短程硝化耦合双sbr反硝化除磷的装置与方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及短程硝化耦合双SBR反硝化除磷的装置与方法，属于污水生物处理技 术领域。
【背景技术】
[0002] 在传统生物同时脱氮除磷系统中，生物脱氮和除磷是分别由污泥中同时存在的硝 化菌、反硝化菌和聚磷菌等菌群完成的，因此，传统脱氮除磷工艺存在一些缺陷。一方面，由 于这些菌群的世代期不同，工艺设计中为了满足硝化菌的世代期的需要，一般采取较长的 污泥龄，而这影响了生物除磷的效果；另一方面，反硝化菌与聚磷菌存在着对碳源的竞争， 一般城市污水中的BOD不能同时满足两者对碳源的需要，因此，不能同时取得较好的脱氮 除磷效果。而反硝化除磷技术，实现了"一碳两用"，克服了传统脱氮除磷工艺碳源不足的缺 点，而且吸磷在缺氧段完成，可节省曝气所需要的能源，剩余污泥量也大大降低。另外，反硝 化除磷工艺采用将硝化菌与反硝化除磷菌分开的双污泥系统，两者可以采用适宜细菌自身 特点的污泥龄，从而可以取得较好的脱氮和除磷效果。
[0003] 然而为实现反硝化除磷，就需要有硝态氮或亚硝态氮作为反应的电子受体。而短 程硝化与全程硝化相比，可节省25%的供氧量，反应时间短，在实际运行中可减少投资与运 行费用。
[0004] 采用活性污泥法不易稳定控制短程硝化，而生物膜是附着式生长，适合培养世代 周期较长的硝化类菌种，此外，生物膜具有一定厚度，膜内部容易形成缺氧环境，使得氨氮 不易转化为硝态氮，利于亚硝态氮的积累，易于实现短程硝化。
[0005] 反硝化除磷颗粒污泥具有良好的沉降性能和抗冲击负荷的能力，同时，由于颗粒 污泥的原因，污水中钙、镁、铁等金属元素容易和磷产生磷酸盐沉淀固化于颗粒污泥内，有 利于磷的去除。
【发明内容】
[0006] 本发明针对当前生活污水C/N低，传统脱氮除磷工艺脱氮除磷效果不好，能耗大 等问题，将短程硝化与反硝化除磷技术相耦合，可实现氮磷的同步深度去除。
[0007] 短程硝化耦合双SBR反硝化除磷的装置，其特征在于：包括原水水箱（1)、A 2/ 0-SBR 反应器（I)、A2/〇-SBR 反应器（II)、N-SBR 反应器（III);所述 A2/〇-SBR 反应器（I) 与A2/〇-SBR反应器（II)均设有搅拌器和曝气装置；所述N-SBR反应器（III)内设有曝气 盘（16)和生物填料（17)，主要作用是进行短程硝化；所述生物填料呈圆柱状，材质为碳纤 维，比表面积为1000~1500m 2/m3,孔隙率大于95% ;原水泵I (2)连接原水水箱⑴与A2/ 0-SBR反应器（I)，原水泵11(3)连接原水水箱⑴与A2/〇-SBR反应器（II) ;N-SBR进水 泵I (4)与回流泵I (5)均连接A2/〇-SBR反应器（I)与N-SBR反应器（III) ;N-SBR进水泵 11(6)与回流泵11(7)均连接A2/〇-SBR反应器⑴与N-SBR反应器（III)。
[0008] 短程硝化耦合双SBR反硝化除磷的方法，主要包括以下步骤：
[0009] 1)原水由原水水箱（1)经原水泵1(2)进入A2/〇-SBR反应器（I)，进水结束后，搅 拌器I (8)开始搅拌，反硝化聚磷菌利用原水中的有机物合成PHA，同时进行厌氧释磷反应。 控制搅拌器转速为30~50r/min，避免转速过快破坏反硝化除磷颗粒污泥，反应时间2~ 2. 5h ；
[0010] 2)厌氧反应结束后，静置沉淀0. 5h，上清液通过N-SBR进水泵I (4)进入N-SBR 反应器（III)，进水结束后，气泵II 1(12)开启，通过气体流量计II 1(15)控制DO为1.0~ 2. 5mg/L，进行短程硝化，反应时间2~3h，氨氮转化为亚硝态氮，反应结束后静置沉淀 0. 5h，通过回流泵I (5)将硝化液注入A2/〇-SBR反应器（I)，通过排水阀I (18)与排水阀 III (20)调整硝化液回流比为0. 6~0. 8 ;
