一種強化內(nèi)源后置反硝化的污水處理脫氮除磷工藝方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種強化內(nèi)源后置反硝化的污水處理脫氮除磷工藝方法。本發(fā)明工藝方法為序批式脫氮除磷工藝，工藝過程包括進水→厭氧→好氧1→缺氧→好氧2→沉淀→排水排泥→污泥預缺氧8個工序。本發(fā)明通過缺氧及污泥預缺氧工序來強化系統(tǒng)的內(nèi)源反硝化過程，從而提高系統(tǒng)的脫氮效果；同時通過污泥預缺氧工序內(nèi)源反硝化過程，有效地降低回流污泥中的硝酸鹽濃度，從而有效緩解了同步脫氮除磷過程中硝酸鹽問題，為厭氧釋磷奠定了良好的基礎(chǔ)。本發(fā)明能夠使生物脫氮與生物除磷的矛盾得到緩解，脫氮和除磷的效率均較高，且系統(tǒng)的產(chǎn)泥量少，控制簡單，易用生產(chǎn)實施，具有潛在廣闊的應用前景。
【專利說明】一種強化內(nèi)源后置反硝化的污水處理脫氮除磷工藝方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于污水處理及環(huán)保工程【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種強化內(nèi)源后置反硝化的污水處理脫氮除磷工藝方法。

【背景技術(shù)】
[0002]研發(fā)新的高效同步脫氮除磷技術(shù)與工藝是當今污水處理領(lǐng)域的研究熱點之一。在同步生物脫氮與生物除磷污水生物處理系統(tǒng)中，生物脫氮與生物除磷通常存在碳源矛盾、泥齡矛盾與硝酸鹽問題等，這樣導致出水的TN和TP難以同時達到排放標準。傳統(tǒng)的污水生物脫氮除磷工藝以犧牲脫氮為代價提高生物除磷效率的處理工藝(如SBR、A2O工藝)，按照“厭氧/缺氧/好氧/沉淀/出水”工序運行或呈“厭氧/缺氧/好氧”的工藝布置形式，基本上無后置內(nèi)源反硝化功能，導致出水和回流污泥的硝酸鹽濃度較高，進而影響聚磷菌在厭氧條件下吸收揮發(fā)性脂肪酸和釋磷，降低了系統(tǒng)除磷效率，且系統(tǒng)產(chǎn)泥量高。因此，如何實現(xiàn)和提高常規(guī)處理工藝中的后置內(nèi)源反硝化功能，是本領(lǐng)域內(nèi)研究人員急需解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有脫氮除磷技術(shù)中存在的上述缺陷，提供一種運行控制簡單、處理效果好、多級交替序批式的強化內(nèi)源后置反硝化的污水處理脫氮除磷工藝方法。
[0004]本發(fā)明的目的是通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的:該強化內(nèi)源后置反硝化的污水處理脫氮除磷工藝方法，為序批式脫氮除磷工藝，工藝過程包括進水一厭氧一好氧I —缺氧—好氧2 —沉淀一排水排泥一污泥預缺氧8個工序。
[0005]上述多級交替序批式工藝的各工序控制時間可根據(jù)進水水質(zhì)及處理要求進行調(diào)控，具體的，各工序的反應時間分別是，進水和厭氧反應時間共為90min ;好氧I反應時間為150?300min ;缺氧反應時間為40?150min ;好氧2反應時間為30?60min ;沉淀時間為30?60min ;排水5min ;污泥預缺氧反應時間為60?150min ;反應周期為8?12h。
[0006]具體的，污泥預缺氧工序中，混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度即MLVSS為5000?10000mg/L。
[0007]具體的，好氧I工序中，溶解氧控制在2.0?4.0mg/L ;好氧2工序中，溶解氧控制在2.0?3.0mg/L ;系統(tǒng)污泥齡即SRT控制在12?15d ;系統(tǒng)進水的沖水比為0.40?0.65。
