放的剩余污泥进入污泥发酵罐发酵，根据SRT排放发酵混合物至发酵液分离池进行泥水分离，分离后的上层发酵液进入发酵液脱氮除磷池去除发酵液中的氨氮和磷，之后富含短链脂肪酸的发酵液进入碳源储备箱中供厌氧/好氧/缺氧SBR反应器使用；城市污水进入厌氧/好氧/缺氧SBR反应器，一个周期内首先厌氧下聚磷菌利用原水中的碳源进行厌氧释磷，接着好氧下硝化菌进行硝化反应、聚磷菌吸磷，最后缺氧下反硝化菌利用污泥厌氧发酵产生的富含短链脂肪酸的发酵液进行反硝化。
[0014]SBR利用污泥内碳源处理城市生活污水深度脱氮除磷的方法，其特征在于包括以下内容:
[0015]I)启动阶段:接种脱氮除磷污泥至SBR，控制污泥浓度在1500-2500mg/L ;将浓度为6000-8000mg/L的剩余污泥加入至污泥发酵罐厌氧搅拌，控制发酵pH在9_10，温度25-30。。。
[0016]2)运行阶段:
[0017]污泥发酵罐:控制污泥停留时间SRT在6-8d，进泥浓度在6000-8000mg/L mg/L，发酵pH在9-10，温度在25-30°C，根据SRT排放发酵混合物至发酵液分离池进行泥水分离，分离后的上层发酵液进入发酵液脱氮除磷池，根据发酵液脱氮除磷池中氨氮和磷的含量，向其中投加镁盐和磷酸盐，使Mg:P:N摩尔比=1.2:0.8:1以去除发酵液中的氨氮和磷，之后富含短链脂肪酸的发酵液进入碳源储备箱中供厌氧/好氧/缺氧SBR反应器使用。
[0018]厌氧/好氧/缺氧SBR反应器:城市污水进入后，首先厌氧搅拌，接着好氧搅拌，控制溶解氧浓度在2-4mg/L，然后停止曝气并将碳源储备箱中的发酵液输入反应中继续搅拌，然后静置排水，最后闲置。控制排水比在0.4-0.6，反应器中污泥浓度在1500-2500mg/L，污泥龄在10-15d，排出的污泥作为污泥发酵罐的污泥来源。
`[0019]本发明SBR利用污泥内碳源处理城市生活污水深度脱氮除磷的装置和方法具有以下优点:
[0020]I)无外加碳源，利用污泥内碳源进行反硝化脱氮，降低了运行成本；
[0021]2)通过后置反硝化利用已去除氨氮和磷的污泥发酵液碳源将氮去除，下周期开始时反硝化菌不再和聚磷菌争夺碳源，聚磷菌便可利用城市污水中的碳源进行释磷；
[0022]3)厌氧/好氧/缺氧SBR反应器排放的污泥直接作为污泥发酵罐的污泥来源，实现自身污泥碳源开发，同时污泥减量。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本发明SBR利用污泥内碳源处理城市生活污水深度脱氮除磷的装置结构示意图。
[0024]图中I为污泥发酵罐、2为发酵液分离池、3为发酵液脱氮除磷池、4为碳源储备箱、5为城市污水箱、6为厌氧/好氧/缺氧SBR反应器；1.1为第一搅拌器、1.2为第一 pH探头；
3.1为第二搅拌器；4.1为第一进水泵；5.1为第二进水泵；6.1为第二 pH探头、6.2为溶解氧探头、6.3为第三搅拌器、6.4为空压机、6.5为气体流量计、6.6为曝气头。【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明:SBR利用污泥内碳源处理城市生活污水深度脱氮除磷的装置设有污泥发酵罐1、发酵液分离池2、发酵液脱氮除磷池3、碳源储备箱4、城市污水箱5、厌氧/好氧/缺氧SBR反应器6。
[0026]所述污泥发酵罐I为一密闭池体，设有第一搅拌器1.1，第一 pH探头1.2，通过排泥管与发酵液分离池2连接；
[0027]所述发酵液分离池2通过排发酵液管与发酵液脱氮除磷池3连接；
[0028]所述发酵液脱氮除磷池3设有第二搅拌器3.1，通过排液管与碳源储备箱4连接；
[0029]所述碳源储备箱4为一密闭箱体，通过第一进水泵4.1与厌氧/好氧/缺氧SBR反应器6连接；
[0030]所述城市污水箱5通过第二进水泵5.1与厌氧/好氧/缺氧SBR反应器6连接；[0031 ] 所述厌氧/好氧/缺氧SBR反应器6为一敞开反应器，设有第二 pH探头6.1，溶解氧探头6.2，第三搅拌器6.3，通过空压机6.4、气体流量计6.5、曝气头6.6组成的曝气系统对厌氧/好氧/缺氧SBR反应器进行充氧，通过污泥管与污泥发酵罐I连接。
[0032]试验采用北京工业大学家属区生活污水作为原水，具体水质如下:COD浓度为120-200mg/L NHl —N 浓度为 50_67mg/L，NO -N≤0.5mg/L, NO; -N ≤ 0.5mg/L。试验
系统如图1所示，各反应器均采用有机玻璃制成，SBR有效体积为30L，污泥发酵罐有效体积4L。
