分质排泥方法、分质排泥系统及其应用与流程

本发明涉及污水处理，具体涉及一种分质排泥方法、分质排泥系统及其应用。

背景技术：

1、近年来，一些高效节能的生物脱氮工艺被逐渐开发，其中，厌氧氨氧化可在不加碳源的条件下实现自养脱氮，被称为迄今为止最高效的生物脱氮技术。由于实际废水中不含亚硝氮，因此短程硝化-厌氧氨氧化（pn/a）组合工艺常被应用于总氮的去除。

2、在目前的脱氮工艺中，短程硝化-厌氧氨氧化过程中起主要作用的是两种细菌，一种是氨氧化菌（简称aob），发生短程硝化作用，将水中的氨氮转化并生成亚硝氮，另一种是厌氧氨氧化菌（简称anaob，俗称红菌），是氨氮和亚硝氮转化为氮气，进而实现水中氮素污染物的脱除。

3、在短程硝化-厌氧氨氧化一体化的反应体系中，脱氮反应的正常进行依赖于两者的协同作用。然而，这两种菌的生长速率是不一致的，其中aob的生长速率相对较快，倍增时间一般在5-10天左右，而anaob的生长速率较慢，倍增时间一般在20-30天左右。而aob的生长速率快于anaob，长期会导致系统的运行不稳定。这是因为aob将氨氮转化为亚硝氮，而这部分亚硝氮来不及被anaob消耗掉时，会导致亚硝氮积累，而较高浓度的游离亚硝酸会对anaob的生长产生抑制作用，由此会导致整个短程硝化-厌氧氨氧化系统崩溃。

4、因此，需要在短程硝化-厌氧氨氧化脱氮过程中将生长较快的aob排出，保留生长缓慢的anaob，从而平衡体系中aob与anaob的比例，实现系统的连续稳态运行。公开号为cn115893662a的中国专利申请公开了一种基于双短程厌氧氨氧化联合污泥发酵实现污水处理厂主流及侧流污水深度脱氮的装置与方法，其考虑到短程硝化菌和厌氧氨氧化菌的生长速率不同，因此在短程硝化-厌氧氨氧化反应池后加入了短程反硝化-厌氧氨氧化耦合污泥原位发酵单元，将短程反应池中的污泥排入到发酵单元，并通过控制发酵单元中的回流比来控制反应池中的短程硝化菌和厌氧氨氧化菌的比例，从而控制反应池中体系平衡。

5、除此之外，现有技术中对于厌氧氨氧化菌与其他菌群污泥的分离，通常还会采用水力筛过滤器分离。但这种方式效率低下，难以在大规模污水处理中实现自动化运行。

6、另外，在水处理过程中，通常不同的污泥由于沉淀速率不同，在体系中会有不同的性质和状态，因此，根据不同污泥的性质排出不同的污泥，能够良好的调控体系中污泥之间的比例。现有技术中，多采用提高生物反应器对污泥的持留能力的方法来解决上述问题，然而，这样很难调控反应器内aob和anaob的比例，且过程繁琐复杂，需要多级程序配合，运行成本高，这两种污泥比例调控不准确。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供一种分质排泥方法、分质排泥系统及其应用。能够根据不同污泥的不同性质进行排泥，将含有因快速生长而具有较高比例的aob的污泥排出，而保留因生长缓慢而具有相对较低比例的anaob的污泥，从而维持两种菌群比例在适宜的范围，使得体系中亚硝氮的生成速率与anaob消耗亚硝氮的速率相同，从而保证体系稳定。

