双颗粒污泥改良A²/O反硝化除磷的装置及方法

双颗粒污泥改良A²/O反硝化除磷的装置及方法
【专利摘要】双颗粒污泥改良A2/O反硝化除磷的装置及方法属于污水生物处理领域。该装置主要由原水水箱、A2/O反应池、中间沉淀池、曝气池、二沉池和硝化液贮存池顺序连接而成。A2/O反应池厌氧区进行厌氧释磷反应，通过第一污泥回流泵与中间沉淀池连接，缺氧区进行反硝化除磷作用，通过硝化液回流泵与硝化液贮存池连接；曝气池完成氨氮的氧化，为反硝化除磷提供电子受体，通过第二污泥回流泵与二沉池连接。本发明将反硝化除磷菌与硝化菌分开，充分发挥了双污泥系统与颗粒污泥的优势，具有节省碳源、污泥沉降性好、脱氮除磷效率高、抗冲击负荷能力强、出水水质稳定等优点。
【专利说明】
双颗粒污泥改良A2/0反硝化除磷的装置及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及双颗粒污泥改良A2/0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] 随着我国经济的快速发展和城市化进程的加快，全国河流污染形势严峻，水体富 营养化现象严重。水体富营养化严重破坏水体的自然环境，使水质发生恶化，甚者对人们的 生产生活及可持续发展会造成持续性的影响。因而，提高污水处理率、攻克污水脱氮除磷的 难点是目前急需解决的问题。
[0003] 传统污水脱氮除磷的难点在于反硝化菌和聚磷菌对碳源的竞争，以及硝化菌和聚 磷菌长短泥龄的矛盾。因此，合理充分利用原水碳源、解决泥龄矛盾是实现深度脱氮除磷的 关键。反硝化除磷技术的优势在于，反硝化聚磷菌在缺氧段可以利用内碳源反硝化吸磷，减 少了 50%的碳源消耗量，同时，缺氧环境节省了 30%的曝气量。双污泥系统的优势在于，将 硝化菌和反硝化聚磷菌分别置于不同的反应器中，使其均在适宜的环境中生长，解决了泥 龄冲突，有利于脱氮除磷。
[0004] 颗粒污泥是微生物细胞通过自生固定化形式形成的球状颗粒，也可认为是一种特 殊形式的生物膜，但与生物膜不同的是，颗粒污泥不需向反应器中投加任何载体。由于颗粒 污泥具有一定的粒径，溶解氧传质受到限制，因此在适宜的运行调控条件下，好氧颗粒污泥 内部可形成缺氧区或厌氧区，可以实现同步硝化反硝化反应。颗粒污泥具有优异的沉降性 能，较高的微生物浓度、较强的毒性物质耐受性以及良好的抗冲击负荷能力，其优势是普通 絮体活性污泥不可比拟的。
[0005] 双颗粒污泥改良A2/0反硝化除磷工艺集反硝化除磷技术、双污泥系统、颗粒污泥 三者的优势于一体，不仅实现了 "一碳两用"，节省曝气量，节约能耗，而且增强了污泥活性， 提高脱氮除磷效率，改善了出水水质的稳定性，可以实现低C/N城市生活污水深度脱氮除 磷。

【发明内容】

[0006] 针对当前城市生活污水C/N低，传统活性污泥工艺脱氮除磷效率不高，污水厂能耗 高、投资大等问题，本发明提出了双颗粒污泥改良A 2/0反硝化除磷的装置和方法。
[0007] 双颗粒污泥改良A2/0反硝化除磷的装置，其特征在于:所述装置由原水水箱（1)、 A2/0反应池（2)、中间沉淀池(3)、曝气池(4)、二沉池（5)和硝化液贮存池(6)按顺序连接而 成，其中A 2/0反应池(2)包括五个格室，第一格为厌氧区（7)，随后三格为缺氧区（8)，最后一 格为好氧区(9);原水水箱（1)通过进水栗（14)与厌氧区连接(7)，厌氧区（7)和缺氧区（8)均 安装搅拌装置（10)，好氧区（9)出水经第一溢流管（19)流入中间沉淀池(3);所述中间沉淀 池(3)通过第一污泥回流栗（15)与厌氧区（7)连接，并通过提升栗（17)与曝气池(4)连接;曝 气池(4)共有三个格室，其出水经第二溢流管(20)进入二沉池(5);二沉池(5)污泥经第二污 泥回流栗（16)进入曝气池(4)，二沉池(5)出水经出水管(21)流入硝化液贮存池(6);硝化液 贮存池（6)与A2/0反应池（2)缺氧区（8)通过硝化液回流栗（18)连接，系统出水经排水管 (22)排放;好氧区（9)与曝气池(4)底部均安装曝气转盘（11)，由气体流量计（12)控制曝气 量。
