一種sbr反硝化除磷同步內(nèi)源短程反硝化厭氧氨氧化的裝置和方法
【專利摘要】一種SBR反硝化除磷同步內(nèi)源短程反硝化厭氧氨氧化的裝置和方法，屬于污水生物處理領(lǐng)域。裝置主要包括有城市污水原水箱、厭氧/缺氧SBR、中間水箱、全程硝化SBR、鼓風(fēng)曝氣機(jī)、出水箱。低C/N的城市污水首先進(jìn)入?yún)捬?缺氧SBR，PAOs進(jìn)行厭氧釋磷，同時(shí)利用原水中的COD儲(chǔ)存為內(nèi)碳源PHA。厭氧/缺氧SBR反硝化聚磷菌以生物絮體的形式存在，污泥齡長(zhǎng)的短程反硝化菌和厭氧氨氧化菌以生物膜的方式生長(zhǎng)在反應(yīng)器填料中，SBR通過(guò)定期排放絮體污泥實(shí)現(xiàn)除磷，避免了不同菌種對(duì)污泥齡的競(jìng)爭(zhēng)。該發(fā)明能夠高效去除低C/N城市污水的N、P、COD，無(wú)需外加碳源；避免了短程硝化難以穩(wěn)定獲得NO2?的問(wèn)題，為含NO3?和P的廢水提供了新的處理方式。
【專利說(shuō)明】
一種SBR反硝化除磷同步內(nèi)源短程反硝化厭氧氨氧化的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種SBR反硝化除磷同步內(nèi)源短程反硝化厭氧氨氧化的裝置和方法，屬于污水生物處理技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題日益得到全世界的關(guān)注，而導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化的直接原因是N、P元素過(guò)度排放到水體中，因此污水脫氮除磷成了一個(gè)研究熱點(diǎn)。我國(guó)污水處理主要存在的技術(shù)難題有:污水碳源不足，氮磷去除效率不高，污水處理廠處理費(fèi)用高，出水達(dá)不到一級(jí)A等問(wèn)題。
[0003]荷蘭Delft大學(xué)在20世紀(jì)末開(kāi)發(fā)了一種污水生物處理的新工藝一一厭氧氨氧化(Anammox)。順4+和N02—在厭氧氨氧化菌的作用下，無(wú)需碳源，自養(yǎng)脫氮。相比傳統(tǒng)的硝化/反硝化脫氮過(guò)程，厭氧氨氧化脫氮大大節(jié)省了需氧量且不需要有機(jī)物，大大降低反應(yīng)成本。此夕卜，厭氧氨氧化反應(yīng)過(guò)程中僅產(chǎn)生硝態(tài)氮和氮?dú)猓瑳](méi)有氧化亞氮的生成，因此沒(méi)有二次污染。同時(shí)污泥產(chǎn)量很低，節(jié)省污泥處理費(fèi)用。由此可見(jiàn)，厭氧氨氧化技術(shù)是一種新型的節(jié)能、低成本、環(huán)境友好型的自養(yǎng)脫氮技術(shù)。隨著厭氧氨氧化技術(shù)的發(fā)明，給我國(guó)目前污水處理界面臨的低碳氮比廢水脫氮難、能耗高、污泥產(chǎn)量大等問(wèn)題帶來(lái)了曙光。
[0004]但是厭氧氨氧化技術(shù)只能脫氮不能夠除磷。而且實(shí)現(xiàn)厭氧氨氧化的前提是實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的短程硝化，但是亞硝酸鹽氧化菌(NOB)不好控制，因此實(shí)際情況并不容易實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的亞硝酸鹽的積累。經(jīng)過(guò)科研工作者的不懈努力，又發(fā)現(xiàn)了短程反硝化厭氧氨氧化技術(shù)，而短程反硝化和厭氧氨氧化都是在缺氧的環(huán)境中進(jìn)行。