[0011] 3) N-SBR反应器（III)内设有生物填料（17)，填充率25 %~35 %，氨氮负荷0. 3~ 0. 4kg/m3/d，通过曝气盘（16)曝气，控制DO为1. 0~2. 5mg/L使填料流化，完成短程硝化 反应；
[0012] 4)硝化液回流至A2/〇-SBR反应器（I)，反硝化聚磷菌以其中的亚硝态氮为电子受 体，以厌氧段合成的PHA为电子供体，进行缺氧反硝化除磷反应，反应时间3~4h;
[0013] 5)缺氧反应3~4h后，气泵1(10)开启，曝气0.5~lh吹脱反硝化阶段产生的氮 气，通过气体流量计I (13)控制DO为2. 5~3. 5mg/L;
[0014] 6)曝气结束后，气泵1(10)关闭，静置沉淀0.5h，上清液经最终出水阀1(21)排 出，剩余污泥经排泥阀I (23)排出，控制污泥龄15~18d，污泥浓度2500~3000mg/L ;
[0015] 70-581?反应器（111)反应2~311，硝化液回流至六2/〇-581?反应器（1)后，八 2/ 0-SBR反应器（II)启动，原水经原水泵11(3)进入，进水结束后，搅拌器11(9)开始搅拌， 进行厌氧释磷反应，2~2. 5h后反应结束，静置沉淀0. 5h，上清液通过N-SBR进水泵II (6) 进入N-SBR反应器（III)，进行短程硝化，2~3h后反应结束，静置沉淀0. 5h后硝化液经回 流泵II (7)回流，进行反硝化除磷反应，3~4h后反应结束，气泵II (11)开启，曝气0. 5~ lh，通过气体流量计II (14)控制DO为2. 5~3. 5mg/L，吹脱反硝化阶段产生的氮气，曝气结 束后，气泵II (11)关闭，静置沉淀0. 5h，上清液经最终出水阀II (22)排出，剩余污泥经排泥 阀11(24)排出，A2/〇-SBR反应器（II)启动后即与A2/〇-SBR反应器⑴重复以上运行方式 不断运行。
[0016] 短程硝化耦合双SBR反硝化除磷的装置与方法，具有下列优点：
[0017] 1)将硝化菌与反硝化聚磷菌分开，创造适合两种细菌各自生长的环境，有利于深 度脱氮除磷。
[0018] 2)反硝化除磷"一碳两用"，节省碳源。
[0019] 3)反硝化除磷污泥为颗粒污泥，具有良好的沉降性能和抗冲击负荷能力，同时由 于颗粒污泥的原因，污水中钙、镁、铁等金属元素容易和磷产生磷酸盐沉淀固化于颗粒污泥 内，有利于磷的去除。
[0020] 4)采用生物膜法实现短程硝化，硝化效率高，且处理效果稳定。
[0021] 5)短程硝化缩短了反应时间，节省曝气量。
[0022] 6)采用两个A2/〇-SBR反应器，降低了 N-SBR反应器的闲置率，同时增大了污水处 理量。
[0023] 7)工艺简洁，布置紧凑，适合处理低C/N生活污水。
[0024] 8)污泥产率低，可降低运行成本。
【附图说明】
[0025] 图1为短程硝化耦合双SBR反硝化除磷装置图，图2为反应器一个周期运行模式 图。
[0026]图 1 中：I-A2/〇-SBR 反应器；II-A2/〇-SBR 反应器；III-N-SBR 反应器；1-原水水 箱；2-原水泵I ;3_原水泵II ;4-N-SBR进水泵I ;5_回流泵I ;6-N-SBR进水泵II ;7_回流 泵II ;8_搅拌器I ;9_搅拌器II ;10_气泵I ;11_气泵II ;12_气泵III ;13_气体流量计I; 14-气体流量计II ; 15-气体流量计III ; 16-曝气盘；17-生物填料；18-排水阀I ; 19-排 水阀II ;20_排水阀III ;21_最终出水阀I ;22_最终出水阀II ;23_排泥阀I ;24_排泥阀 II。
【具体实施方式】
[0027] 下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方案。
[0028]1.如图1所示，短程硝化耦合双SBR反硝化除磷的装置，主要包括原水水箱（1)、 A2/〇-SBR反应器（I)、A2/〇-SBR反应器（II)、N-SBR反应器（III)。反应器主体均由有机玻 璃制成，有效容积15L。其中，两个A 2/〇-SBR反应器均设有搅