[0008] 双颗粒污泥改良A2/0反硝化除磷装置的方法，主要包括以下步骤：
[0009] 1)生活污水由原水水箱（1)经进水栗（14)进入A2/0反应池（2)厌氧区（7)，同步进 入的还有中间沉淀池(3)的回流污泥，反硝化聚磷菌(DPAOs)利用原水中的有机物合成内碳 源(PHA)储存于体内，同时厌氧释磷，控制厌氧区水力停留时间HRT藏在1.5~2. Oh;
[0010] 2)混合液随后进入缺氧区（8)，曝气池(4)的硝化液同步回流至缺氧区（8)，通过搅 拌装置（10)混合均匀，DPAOs以硝酸盐为电子受体，以PHA为电子供体，进行反硝化吸磷，硝 化液回流比为200 %~400 %，控制缺氧区水力停留时间HRT臟在4.0~6. Oh;
[0011] 3)混合液随后进入好氧区（9)，控制DO在2.5~4.Omg/L，吹脱反硝化吸磷产生的氮 气，同时以氧气为电子受体，进一步吸收剩余的磷，控制好氧区的水力停留时间册如《在1.5 ~2.0h;
[0012] 4)混合液从好氧区（9)进入中间沉淀池(3)，完成泥水分离，含有氨氮的上清液经 提升栗（17)进入曝气池(4)，污泥经第一污泥回流栗（15)进入A 2/0反应池(2)厌氧区（7)，保 证反应器内有足够的生物量，污泥回流比为100 %~200 % ;
[0013] 5)曝气池(4)内为好氧颗粒污泥，硝化菌将氨氮氧化为硝态氮，控制曝气池的水力 停留时间HRT_i4.5~6h;
[0014] 6)曝气池(4)出水进入二沉池（5)，泥水分离后，污泥经第二污泥回流栗（16)进入 曝气池(4)，污泥回流比在100%~200 %，富含硝态氮的上清液进入硝化液贮存池(6)，部分 硝化液经硝化液回流栗(18)进入A2/0反应池(2)缺氧区(8)，剩余部分经排水管(22)排放
[0015] 本发明的双颗粒污泥改良A2/0反硝化除磷的装置与方法，跟现有技术相比，其优 势在于：
[0016] 1)反硝化除磷工艺实现了"一碳两用"，解决了传统工艺中碳源不足以及碳源利用 率低的问题，节约外加碳源的费用，节省曝气量，减少了投资费用及运行费用；
[0017] 2)将硝化菌和反硝化聚磷菌分离，解决了脱氮除磷的泥龄矛盾，提高脱氮除磷效 率；
[0018] 3)颗粒污泥微生物浓度高，耐冲击负荷能力强，既缩短了水力停留时间，减小反应 器容积，降低基建费用，又保证了出水水质的稳定性；
[0019] 4)颗粒污泥优越的沉降性既促进了沉淀池泥水分离，又降低了污泥上浮的可能 性。不仅有利于维持双污泥系统的稳定性，而且有效防止污泥流失现象的发生。
【附图说明】
[0020] 图1为双颗粒污泥改良A2/0反硝化除磷装置的结构示意图。
[0021 ]图中：1-原水水箱；2-A2/0反应池；3-中间沉淀池;4-曝气池；5-二沉池;6-硝化液 贮存池;7-厌氧区;8-缺氧区；9-好氧区；10-搅拌装置；11-曝气转盘;12-气体流量计；13-鼓 风机；14-进水栗；15-第一污泥回流栗；16-第二污泥回流栗；17-提升栗；18-硝化液回流栗； 19-第一溢流管;20-第二溢流管;21-出水管;22-排水管。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方案。
[0023] 如图1所示，双颗粒污泥改良A2/0反硝化除磷的装置，该装置由原水水箱（1)、Α2/0 反应池(2)、中间沉淀池(3)、曝气池(4)、二沉池(5)和硝化液贮存池(6)按顺序连接而成，其 中A 2/0反应池(2)包括五个格室，第一格为厌氧区（7)，随后三格为缺氧区（8)，最后一格为 好氧区（9);原水水箱（1)通过进水栗（14)与厌氧区连接(7)，厌氧区（7)和缺氧区（8)分别安 装搅拌装置（10);好氧区（9)出水经第一溢流管（19)进入中间沉淀池(3)，所述中间沉淀池 (3)通过第一污泥回流栗（15)与厌氧区（7)连接，并通过提升栗（17)与曝气池(4)连接;所述 曝气池(4)共有三个格室，曝气池(4)出水经第二溢流管（20)进入二沉池（5);二沉池(5)与 曝气池(4)通过第二污泥回流栗（16)连接，其出水经出水管（21)流入硝化液贮存池(6);硝 化液贮存池(6)与A 2/0反应池(2)缺氧区（8)通过硝化液回流栗（18)连接，系统出水由排水 管（22)排放;好氧区（9)与曝气池(4)底部均安装曝气转盘（11)，并由气体流量计（12)控制 曝气量。