無(wú)獨(dú)有偶，反硝化除磷技術(shù)也是在缺氧的條件下進(jìn)行。因此，就為兩種工藝一體化結(jié)合提供了可能，這樣就既能除磷又能脫氮，也充分利用了兩種工藝的優(yōu)點(diǎn)。這也為含硝酸鹽和磷的廢水提供了一種新的處理思路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種SBR反硝化除磷同步內(nèi)源短程反硝化厭氧氨氧化的裝置和方法，解決目前污水處理碳源不足，出水不達(dá)一級(jí)A及其處理費(fèi)用高等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的脫氮除磷。厭氧/缺氧SBR(2)先厭氧攪拌將COD儲(chǔ)存為內(nèi)碳源PHA，避免了之后的好氧段浪費(fèi)了污水中可貴的碳源，同時(shí)厭氧釋磷。缺氧段利用內(nèi)碳源和全程硝化液進(jìn)行反硝化除磷，同時(shí)利用硝態(tài)氮和厭氧段儲(chǔ)存的內(nèi)碳源PHA進(jìn)行短程反硝化得到亞硝態(tài)氮，進(jìn)而亞硝態(tài)氮和厭氧/缺氧SBR( 2)中沒(méi)有排的原水中的氨氮進(jìn)行厭氧氨氧化反應(yīng)。更為巧妙的是厭氧氨氧化產(chǎn)生的部分硝態(tài)氮又能作為短程反硝化繼續(xù)去除，因此出水中的硝態(tài)氮低于厭氧氨氧化生成的硝態(tài)氮濃度。
[0006]一種SBR反硝化除磷同步內(nèi)源短程反硝化厭氧氨氧化的裝置，其特征在于:包括城市污水原水箱(I)、厭氧/缺氧SBR(2)、第一中間水箱(3)、第二中間水箱(4)、全程硝化SBR
(5)、鼓風(fēng)曝氣機(jī)(6)、出水箱(7)。其中所述城市污水原水箱(I)通過(guò)第一進(jìn)水栗(1.1)與厭氧/缺氧SBR( 2)相連接，厭氧/缺氧SBR(2)通過(guò)第一排水閥(2.4)與第一中間水箱(3)相連接，第一中間水箱(3)通過(guò)第二進(jìn)水栗(5.1)與全程硝化SBR( 5)相連接，全程硝化SBR( 5)通過(guò)第二排水閥(5.3)與第二中間水箱(4)相連接，第二中間水箱(4)通過(guò)第三進(jìn)水栗(2.7)與厭氧/缺氧SBR( 2)相連接，厭氧/缺氧SBR( 2)通過(guò)第三排水閥(2.5)與出水箱(7)相連接，鼓風(fēng)曝氣機(jī)(6)通過(guò)進(jìn)氣閥(5.8)與全程硝化SBR( 5)相連接。
[0007]進(jìn)一步地，所述厭氧/缺氧SBR(2)反應(yīng)器內(nèi)置有:第一攪拌槳(2.2)，第一進(jìn)水閥
(2.1)，第三進(jìn)水閥(2.3)，第一排水閥(2.4)，第三排水閥(2.5)，第一排泥(取樣)閥(2.6)，短程反硝化菌生物膜海綿填料(2.8)，厭氧氨氧化菌生物膜海綿填料(2.9)，填料的體積填充比均為20-30%。
[0008]進(jìn)一步地，所述全程硝化SBR( 5)反應(yīng)器內(nèi)置有:第二攪拌槳(5.6)，曝氣頭(5.7)第二進(jìn)水閥(5.4)，第二排水閥(5.3)，第二取樣閥(5.2)，第二排泥閥(5.5)，進(jìn)氣閥(5.8)。
[0009]本發(fā)明還提供一種SBR反硝化除磷同步內(nèi)源短程反硝化厭氧氨氧化的方法，包括以下步驟:
[0010]I)反應(yīng)器啟動(dòng)階段:厭氧/缺氧SBR接種傳統(tǒng)污水處理廠回流污泥，使反應(yīng)器中污泥濃度為2500?3500mg/L，并接種已經(jīng)掛好短程反硝化生物膜的海綿填料和已經(jīng)掛好厭氧氨氧化生物膜的海綿填料。兩種填料的填充比均為20-30%。全程硝化SBR接種傳統(tǒng)污水廠回流污泥，使反應(yīng)器中污泥濃度為2500?3500mg/L。
[0011]2)反應(yīng)器正常運(yùn)行調(diào)控:城市生活污水進(jìn)入到城市污水原水箱(I)，通過(guò)第一進(jìn)水栗(1.1)城市污水進(jìn)入到厭氧/缺氧SBR(2)中，進(jìn)行厭氧攪拌l_2h，沉淀排水，排水比為40-50 %，排水進(jìn)入到第一中間水箱(3)。厭氧/缺氧SBR(2)富含NH4+的出水接著通過(guò)第二進(jìn)水栗(5.1)進(jìn)入到全程硝化SBR(5)，曝氣3-6h，溶解氧控制在2_8mg/L，沉淀排水，排水比為40-50%，排水進(jìn)入到第二中間水箱(4)。富含N03-的全程硝化SBR(5)排水通過(guò)第三進(jìn)水栗(2.7)進(jìn)入到厭氧/缺氧SBR(2)，進(jìn)行缺氧攪拌2-4h，沉淀排水，排水比為80-85%，最終出水進(jìn)入出水箱(7)，完成一個(gè)周期，接著進(jìn)行下一個(gè)周期。其中厭氧/缺氧SBR(2)絮體污泥污泥齡保持在12-16d。
[0012]一種SBR反硝化除磷同步內(nèi)源短程反硝化厭氧氨氧化的裝置和方法，具有如下優(yōu)占.V.
[0013]I)有效結(jié)合了短程反硝化除磷、短程反硝化厭氧氨氧化工藝的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了氮和磷的同步去除。
[0014]2)有效利用了污水中的碳源，短程反硝化節(jié)省了碳源，無(wú)需投加外碳源，節(jié)省成本。能夠處理低C/N污水。
[0015]3)工藝簡(jiǎn)單易控，能夠穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)脫氮除磷。
[0016]4)為含有N03—和P的廢水提供了一種新的處理思路。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明一種SBR反硝化除磷同步內(nèi)源短程反硝化厭氧氨氧化的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖1中:I為城市污水原水箱、2為厭氧/缺氧SBR、3為第一中間水箱、4為第二中間水箱、5為全程硝化SBR、6為鼓風(fēng)曝氣機(jī)、7為出水箱、1.1為第一進(jìn)水栗、2.1為第一進(jìn)水閥、2.2為第一攪拌槳、2.3為第三進(jìn)水閥、2.4為第一排水閥、2.5為第三排水閥、2.6為第一排泥(取樣)閥、2.7為第三進(jìn)水栗、2.8為短程反硝化菌生物膜海綿填料、2.9為厭氧氨氧化菌生物膜海綿填料、5.1為第二進(jìn)水栗、5.2為第二取樣閥、5.3為第二排水閥、5.4為第二進(jìn)水閥、5.5為第二排泥閥、5.6為第二攪拌槳、5.7為曝氣頭、5.8為進(jìn)氣閥。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方案。