[0008]本發(fā)明工藝中，含氮磷污水經(jīng)過厭氧/好氧I/缺氧/好氧2/沉淀等反應工序處理后排出，與常規(guī)工藝相比，本發(fā)明還包括了后置缺氧及好氧2兩個工序，強化了后置內(nèi)源反硝化脫氮過程，可提高系統(tǒng)脫氮效率及降低系統(tǒng)產(chǎn)泥量；高濃度污泥經(jīng)過預缺氧內(nèi)源反硝化處理后，降低了回流污泥的硝酸鹽濃度，緩解了同步脫氮除磷過程中硝酸鹽問題，提高系統(tǒng)處理除磷效率。
[0009]本發(fā)明的“厭氧/好氧/缺氧/好氧/污泥預缺氧”多級交替方式運行的雙重后置反硝化工藝可提高系統(tǒng)的后置內(nèi)源反硝化功能，使處理系統(tǒng)內(nèi)生物脫氮與生物除磷的矛盾得到緩解，氮和磷的去除都有很大的提高，同時能夠減少系統(tǒng)的產(chǎn)泥量，高效節(jié)能，符合國家環(huán)保戰(zhàn)略要求，具有潛在廣闊的應用前景。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果具體體現(xiàn)如下幾個方面:
[0011](I)本發(fā)明的工藝具有后置缺氧及污泥預缺氧工序，強化了后置內(nèi)源反硝化脫氮過程，可提高系統(tǒng)脫氮效率；
[0012](2)污泥預缺氧工序可以有效的降低回流污泥的硝酸鹽的濃度，緩解了同步脫氮除磷過程中對碳源需求矛盾，提高系統(tǒng)除磷效率；
[0013](3)后置缺氧及污泥預缺氧過程均屬于內(nèi)源反硝化，其系統(tǒng)產(chǎn)泥系數(shù)低于傳統(tǒng)的脫氮除磷工藝，可降低系統(tǒng)污泥處理與處置費用；
[0014](4)本發(fā)明的強化內(nèi)源后置反硝化脫氮除磷工藝，所需設備簡單、操作簡單、控制簡單，有利于生產(chǎn)實施。
[0015]本發(fā)明的工作原理是:其一，在好氧I工序后增加了缺氧工藝，為反硝化菌群提供了生長環(huán)境，有利反硝化反應的進行，提高了系統(tǒng)脫氮效率；其二，排水后，預缺氧工序污泥濃度提高，根據(jù)生物反應統(tǒng)動力學原理，系統(tǒng)內(nèi)的生物密度提高時，反硝化菌群的增長速度與生物密度成正比，因此，預缺氧工序中提高活性污泥濃度能夠促進反硝化菌的增長，同時較長的預缺氧工序時間也有利于反硝化的進行，從而提高預缺氧工序內(nèi)源反硝化脫氨，使回流污泥的硝酸鹽濃度有效降低，即降低了系統(tǒng)的總氮負荷，同時有效的解決了同步脫氮除磷過程中對硝酸鹽問題，為系統(tǒng)除磷奠定了良好基礎(chǔ)。
[0016]本發(fā)明的強化除磷的工作原理是:所謂生物除磷，在厭氧/好氧運行條件下，聚磷菌在好氧條件中會從污水中過量吸收磷酸鹽并以多聚磷酸鹽的形式儲存在細胞內(nèi)，形成高含磷污泥(2%?4% )，然后通過排放高含磷污泥達到從污水中除磷的目的。傳統(tǒng)生物除磷過程可分為2個過程，即聚磷菌的厭氧釋磷與好氧過渡吸磷。首先，厭氧條件下聚磷菌降解體內(nèi)貯存的糖原，將胞內(nèi)的聚磷酸鹽水解釋放到胞外并獲取能量，并形成ATP (三磷酸腺苷)及NADH ;且充分吸收環(huán)境中的揮發(fā)性脂肪酸，并以聚羥基烷酸脂的形式貯存在體內(nèi)，聚磷酸鹽水解會將正磷釋放到污水中。傳統(tǒng)工藝中，回流污泥中硝酸鹽的含量往往較高，進而影響厭氧釋磷效果，本發(fā)明中由于通過缺氧及污泥預缺氧工序內(nèi)源反硝化措施有效的解決回流污泥硝酸鹽問題，大大的提高了系統(tǒng)厭氧釋磷效果。然后，在好氧條件下，聚磷菌以氧氣為電子受體氧化胞內(nèi)的貯存污物質(zhì)PHA，且NADH被釋放并轉(zhuǎn)化為ATP，并產(chǎn)生能量，其中部分被用于聚磷菌新陳代謝，聚磷菌在生長時不斷的將磷以聚磷酸鹽的形式儲存在體內(nèi)，導致吸收磷會超過厭氧時所釋放的磷，實現(xiàn)磷的轉(zhuǎn)移，從而達到去除有機物和磷的目的

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明工藝流程示意圖。

【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述。