[0024]以某小区化粪池的生活污水为处理对象，试验期间进水水质如下：
[0026]试验条件:A2/0反应池厌氧区、缺氧区、好氧区的体积比为1:3:1，进水流量为5L/ h，HRT为7.5h，污泥回流比为100%，反应器平均污泥浓度为2000~3000mg/L，污泥龄在lid 左右，厌氧区、缺氧区搅拌强度在80r · min-1左右，好氧区的DO在2.5~4.0mg/L;曝气池 HRT 为4.5h，硝化液回流比为300 %，污泥回流比为100 %，反应器平均污泥浓度为2000~ 3000mg/L，污泥龄在23d左右，每一格曝气强度均保持在12L · (L · h)-1左右。
[0027] 试验结果：待系统稳定后，出水平均⑶D、NH4+-N、N〇2--N、N〇3--N、TN、TP等分别为 35 · 26、0 · 88、0 · 05、12 · 36、13 · 29、0 · 18mg/L，各出水指标均稳定达到一级 A 标准。
【主权项】
1. 双颗粒污泥改良A2/0反硝化除磷的装置，其特征在于： 所述装置由原水水箱（1)、Α2/0反应池（2)、中间沉淀池(3)、曝气池(4)、二沉池（5)和硝 化液贮存池(6)顺序连接而成，其中A2/0反应池(2)分为五个格室，第一格为厌氧区（7 )，随 后三格为缺氧区（8)，最后一格为好氧区（9);原水水箱（1)通过进水栗（14)与厌氧区连接 (7)，厌氧区（7)和缺氧区（8)均安装搅拌装置（10)，好氧区（9)出水流入中间沉淀池(3);所 述中间沉淀池(3)通过第一污泥回流栗（15)与厌氧区（7)连接，并通过提升栗（17)与曝气池 (4)连接;曝气池(4)水进入二沉池(5);二沉池（5)污泥经第二污泥回流栗（16)回流至曝气 池(4)，二沉池(5)出水流入硝化液贮存池(6);硝化液贮存池(6)与缺氧区（8)通过硝化液回 流栗（18)连接，系统出水经排水管(22)排放;好氧区（9)与曝气池(4)底部均安装曝气转盘 (11)，由气体流量计控制曝气量。2. 应用权利要求1所述的双颗粒污泥改良A2/0反硝化除磷装置的方法，其特征在于包括 以下步骤： 1) 生活污水由原水水箱（1)进入A2/0反应池（2)厌氧区（7)，进行厌氧释磷反应，同时中 间沉淀池(3)的污泥回流到厌氧区（7)，控制厌氧区水力停留时间HRT在1.5~2.Oh; 2) 混合液随后进入缺氧区（8)，利用曝气池(4)回流的硝化液进行反硝化除磷作用，硝 化液回流比为200 %~400 %，控制缺氧区水力停留时间HRT在4.0~6. Oh; 3) 好氧区（9)曝气吹脱反硝化除磷产生的氮气，并吸收剩余的磷，溶解氧浓度维持在3 ~4mg/L，控制好氧区的水力停留时间HRT在1 · 5~2 · Oh; 4) 混合液从好氧区（9)进入中间沉淀池(3)，完成泥水分离，含有氨氮的上清液经提升 栗（17)进入曝气池(4)，污泥经第一污泥回流栗（15)进入A 2/0反应池(2)的厌氧区（7)，污泥 回流比为100%~200%; 5) 曝气池(4)内为好氧颗粒污泥，硝化菌将氨氮氧化为硝态氮，溶解氧浓度维持在3~ 4mg/L，污泥浓度在2000~3000mg/L，控制曝气池的水力停留时间HRT在4.5~6h; 6) 曝气池(4)出水进入二沉池（5)，泥水分离后，污泥经第二污泥回流栗（16)进入曝气 池(4)，污泥回流比在100%~200%，上清液进入硝化液贮存池(6)，部分硝化液经硝化液回 流栗（18)进入A 2/0反应池（2)缺氧区（8)，硝化液回流比为200%~400%，剩余部分经排水 管(22)排放。
【文档编号】C02F3/30GK106045041SQ201610563185
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月16日
【发明人】王淑莹, 孙雅雯, 张建华, 彭永臻
【申请人】北京工业大学