[0020]如圖1所示一種SBR反硝化除磷同步內(nèi)源短程反硝化厭氧氨氧化的裝置，包括城市污水原水箱(I)、厭氧/缺氧SBR(2)、第一中間水箱(3)、第二中間水箱(4)、全程硝化SBR(5)、鼓風(fēng)曝氣機(jī)(6)、出水箱(7)。其中所述城市污水原水箱(I)通過(guò)第一進(jìn)水栗(1.1)與厭氧/缺氧SBR( 2)相連接，厭氧/缺氧SBR( 2)通過(guò)第一排水閥(2.4)與第一中間水箱(3)相連接，第一中間水箱(3)通過(guò)第二進(jìn)水栗(5.1)與全程硝化SBR( 5)相連接，全程硝化SBR( 5)通過(guò)第二排水閥(5.3)與第二中間水箱(4)相連接，第二中間水箱(4)通過(guò)第三進(jìn)水栗(2.7)與厭氧/缺氧SBR( 2)相連接，厭氧/缺氧SBR( 2)通過(guò)第三排水閥(2.5)與出水箱(7)相連接，鼓風(fēng)曝氣機(jī)
(6)通過(guò)進(jìn)氣閥(5.8)與全程硝化SBR( 5)相連接。
[0021 ]所述厭氧/缺氧SBR( 2)反應(yīng)器內(nèi)置有:第一攪拌槳(2.2)，第一進(jìn)水閥(2.1)，第三進(jìn)水閥(2.3)，第一排水閥(2.4)，第三排水閥(2.5)，第一排泥(取樣)閥(2.6)，短程反硝化菌生物膜海綿填料(2.8)，厭氧氨氧化菌生物膜海綿填料(2.9)，填料的體積填充比均為20-30%。
[0022]所述全程硝化SBR(5)反應(yīng)器內(nèi)置有:第二攪拌槳(5.6)，曝氣頭(5.7)第二進(jìn)水閥
(5.4)，第二排水閥(5.3)，第二取樣閥(5.2)，第二排泥閥(5.5)，進(jìn)氣閥(5.8)。
[0023]以北京某大學(xué)家屬區(qū)生活污水，考察系統(tǒng)的脫氮除磷除碳性能，原水具體水質(zhì)如下:0?濃度為120?26011^/1，冊(cè)4+-咐農(nóng)度為50?7511^/1，勵(lì)2—-咐農(nóng)度〈0.111^/1，勵(lì)3—-咐農(nóng)度〈
0.81^/1，？濃度為5?711^/1，？!1為7?8。試驗(yàn)系統(tǒng)如圖1所示，反應(yīng)器采用有機(jī)玻璃制作，厭氧/缺氧SBR(2)和全程硝化SBR(5)，有效容積均為10L。
[0024]具體運(yùn)行操作如下:
[0025]I)反應(yīng)器啟動(dòng)階段:厭氧/缺氧SBR接種傳統(tǒng)污水處理廠回流污泥，使反應(yīng)器中污泥濃度為3200mg/L，并接種已經(jīng)掛好短程反硝化生物膜的海綿填料和已經(jīng)掛好厭氧氨氧化生物膜的海綿填料。兩種填料的填充比均為20-30%。全程硝化SBR接種傳統(tǒng)污水廠回流污泥，使反應(yīng)器中污泥濃度為3300mg/L。
[0026]2)反應(yīng)器正常運(yùn)行調(diào)控:城市生活污水進(jìn)入到城市污水原水箱(I)，通過(guò)第一進(jìn)水栗(1.1)城市污水進(jìn)入到厭氧/缺氧SBR(2)中，進(jìn)行厭氧攪拌l_2h，沉淀排水，排水比為40-50 %，排水進(jìn)入到第一中間水箱(3)。厭氧/缺氧SBR(2)富含NH4+的出水接著通過(guò)第二進(jìn)水栗(5.1)進(jìn)入到全程硝化SBR(5)，曝氣3-6h，溶解氧控制在2_8mg/L，沉淀排水，排水比為40-50%，排水進(jìn)入到第二中間水箱(4)。富含N03-的全程硝化SBR(5)排水通過(guò)第三進(jìn)水栗(2.7)進(jìn)入到厭氧/缺氧SBR(2)，進(jìn)行缺氧攪拌2-4h，沉淀排水，排水比為80-85%，最終出水進(jìn)入出水箱(7)，完成一個(gè)周期，接著進(jìn)行下一個(gè)周期。厭氧/缺氧SBR(2)和全程硝化SBR(5)污泥濃度均保持在2500?3500mg/L，其中厭氧/缺氧SBR(2)絮體污泥污泥齡保持在12-16d。
[0027]在該運(yùn)行條件下，最終出水平均(:00、冊(cè)4+4、腸2--^_3-4、了^了？分別為36.32mg/L、1.64mg/L、1.73mg/L、3.26mg/L、6.63mg/L、0.214mg/L。出水各水質(zhì)指標(biāo)均達(dá)至Ij
