一种耦合反硝化除磷和短程硝化的方法
【专利摘要】一种耦合反硝化除磷和短程硝化的控制方法属于市政污水处理领域。原水首先进入（A/A/O）-SBR反应器，发生厌氧阶段的吸碳合成PHA和释磷反应，控制ORP=-30～-240mv，DO≤0.2mg/L然后注入来自N-SBR的含有NO2-的硝化回流液液发生缺氧反硝化除磷反应，控制ORP=-90～-210mv，DO≤0.2mg/L，此阶段根据厌氧释磷情况调整硝化回流液流量大小。反应完全后进行短暂曝气吹脱氮气和好氧吸磷，控制DO=2-3mg/L，然后静止沉淀，排水进入N-SBR反应器进行好氧曝气，此过程通过pH曲线上“氨谷”和DO曲线上“氨氮跃升点”将硝化控制在短程阶段，反应结束后静沉，上清液一部分回流，另一部分排放，排放的水量等于系统最初进水量。本发明应用反硝化除磷理论和短程硝化理论技术，节能降耗，适合低C/N比生活污水，达到同步深度脱氮除磷效果。
【专利说明】一种耦合反硝化除磷和短程硝化的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种耦合反硝化除磷和短程硝化的方法，属于污水处理【技术领域】【背景技术】
[0002]全球水污染控制与治理方面，有机物污染得到有效控制，氮磷等营养元素引起的富营养化问题日益严重，成为水污染治理的重点和难点。污水的生物处理法因为经济高效等原因被广泛的应用于各种污水处理设施中，然而由于硝化菌、反硝化菌和聚磷菌在泥龄、碳源竞争等方面存在矛盾等原因，传统的污水处理工艺及技术很难达到同步的深度脱氮除磷。
[0003]反硝化除磷理论的提出及深入研究，为污水的生物脱氮除磷领域开辟了新的方法和思路，使得氮磷可以在同一反应器中同步得到去除，解决了低C/N比生活污水碳源不足的问题。反硝化除磷技术的实现是通过厌氧/缺氧交替条件下不断富集DPAOs，它能在厌氧条件下利用原水中VFAs合成内碳源PHA，而在缺氧条件下，分解PHA并以硝酸盐为电子受体过量吸磷。
[0004] 而短程硝化理论和技术则具有以下优点:(1)氨氧化阶段可减少25%的供氧量；
(2)与缺氧反硝化除磷技术相结合，可节省50%的碳源；(3)具有较高的硝化率，反应时间短，反应器容积可以将少30~40%。(4)减少C02排放，并具有显著的污泥减量效果。
【发明内容】
[0005]一种耦合反硝化除磷和短程硝化的控制方法，利用实时过程控制技术对反应进行优化调控，并能够减少曝气能耗以及解决碳源不足等问题，同时实现氮磷的同步深度去除。
[0006]本发明提供的是一种耦合反硝化除磷和短程硝化的方法，装置主要包括原水水箱
(1)、(A/A/0 ) -SBR 反应器(2 )、N-SBR 反应器(3 )、PLC 控制箱(19 )、上位机 PC (20 )。
[0007]该方法包括以下步骤:
[0008](1)原水由原水水箱(1)经原水泵(4)进入(A/A/0)-SBR反应器(2)，进水结束后，搅拌器(12)开始搅拌，DPA0S利用原水中的VFAs合成内碳源PHAs，同时释磷，控制0RP=-30 ~-240mv, DO ( 0.2mg/L,控制 0RP=_30 ~-240mv, DO ( 0.2mg/L,充水比 0.2，反应时间1.5-2h，此过程除掉大部分C0D。
[0009](2)厌氧段结束后，通过回流泵(6)注入来自N-SBR反应器(3)的硝化液，DPAOs以其中含有的N02_为电子受体，以厌氧阶段贮存的PHA作为电子供体，发生缺氧反硝化除磷反应，控制 0RP=-90 ~-210mv，D0 ( 0.2mg/L，控制 0RP=_90 ~_210mv，D0 ( 0.2mg/L，充水比0.4，反应时间4-5h，此阶段可以根据厌氧释磷情况调整反应时间和充水比。
