一种sbr反硝化除磷同步内源短程反硝化厌氧氨氧化的装置和方法
【专利摘要】一种SBR反硝化除磷同步内源短程反硝化厌氧氨氧化的装置和方法，属于污水生物处理领域。装置主要包括有城市污水原水箱、厌氧/缺氧SBR、中间水箱、全程硝化SBR、鼓风曝气机、出水箱。低C/N的城市污水首先进入厌氧/缺氧SBR，PAOs进行厌氧释磷，同时利用原水中的COD储存为内碳源PHA。厌氧/缺氧SBR反硝化聚磷菌以生物絮体的形式存在，污泥龄长的短程反硝化菌和厌氧氨氧化菌以生物膜的方式生长在反应器填料中，SBR通过定期排放絮体污泥实现除磷，避免了不同菌种对污泥龄的竞争。该发明能够高效去除低C/N城市污水的N、P、COD，无需外加碳源；避免了短程硝化难以稳定获得NO2?的问题，为含NO3?和P的废水提供了新的处理方式。
【专利说明】
一种SBR反硝化除磷同步内源短程反硝化厌氧氨氧化的装置和方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种SBR反硝化除磷同步内源短程反硝化厌氧氨氧化的装置和方法，属于污水生物处理技术领域。
【背景技术】
[0002]水体富营养化问题日益得到全世界的关注，而导致水体富营养化的直接原因是N、P元素过度排放到水体中，因此污水脱氮除磷成了一个研究热点。我国污水处理主要存在的技术难题有:污水碳源不足，氮磷去除效率不高，污水处理厂处理费用高，出水达不到一级A等问题。
[0003]荷兰Delft大学在20世纪末开发了一种污水生物处理的新工艺一一厌氧氨氧化(Anammox)。順4+和N02—在厌氧氨氧化菌的作用下，无需碳源，自养脱氮。相比传统的硝化/反硝化脱氮过程，厌氧氨氧化脱氮大大节省了需氧量且不需要有机物，大大降低反应成本。此夕卜，厌氧氨氧化反应过程中仅产生硝态氮和氮气，没有氧化亚氮的生成，因此没有二次污染。同时污泥产量很低，节省污泥处理费用。由此可见，厌氧氨氧化技术是一种新型的节能、低成本、环境友好型的自养脱氮技术。随着厌氧氨氧化技术的发明，给我国目前污水处理界面临的低碳氮比废水脱氮难、能耗高、污泥产量大等问题带来了曙光。
[0004]但是厌氧氨氧化技术只能脱氮不能够除磷。而且实现厌氧氨氧化的前提是实现稳定的短程硝化，但是亚硝酸盐氧化菌(NOB)不好控制，因此实际情况并不容易实现稳定的亚硝酸盐的积累。经过科研工作者的不懈努力，又发现了短程反硝化厌氧氨氧化技术，而短程反硝化和厌氧氨氧化都是在缺氧的环境中进行。无独有偶，反硝化除磷技术也是在缺氧的条件下进行。因此，就为两种工艺一体化结合提供了可能，这样就既能除磷又能脱氮，也充分利用了两种工艺的优点。这也为含硝酸盐和磷的废水提供了一种新的处理思路。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种SBR反硝化除磷同步内源短程反硝化厌氧氨氧化的装置和方法，解决目前污水处理碳源不足，出水不达一级A及其处理费用高等问题，实现稳定的脱氮除磷。厌氧/缺氧SBR(2)先厌氧搅拌将COD储存为内碳源PHA，避免了之后的好氧段浪费了污水中可贵的碳源，同时厌氧释磷。缺氧段利用内碳源和全程硝化液进行反硝化除磷，同时利用硝态氮和厌氧段储存的内碳源PHA进行短程反硝化得到亚硝态氮，进而亚硝态氮和厌氧/缺氧SBR( 2)中没有排的原水中的氨氮进行厌氧氨氧化反应。更为巧妙的是厌氧氨氧化产生的部分硝态氮又能作为短程反硝化继续去除，因此出水中的硝态氮低于厌氧氨氧化生成的硝态氮浓度。