[0033]具体操作如下:
[0034]I)启动阶段:接种脱氮除磷污泥至SBR，控制污泥浓度在2000mg/L ;将浓度为6000mg/L的剩余污泥加入至污泥发酵罐厌氧搅拌，控制发酵pH在9-10，温度25_30°C。
[0035]2)运行阶段:
[0036]污泥发酵罐:控制污泥停留时间SRT在8d，进泥浓度在6000mg/L，进泥体积为500mL，发酵pH在9-10，温度在25_30°C，根据SRT每天排放500mL的发酵混合物至发酵液分离池进行泥水分离，分离后的上层发酵液进入发酵液脱氮除磷池，向其中投加镁盐和磷酸盐使Mg:P:N=1.2:0.8:1，去除发酵液中的氨氮和磷，之后富含短链脂肪酸的发酵液进入碳源储备箱中供厌氧/好氧/缺氧SBR反应器使用。
[0037]厌氧/好氧/缺氧SBR反应器:启动第二水泵将12L城市污水打入反应器，首先厌氧搅拌lh，接着好氧搅拌2h，控制溶解氧浓度在2-4mg/L，然后停止曝气，在线监测反应器中 NO; -N 和 NO; -N 的浓度，根据 IgNO; -N 需 1.72gC0D，Ig NO3 -N 需 2.85gC0D 的关系，通过第二水泵将碳源储备箱中的发酵液输入反应器中，继续搅拌1.5h，然后静置30min后排水，最后闲直lh。控制排水比在0.4,反应器中污泥浓度在2000mg/L,污泥龄在12d,排出的污泥作为污泥发酵罐的污泥来源。
[0038]试验结果表明:运行稳定后，SBR出水COD浓度为36_53mg/L，NH4 -N浓度0.3-0.7mg/L，NO； -N 浓度为 0.3-0.7mg/L，NO; -N 浓度为 0.2-0.8mg/L，PO43^-P 浓度为
0.2-0.4mg/L ;污泥发酵产酸量在800-1000mg/L，污泥减量30%。
【权利要求】
1.SBR利用污泥内碳源处理城市生活污水深度脱氮除磷的装置，其特征在于设有污泥发酵罐(I)、发酵液分离池(2)、发酵液脱氮除磷池(3)、碳源储备箱(4)、城市污水箱(5)、厌氧/好氧/缺氧SBR反应器(6); 所述污泥发酵罐(I)为一密闭池体，设有第一搅拌器(1.1 )，第一 pH探头(1.2)，通过排泥管与发酵液分离池(2)连接； 所述发酵液分离池(2)通过排发酵液管与发酵液脱氮除磷池(3)连接； 所述发酵液脱氮除磷池(3)设有第二搅拌器(3.1)，通过排液管与碳源储备箱(4)连接； 所述碳源储备箱(4)为一密闭箱体，通过第一进水泵(4.1)与厌氧/好氧/缺氧SBR反应器(6)连接； 所述城市污水箱(5 )通过第二进水泵(5.1)与厌氧/好氧/缺氧SBR反应器(6 )连接； 所述厌氧/好氧/缺氧SBR反应器(6)为一敞开反应器，设有第二 pH探头(6.1 )，溶解氧探头(6.2)，第三搅拌器(6.3)，通过空压机(6.4)、气体流量计(6.5)、曝气头(6.6)组成的曝气系统对厌氧/好氧/缺氧SBR反应器进行充氧，通过污泥管与污泥发酵罐(I)连接。
2.根据权利要求1所述装置进行深度脱氮除磷的方法，其特征在于包含以下内容: O启动阶段:接种脱氮除磷污泥至厌氧/好氧/缺氧SBR反应器，控制污泥浓度在1500-2500mg/L ;将浓 度为6000-8000mg/L的剩余污泥加入至污泥发酵罐厌氧搅拌，控制发酵 pH 在 9-10，温度 25-30 0C ； 2)运行阶段: 污泥发酵罐:控制污泥停留时间SRT在6-8d，进泥浓度在6000-8000mg/Lmg/L，发酵pH在9-10，温度在25-30°C，根据SRT排放发酵混合物至发酵液分离池进行泥水分离，分离后的上层发酵液进入发酵液脱氮除磷池，根据发酵液脱氮除磷池中氨氮和磷的含量，向其中投加镁盐和磷酸盐，使Mg:P:N摩尔比=1.2:0.8:1以去除发酵液中的氨氮和磷，之后富含短链脂肪酸的发酵液进入碳源储备箱中供厌氧/好氧/缺氧SBR反应器使用； 厌氧/好氧/缺氧SBR反应器:城市污水进入后，首先厌氧搅拌，接着好氧搅拌，控制溶解氧浓度在2-4mg/L，然后停止曝气并将碳源储备箱中的发酵液输入反应中继续搅拌，然后静置排水，最后闲置；控制排水比在0.4-0.6，反应器中污泥浓度在1500-2500mg/L，污泥龄在10-15d，排出的污泥作为污泥发酵罐的污泥来源。
【文档编号】C02F3/28GK103663681SQ201310687338
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月15日 优先权日:2013年12月15日
【发明者】彭永臻, 袁悦, 王淑莹 申请人:北京工业大学