[0019]實施例1:
[0020]某城市污水廠進水水質(zhì)如下:C0Dc為438.6mg/L, NH+4_N為30.08mg/L, NO3^-N為1.lmg/L，TN為35.18mg/L, TP為4.52mg/L，采用本發(fā)明方法進行脫氮除磷，【具體實施方式】為:
[0021](I)參見圖1，本實施例各工序控制時間如下:進水和厭氧反應時間共為90min，好氧I反應時間為165min，缺氧反應時間為40min，好氧2反應時間為30min，沉淀時間為30min，排水5min，污泥預缺氧反應時間為120min，反應周期為8h。
[0022](2)本實施例的各工藝參數(shù)主要控制如下:系統(tǒng)進水的沖水比(一個周期內(nèi)系統(tǒng)進水體積與反應器體積的比值)為0.5，好氧I的MLSS控制為4000mg/L左右；好氧I的溶解氧濃度控制為2.5?3.5mg/L,好氧2的溶解氧濃度控制為2.5mg/L,通過剩余污泥排放將污泥預缺氧工序的MLVSS控制在5185mg/L左右，系統(tǒng)污泥齡為12d。
[0023](3)在上述工況下連續(xù)穩(wěn)定運行45d，缺氧工序平均內(nèi)源反硝化脫氮量為2.5mg/L ;污泥預缺氧工序平均內(nèi)源反硝化脫氮量為4.5mg/L，污泥預缺氧工序結(jié)束時硝酸鹽濃度為4.69mg/L，后置內(nèi)源反硝化效果顯著；厭氧釋磷量為13.41mg/L，系統(tǒng)厭氧釋磷效果良好。
[0024](4)在上述工況下各污染平均出水濃度及去除效果如下:出水COD為34.lmg/L,COD去除率為92.3%;出水氨氮為0.25mg/L。氨氮去除率為99.24%;出水TN為9.05mg/L,可穩(wěn)定達到一級A標準，TN去除率為74.49% ;出水TP為0.86mg/L, TP去除率為80.98%。
[0025](5)在上述工況下連續(xù)穩(wěn)定運行45d，系統(tǒng)污泥表觀產(chǎn)率Ytjbs為0.32，產(chǎn)泥系數(shù)低。
[0026]實施例2:
[0027]某城市污水廠進水水質(zhì)如下=CODc為330.5mg/L, TN為37.13mg/L, NH+4_N為28.53mg/L, Ν03__Ν為1.50mg/L, TP為5.09mg/L，采用本發(fā)明方法進行脫氮除磷，【具體實施方式】為:
[0028](I)參見圖1，本實施例的各工序控制時間如下:進水和厭氧反應時間共為90min，好氧I反應時間為180min，缺氧反應時間為40min，好氧2反應時間為30min，沉淀時間為30min，排水5min，污泥預缺氧反應時間為90min，反應周期為8h。
[0029](2)本實施例的各工藝參數(shù)主要控制如下:系統(tǒng)進水的沖水比為0.5，好氧I的MLSS控制為4300mg/L左右；好氧I的溶解氧濃度控制為2.5?3.5mg/L,好氧2的溶解氧濃度控制為2.0mg/L，通過剩余污泥排放將污泥預缺氧工序的MLVSS控制在7500mg/L左右，系統(tǒng)污泥齡為14d。
[0030](3)在上述工況下連續(xù)穩(wěn)定運行36d，缺氧工序平均內(nèi)源反硝化脫氮量為2.48mg/L ;污泥預缺氧工序平均內(nèi)源反硝化脫氮量為4.68mg/L，污泥預缺氧工序結(jié)束時硝酸鹽濃度為3.10mg/L，后置內(nèi)源反硝化效果顯著；厭氧釋磷量為10.42mg/L，系統(tǒng)厭氧釋磷效果良好。
[0031](4)在上述工況下各污染平均出水濃度及去除效果如下:出水COD為23.8mg/L,COD去除率為92.8% ;出水氨氮為0.48mg/L。氨氮去除率為98.4% ;出水TN為11.0mg/L,可穩(wěn)定達到一級A標準，TN去除率為70.37% ;出水TP為0.96mg/L, TP去除率為81.14%。
[0032](5)在上述工況下連續(xù)穩(wěn)定運行36d，系統(tǒng)污泥表觀產(chǎn)率Ytjbs為0.31，產(chǎn)泥系數(shù)低。