[0006]一种SBR反硝化除磷同步内源短程反硝化厌氧氨氧化的装置，其特征在于:包括城市污水原水箱(I)、厌氧/缺氧SBR(2)、第一中间水箱(3)、第二中间水箱(4)、全程硝化SBR
(5)、鼓风曝气机(6)、出水箱(7)。其中所述城市污水原水箱(I)通过第一进水栗(1.1)与厌氧/缺氧SBR( 2)相连接，厌氧/缺氧SBR(2)通过第一排水阀(2.4)与第一中间水箱(3)相连接，第一中间水箱(3)通过第二进水栗(5.1)与全程硝化SBR( 5)相连接，全程硝化SBR( 5)通过第二排水阀(5.3)与第二中间水箱(4)相连接，第二中间水箱(4)通过第三进水栗(2.7)与厌氧/缺氧SBR( 2)相连接，厌氧/缺氧SBR( 2)通过第三排水阀(2.5)与出水箱(7)相连接，鼓风曝气机(6)通过进气阀(5.8)与全程硝化SBR( 5)相连接。
[0007]进一步地，所述厌氧/缺氧SBR(2)反应器内置有:第一搅拌桨(2.2)，第一进水阀
(2.1)，第三进水阀(2.3)，第一排水阀(2.4)，第三排水阀(2.5)，第一排泥(取样)阀(2.6)，短程反硝化菌生物膜海绵填料(2.8)，厌氧氨氧化菌生物膜海绵填料(2.9)，填料的体积填充比均为20-30%。
[0008]进一步地，所述全程硝化SBR( 5)反应器内置有:第二搅拌桨(5.6)，曝气头(5.7)第二进水阀(5.4)，第二排水阀(5.3)，第二取样阀(5.2)，第二排泥阀(5.5)，进气阀(5.8)。
[0009]本发明还提供一种SBR反硝化除磷同步内源短程反硝化厌氧氨氧化的方法，包括以下步骤:
[0010]I)反应器启动阶段:厌氧/缺氧SBR接种传统污水处理厂回流污泥，使反应器中污泥浓度为2500?3500mg/L，并接种已经挂好短程反硝化生物膜的海绵填料和已经挂好厌氧氨氧化生物膜的海绵填料。两种填料的填充比均为20-30%。全程硝化SBR接种传统污水厂回流污泥，使反应器中污泥浓度为2500?3500mg/L。
[0011]2)反应器正常运行调控:城市生活污水进入到城市污水原水箱(I)，通过第一进水栗(1.1)城市污水进入到厌氧/缺氧SBR(2)中，进行厌氧搅拌l_2h，沉淀排水，排水比为40-50 %，排水进入到第一中间水箱(3)。厌氧/缺氧SBR(2)富含NH4+的出水接着通过第二进水栗(5.1)进入到全程硝化SBR(5)，曝气3-6h，溶解氧控制在2_8mg/L，沉淀排水，排水比为40-50%，排水进入到第二中间水箱(4)。富含N03-的全程硝化SBR(5)排水通过第三进水栗(2.7)进入到厌氧/缺氧SBR(2)，进行缺氧搅拌2-4h，沉淀排水，排水比为80-85%，最终出水进入出水箱(7)，完成一个周期，接着进行下一个周期。其中厌氧/缺氧SBR(2)絮体污泥污泥龄保持在12-16d。
[0012]一种SBR反硝化除磷同步内源短程反硝化厌氧氨氧化的装置和方法，具有如下优占.V.