2、本发明的第一方面提供了一种分质排泥方法，所述方法包括：

3、步骤s1、在泥水分离装置中形成环流沉淀区；

4、步骤s2、调节所述环流沉淀区内混合液的上升流速，在所述环流沉淀区内形成第一沉降段和第二沉降段，其中第一沉降段位于第二沉降段的上方；

5、步骤s3、所述环流沉淀区中沉降速率小于上升流速的污泥进入第一沉降段，所述环流沉淀区中沉降速率大于上升流速的污泥进入第二沉降段；

6、步骤s4、排出进入到所述第一沉降段中的污泥；

7、步骤s5、将所述第一沉降段中排出的污泥进行二次沉降；

8、步骤s6、将二次沉降后的污泥的上清液回流至所述环流沉淀区，通过调整所述上清液的回流速率从而对所述环流沉淀区的上升流速进行调整。

9、进一步地，步骤s5中，通过排泥回流装置将进入到所述第一沉降段的污泥排出，所述排泥回流装置包括排泥管、排泥桶和回流管。

10、进一步地，所述回流管上设有回流泵，用以调整所述上清液的回流速率。

11、根据本发明的第二方面提供了一种分质排泥系统，所述分质排泥系统包括：

12、泥水分离装置，所述泥水分离装置中形成有环流沉淀区，通过调节所述环流沉淀区内混合液的上升流速从而在所述环流沉淀区内形成第一沉降段和第二沉降段，其中所述第一沉降段位于所述第二沉降段的上方；以及

13、排泥回流装置，用于排出进入到所述第一沉降段中的污泥。

14、进一步地，所述排泥回流装置包括：

15、排泥管，所述排泥管用于排出进入到所述第一沉降段中的污泥；

16、排泥桶，用于将所述排泥管排出的污泥进行二次沉降；

17、回流管，用于将所述二次沉降后的上清液回流至所述环流沉淀区；

18、所述排泥管的一端开设在所述泥水分离装置的侧壁上，并对应所述第一沉降段的区域，其另一端连通至所述排泥桶的下部；

19、所述回流管的一端开设在所述泥水分离装置的侧壁上，并位于所述第二沉降段的下方，其另一端连通至所述排泥桶的上部，并且所述回流管上设有回流泵。

20、进一步地，所述泥水分离装置内的中部上方还设置有脱气装置。

21、进一步地，所述分质排泥系统还包括控制设备，所述控制设备包括控制器、控制电路和设置在所述泥水分离装置中的污泥浓度监测器，所述控制器通过所述控制电路连接所述污泥浓度监测器，并通过所述控制电路连接所述回流泵。

22、根据本发明的第三方面提供了一种前述第二方面的分质排泥系统在一体式短程硝化-厌氧氨氧化反应器中的应用。

23、如前所述，氨氧化菌（简称aob）生长速度快导致体系中的亚硝氮浓度升高速率加快，而亚硝氮浓度过高会抑制anaob的生长，导致氨氮和过多的亚硝氮无法被转化成氮气，这样会使得水处理装置无法稳定高效脱氮。因此，需要在脱氮的过程中，按照一定的周期将生长速率较快的aob污泥排出，并保留anaob污泥。试验证明，在使用aob和anaob的水处理过程中发现这两种菌在反应器中的形态是不同的，aob在体系中通常以絮状污泥的形式存在，沉降速率慢，而anaob容易颗粒化，通常以颗粒污泥的形式存在，沉降速率快。由此，可以根据两种菌的沉降性能差异，来选择性地排出aob，同时将anaob保留在反应器内，从而调控系统内污泥比例。

24、本发明提供了一种分质排泥方法、分质排泥系统及其应用。本发明的分质排泥方法直接在泥水分离装置中环流沉淀区，通过调节环流沉淀区内混合液的上升流速，形成不同的沉降段，即根据污泥的不同性质，实现污泥的分质沉降，使沉降速率慢的污泥进入第一沉降段，而沉降速率较快的污泥快速沉淀进入第二沉降段。随后将不同沉降段中的污泥采用不同的方式排出，能够自行调控泥水分离装置中的不同污泥比。将排出的污泥进行二次沉淀后，将上清液回流至泥水分离装置中，进而调控环流沉淀区的上升流速，继续保持不同污泥的不同状态。由此，通过一个装置实现了排泥、二次沉淀、回流和环流沉淀区内上升流速调控多方面的功能，方法简单，便于控制。

25、本发明的分质排泥系统能够通过自动控制系统，检测反应池内污泥浓度的变化，自动控制排泥周期，保证水处理装置中的aob与anaob的比例稳定，通过泥水分离装置和排泥回流装置配合，特别设定了回流管23和排泥管21的位置，无需外设其他调节装置即可实现上升流速的控制。通过控制设备管理，能够自动运行，无需人工手动排泥，提高了系统运行的稳定性。

26、此外，本发明的分质排泥系统可以应用在短程硝化-厌氧氨氧化反应器中，该短程硝化-厌氧氨氧化反应器能够连续稳定运转，减少了人力成本，大大提高了经济效益，并且能够有效提高污水的脱氮效率。