[0010](3)缺氧段反应结束后，气泵(10)开启，通过气量流量计(14)调节气量进行短暂曝气，去除剩余磷以及吹脱反硝化阶段产生的氮气，控制D0=2-3mg/L，反应时间30min。
[0011](4)曝气结束后，关闭气泵(10)，静止沉淀30min后进行泥水分离，上清液通过N-SBR进水泵(5)转入N-SBR反应器，同时排泥，控制泥龄10_15d，污泥浓度2800-4000mg/L0[0012](5)气泵(11)开启，通过气体流量计(15)调节曝气量，控制D0=2_4mg/L，并同时开启搅拌器(13)使混合液搅拌均匀，通过pH (16)探头和D0探头(17)将信号传给PLC控制箱(19)和上位机PC (20)，当PH曲线上出现“氨谷”，D0曲线上出现“氨氮突越点”时停止曝气，将硝化控制在短程阶段，氨氮转化为N02_，然后静沉，上清液一部分(排水比0.4)通过回流泵(6)注入(A/A/0) -SBR反应器的缺氧阶段为其反硝化除磷提供N02_，一部分(排水比0.2)通过排水阀(7)排放，同时排泥，控制污泥龄15-25d，污泥浓度2800-4000mg/L。
[0013]一种耦合反硝化除磷和短程硝化的装置和方法，具有以下6个优点:
[0014](1)反硝化除磷实现“一碳两用”，节省碳源，适合低C/N比生活污水
[0015](2)创造聚磷菌和硝化菌各自的最佳生长环境，有利于深度脱氮除磷
[0016](3)聚磷污泥为颗粒污泥，沉降性能好，泥水分离效果好
[0017](4) SBR反应器运行方式灵活，有利于实时过程控制。
[0018](5)短程硝化可节省曝气能耗和减少C02排放。
[0019](6)具有显著的污泥减量效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为耦合反硝化除磷和短程硝化的装置，图2为耦合反硝化除磷和短程硝化的工艺流程，图3为一个周期运行模式图。
[0021]图1 中:1-原水水箱；2- (A/A/0) -SBR ;3-N_SBR ；4~ 原水泵;5-N_SBR 进水泵；6-回流泵；7_排水阀；8_排泥阀；9_排泥阀；10_气泵；11_气泵；12_搅拌器；13_生物填料；14-气体流量计；15-气体流量计；16-pH在线监测仪17-D0在线监测仪；18_0RP在线监测仪；19-PLC控制箱；20_上位机PC。
【具体实施方式】
[0022]结合图1、2、3详细说明本发明的实施方案
[0023]1.一种耦合反硝化除磷和短程硝化的装置，主要包括原水水箱(1 )、(A/A/0) -SBR反应器(2)、N-SBR反应器(3)、PLC控制箱(19),上位机PC (20)
[0024]2.一种耦合反硝化除磷和短程硝化的方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0025](1)原水由原水水箱(1)经原水泵(4)进入(A/A/0)-SBR反应器(2)，进水结束后，搅拌器(12)开始搅拌，DPA0S利用原水中的VFAs合成内碳源PHAs，同时释磷，控制0RP=-30 ~-240mv, DO ( 0.2mg/L,控制 0RP=_30 ~-240mv, DO ( 0.2mg/L,充水比 0.2，反应时间1.5-2h，此过程除掉大部分C0D。
[0026](2)厌氧段结束后，通过回流泵(6)注入来自N-SBR反应器(3)的硝化液，DPAOs以其中含有的N02_为电子受体，以厌氧阶段贮存的PHA作为电子供体，发生缺氧反硝化除磷反应，控制 0RP=-90 ~-210mv，D0 ( 0.2mg/L，控制 0RP=_90 ~_210mv，D0 ( 0.2mg/L，充水比