[0013]I)有效结合了短程反硝化除磷、短程反硝化厌氧氨氧化工艺的优点，实现了氮和磷的同步去除。
[0014]2)有效利用了污水中的碳源，短程反硝化节省了碳源，无需投加外碳源，节省成本。能够处理低C/N污水。
[0015]3)工艺简单易控，能够稳定实现脱氮除磷。
[0016]4)为含有N03—和P的废水提供了一种新的处理思路。
【附图说明】
[0017]图1为本发明一种SBR反硝化除磷同步内源短程反硝化厌氧氨氧化的装置结构示意图。
[0018]图1中:I为城市污水原水箱、2为厌氧/缺氧SBR、3为第一中间水箱、4为第二中间水箱、5为全程硝化SBR、6为鼓风曝气机、7为出水箱、1.1为第一进水栗、2.1为第一进水阀、2.2为第一搅拌桨、2.3为第三进水阀、2.4为第一排水阀、2.5为第三排水阀、2.6为第一排泥(取样)阀、2.7为第三进水栗、2.8为短程反硝化菌生物膜海绵填料、2.9为厌氧氨氧化菌生物膜海绵填料、5.1为第二进水栗、5.2为第二取样阀、5.3为第二排水阀、5.4为第二进水阀、5.5为第二排泥阀、5.6为第二搅拌桨、5.7为曝气头、5.8为进气阀。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方案。
[0020]如图1所示一种SBR反硝化除磷同步内源短程反硝化厌氧氨氧化的装置，包括城市污水原水箱(I)、厌氧/缺氧SBR(2)、第一中间水箱(3)、第二中间水箱(4)、全程硝化SBR(5)、鼓风曝气机(6)、出水箱(7)。其中所述城市污水原水箱(I)通过第一进水栗(1.1)与厌氧/缺氧SBR( 2)相连接，厌氧/缺氧SBR( 2)通过第一排水阀(2.4)与第一中间水箱(3)相连接，第一中间水箱(3)通过第二进水栗(5.1)与全程硝化SBR( 5)相连接，全程硝化SBR( 5)通过第二排水阀(5.3)与第二中间水箱(4)相连接，第二中间水箱(4)通过第三进水栗(2.7)与厌氧/缺氧SBR( 2)相连接，厌氧/缺氧SBR( 2)通过第三排水阀(2.5)与出水箱(7)相连接，鼓风曝气机
(6)通过进气阀(5.8)与全程硝化SBR( 5)相连接。
[0021 ]所述厌氧/缺氧SBR( 2)反应器内置有:第一搅拌桨(2.2)，第一进水阀(2.1)，第三进水阀(2.3)，第一排水阀(2.4)，第三排水阀(2.5)，第一排泥(取样)阀(2.6)，短程反硝化菌生物膜海绵填料(2.8)，厌氧氨氧化菌生物膜海绵填料(2.9)，填料的体积填充比均为20-30%。
[0022]所述全程硝化SBR(5)反应器内置有:第二搅拌桨(5.6)，曝气头(5.7)第二进水阀
(5.4)，第二排水阀(5.3)，第二取样阀(5.2)，第二排泥阀(5.5)，进气阀(5.8)。
[0023]以北京某大学家属区生活污水，考察系统的脱氮除磷除碳性能，原水具体水质如下:0?浓度为120?26011^/1，冊4+-咐农度为50?7511^/1，勵2—-咐农度〈0.111^/1，勵3—-咐农度〈
0.81^/1，？浓度为5?711^/1，？!1为7?8。试验系统如图1所示，反应器采用有机玻璃制作，厌氧/缺氧SBR(2)和全程硝化SBR(5)，有效容积均为10L。
[0024]具体运行操作如下:
[0025]I)反应器启动阶段:厌氧/缺氧SBR接种传统污水处理厂回流污泥，使反应器中污泥浓度为3200mg/L，并接种已经挂好短程反硝化生物膜的海绵填料和已经挂好厌氧氨氧化生物膜的海绵填料。两种填料的填充比均为20-30%。全程硝化SBR接种传统污水厂回流污泥，使反应器中污泥浓度为3300mg/L。