[0033]實施例3:
[0034]某城市污水(含少量工業(yè)廢水)水質(zhì)如下:C0Dc為390.2mg/L, TN為37.8mg/L,NH+4-N為32.77mg/L, Ν03__Ν為1.5mg/L, TP為4.36mg/L,采用本發(fā)明方法進行脫氮除磷，【具體實施方式】為:
[0035](I)參見圖1，本實施例的各工序控制時間如下:進水和厭氧反應時間共為90min，好氧I反應時間為150min，缺氧反應時間為30min，好氧2反應時間為30min，沉淀時間為30min，排水5min，污泥預缺氧反應時間為145min，反應周期為8h。
[0036](2)本實施例的各工藝參數(shù)主要控制如下:系統(tǒng)進水的沖水比為0.5，好氧I的MLSS控制為4300mg/L左右；好氧I的溶解氧濃度控制為2.5?4.0mg/L,好氧2的溶解氧濃度控制為2.0mg/L，通過剩余污泥排放將污泥預缺氧工序的MLVSS控制在7800mg/L左右，系統(tǒng)污泥齡為12d。
[0037](3)在上述工況下連續(xù)穩(wěn)定運行36d，缺氧工序平均內(nèi)源反硝化脫氮量為2.0mg/L ;污泥預缺氧工序平均內(nèi)源反硝化脫氮量為9.41mg/L，污泥預缺氧工序結(jié)束時硝酸鹽濃度為3.72mg/L,后置內(nèi)源反硝化效果顯著；厭氧釋磷量為11.06mg/L,系統(tǒng)厭氧釋磷效果良好。
[0038](4)在上述工況下各污染平均出水濃度及去除效果如下:出水COD為34.7mg/L,COD去除率為91.11%;出水氨氮為0.97mg/L。氨氮去除率為97.17%;出水TN為11.54mg/L,可穩(wěn)定達到一級A標準，TN去除率為69.53 %;出水TP為0.86mg/L, TP去除率為80.28 %。
[0039](5)在上述工況下連續(xù)穩(wěn)定運行36d，系統(tǒng)污泥表觀產(chǎn)率Ytjbs為0.29，產(chǎn)泥系數(shù)低。
【權(quán)利要求】
1.一種強化內(nèi)源后置反硝化的污水處理脫氮除磷工藝方法，其特征在于:該工藝方法為序批式脫氮除磷工藝，工藝過程包括進水一厭氧一好氧I —缺氧一好氧2 —沉淀一排水排泥一污泥預缺氧8個工序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述強化內(nèi)源后置反硝化的污水處理脫氮除磷工藝方法，其特征在于:各工序的反應時間分別是，進水和厭氧反應時間共為90min ;好氧I反應時間為150?300min ;缺氧反應時間為40?150min ;好氧2反應時間為30?60min ;沉淀時間為30?60min ;排水5min ;污泥預缺氧反應時間為60?150min ;反應周期為8?12h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述強化內(nèi)源后置反硝化的污水處理脫氮除磷工藝方法，其特征在于:污泥預缺氧工序中，混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度即MLVSS為5000?10000mg/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述強化內(nèi)源后置反硝化的污水處理脫氮除磷工藝方法，其特征在于:好氧I工序中，溶解氧控制在2.0?4.0mg/L ;好氧2工序中，溶解氧控制在2.0?3.0mg/L ;系統(tǒng)污泥齡即SRT控制在12?15d ;系統(tǒng)進水的沖水比為0.40?0.65。
【文檔編號】C02F3/30GK104386820SQ201410775754
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年12月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月15日
【發(fā)明者】鄧仁健, 任伯幟 申請人:湖南科技大學