0.4，反应时间4-5h，此阶段可以根据厌氧释磷情况调整反应时间和充水比。
[0027](3)缺氧段反应结束后，气泵(10)开启，通过气量流量计(14)调节气量进行短暂曝气，去除剩余磷以及吹脱反硝化阶段产生的氮气，控制D0=2-3mg/L，反应时间30min。
[0028](4)曝气结束后，关闭气泵(10)，静止沉淀30min后进行泥水分离，上清液通过N-SBR进水泵(5)转入N-SBR反应器，同时排泥，控制泥龄10_15d，污泥浓度2800_4000mg/
L0
[0029](5)气泵(11)开启，通过气体流量计(15)调节曝气量，控制D0=2_4mg/L，并同时开启搅拌器(13)使混合液搅拌均匀，通过pH (16)探头和D0探头(17)将信号传给PLC控制箱(19)和上位机PC (20)，当PH曲线上出现“氨谷”，D0曲线上出现“氨氮突越点”时停止曝气，将硝化控制在短程阶段，氨氮转化为N02_，然后静沉，上清液一部分(排水比0.4)通过回流泵(6)注入(A/A/0) -SBR反应器的缺氧阶段为其反硝化除磷提供N02_，一部分(排水比
0.2)通过排水阀(7)排放，同时排泥，控制污泥龄15-25d，污泥浓度2800-4000mg/L。
[0030]
[0031]以北京某高校家属区生活污水为处理对象，考察了此系统的脱氮除磷性能。
[0032]实验期间进出水水质和运行参数如下(均值)
[0033]
【权利要求】
1.一种耦合反硝化除磷和短程硝化的方法，所用装置包括原水水箱(1)、(Α/Α/0)-SBR反应器(2)、N-SBR反应器(3)、PLC控制箱(19)和上位机PC (20);包括以下步骤:(1)原水由原水水箱(1)经原水泵(4)进入(A/A/0)-SBR反应器(2)，进水结束后，搅拌器(12)开始搅拌，DPAOS利用原水中的VFAs合成内碳源PHA，同时释磷，控制0RP=-30 ~-240mv, DO ( 0.2mg/L,充水比 0.2，反应时间 1.5_2h ；(2)厌氧段结束后，通过回流泵(6)注入来自N-SBR反应器(3)的硝化液，DPAOs以其中含有的N02_为电子受体，以厌氧阶段贮存的PHA作为电子供体，发生缺氧反硝化除磷反应，控制 0RP=-90 ~-210mv, DO ( 0.2mg/L,充水比 0.4，反应时间 4_5h ； (3)缺氧段反应结束后，气泵(10)开启，通过气量流量计(14)调节气量进行短暂曝气，控制D0=2-3mg/L，反应时间30min去除剩余磷以及吹脱反硝化阶段产生的氮气；(4)曝气结束后，关闭气泵(10)，静止沉淀30min后进行泥水分离，上清液通过N-SBR进水泵(5)转入N-SBR反应器，同时排泥，控制泥龄10-15d，污泥浓度2800-4000mg/L ；(5)气泵(11)开启，通过气体流量计(15)调节曝气量，控制D0=2-4mg/L，通过pH(16)探头和DO探头(17)将信号传给PLC控制箱(19)和上位机PC (20)，当pH曲线上出现“氨谷”，DO曲线上出现“氨氮突越点”时停止曝气，将硝化控制在短程阶段，氨氮转化为N02_，，上清液一部分其排水比为0.4，通过回流泵(6)注入(A/A/0)-SBR反应器的缺氧阶段为其反硝化除磷提供N02_，上清液另一部分，排水比为0.2，通过排水阀(7)排放，同时排泥，控制污泥龄 15-25d，污泥浓度 2800-4000mg/L。
【文档编号】C02F9/14GK103708682SQ201310745996
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】彭永臻, 赵伟华, 贾方旭, 王聪, 王淑莹 申请人:北京工业大学