[0026]2)反应器正常运行调控:城市生活污水进入到城市污水原水箱(I)，通过第一进水栗(1.1)城市污水进入到厌氧/缺氧SBR(2)中，进行厌氧搅拌l_2h，沉淀排水，排水比为40-50 %，排水进入到第一中间水箱(3)。厌氧/缺氧SBR(2)富含NH4+的出水接着通过第二进水栗(5.1)进入到全程硝化SBR(5)，曝气3-6h，溶解氧控制在2_8mg/L，沉淀排水，排水比为40-50%，排水进入到第二中间水箱(4)。富含N03-的全程硝化SBR(5)排水通过第三进水栗(2.7)进入到厌氧/缺氧SBR(2)，进行缺氧搅拌2-4h，沉淀排水，排水比为80-85%，最终出水进入出水箱(7)，完成一个周期，接着进行下一个周期。厌氧/缺氧SBR(2)和全程硝化SBR(5)污泥浓度均保持在2500?3500mg/L，其中厌氧/缺氧SBR(2)絮体污泥污泥龄保持在12-16d。
[0027]在该运行条件下，最终出水平均(:00、冊4+4、腸2--^_3-4、了^了？分别为36.32mg/L、1.64mg/L、1.73mg/L、3.26mg/L、6.63mg/L、0.214mg/L。出水各水质指标均达至Ij
一级A标准。
[0028]以上是本发明的具体实施例，便于该技术领域的技术人员能更好的理解和应用本发明，但本发明的实施不限于此，因此该技术领域的技术人员对本发明所做的简单改进都在本发明保护范围之内。
【主权项】
1.一种SBR反硝化除磷同步内源短程反硝化厌氧氨氧化的装置，其特征在于:包括城市污水原水箱(I)、厌氧/缺氧SBR(2)、第一中间水箱(3)、第二中间水箱(4)、全程硝化SBR(5)、鼓风曝气机(6)和出水箱(7);其中所述城市污水原水箱(I)通过第一进水栗(1.1)与厌氧/缺氧SBR( 2)相连接，厌氧/缺氧SBR( 2)通过第一排水阀(2.4)与第一中间水箱(3)相连接，第一中间水箱(3)通过第二进水栗(5.1)与全程硝化SBR( 5)相连接，全程硝化SBR( 5)通过第二排水阀(5.3)与第二中间水箱(4)相连接，第二中间水箱(4)通过第三进水栗(2.7)与厌氧/缺氧SBR(2)相连接，厌氧/缺氧SBR( 2)通过第三排水阀(2.5)与出水箱(7)相连接，鼓风曝气机(6)通过进气阀(5.8)与全程硝化SBR( 5)相连接； 所述厌氧/缺氧SBR(2)反应器内置有:第一搅拌桨(2.2)，第一进水阀(2.1)，第三进水阀(2.3)，第一排水阀(2.4)，第三排水阀(2.5)，第一排泥(取样)阀(2.6)，短程反硝化菌生物膜海绵填料(2.8)，厌氧氨氧化菌生物膜海绵填料(2.9)，填料的体积填充比均为20-.30% ； 所述全程硝化SBR(5)反应器内置有:第二搅拌桨(5.6)，曝气头(5.7)第二进水阀(5.4)，第二排水阀(5.3)，第二取样阀(5.2)，第二排泥阀(5.5)，进气阀(5.8)。2.应权利要求1所述装置的方法，其特征在于以下步骤: .1)反应器启动阶段:厌氧/缺氧SBR接种传统污水处理厂回流污泥，使反应器中污泥浓度为2500?3500mg/L，并接种已经挂好短程反硝化生物膜的海绵填料和已经挂好厌氧氨氧化生物膜的海绵填料;两种填料的填充比均为20?30%;全程硝化SBR接种传统污水厂回流污泥，使反应器中污泥浓度为2500?3500mg/L; .2)反应器正常运行调控:城市生活污水进入到城市污水原水箱(I)，通过第一进水栗(1.1)城市污水进入到厌氧/缺氧SBR(2)中，进行厌氧搅拌l-2h，沉淀排水，排水比为40-.50%，排水进入到第一中间水箱(3);厌氧/缺氧SBR(2)富含NH4+的出水接着通过第二进水栗(5.1)进入到全程硝化381?(5)，曝气3-611，溶解氧控制在2-811^/1，沉淀排水，排水比为40-.50 %，排水进入到第二中间水箱(4);富含NO3-的全程硝化SBR( 5)排水通过第三进水栗(2.7)进入到厌氧/缺氧SBR(2)，进行缺氧搅拌2-4h，沉淀排水，排水比为80-85 %，最终出水进入出水箱(7)，完成一个周期，接着进行下一个周期;其中厌氧/缺氧SBR(2)絮体污泥污泥龄保持在 12-16d。
【文档编号】C02F3/12GK106006963SQ201610366367
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月28日
【发明人】彭永臻, 袁传胜, 王淑莹, 王博
【申请人】北京工业大学