一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。
[0028]以上是本發(fā)明的具體實(shí)施例，便于該技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員能更好的理解和應(yīng)用本發(fā)明，但本發(fā)明的實(shí)施不限于此，因此該技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明所做的簡(jiǎn)單改進(jìn)都在本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種SBR反硝化除磷同步內(nèi)源短程反硝化厭氧氨氧化的裝置，其特征在于:包括城市污水原水箱(I)、厭氧/缺氧SBR(2)、第一中間水箱(3)、第二中間水箱(4)、全程硝化SBR(5)、鼓風(fēng)曝氣機(jī)(6)和出水箱(7);其中所述城市污水原水箱(I)通過(guò)第一進(jìn)水栗(1.1)與厭氧/缺氧SBR( 2)相連接，厭氧/缺氧SBR( 2)通過(guò)第一排水閥(2.4)與第一中間水箱(3)相連接，第一中間水箱(3)通過(guò)第二進(jìn)水栗(5.1)與全程硝化SBR( 5)相連接，全程硝化SBR( 5)通過(guò)第二排水閥(5.3)與第二中間水箱(4)相連接，第二中間水箱(4)通過(guò)第三進(jìn)水栗(2.7)與厭氧/缺氧SBR(2)相連接，厭氧/缺氧SBR( 2)通過(guò)第三排水閥(2.5)與出水箱(7)相連接，鼓風(fēng)曝氣機(jī)(6)通過(guò)進(jìn)氣閥(5.8)與全程硝化SBR( 5)相連接； 所述厭氧/缺氧SBR(2)反應(yīng)器內(nèi)置有:第一攪拌槳(2.2)，第一進(jìn)水閥(2.1)，第三進(jìn)水閥(2.3)，第一排水閥(2.4)，第三排水閥(2.5)，第一排泥(取樣)閥(2.6)，短程反硝化菌生物膜海綿填料(2.8)，厭氧氨氧化菌生物膜海綿填料(2.9)，填料的體積填充比均為20-.30% ； 所述全程硝化SBR(5)反應(yīng)器內(nèi)置有:第二攪拌槳(5.6)，曝氣頭(5.7)第二進(jìn)水閥(5.4)，第二排水閥(5.3)，第二取樣閥(5.2)，第二排泥閥(5.5)，進(jìn)氣閥(5.8)。2.應(yīng)權(quán)利要求1所述裝置的方法，其特征在于以下步驟: .1)反應(yīng)器啟動(dòng)階段:厭氧/缺氧SBR接種傳統(tǒng)污水處理廠回流污泥，使反應(yīng)器中污泥濃度為2500?3500mg/L，并接種已經(jīng)掛好短程反硝化生物膜的海綿填料和已經(jīng)掛好厭氧氨氧化生物膜的海綿填料;兩種填料的填充比均為20?30%;全程硝化SBR接種傳統(tǒng)污水廠回流污泥，使反應(yīng)器中污泥濃度為2500?3500mg/L; .2)反應(yīng)器正常運(yùn)行調(diào)控:城市生活污水進(jìn)入到城市污水原水箱(I)，通過(guò)第一進(jìn)水栗(1.1)城市污水進(jìn)入到厭氧/缺氧SBR(2)中，進(jìn)行厭氧攪拌l-2h，沉淀排水，排水比為40-.50%，排水進(jìn)入到第一中間水箱(3);厭氧/缺氧SBR(2)富含NH4+的出水接著通過(guò)第二進(jìn)水栗(5.1)進(jìn)入到全程硝化381?(5)，曝氣3-611，溶解氧控制在2-811^/1，沉淀排水，排水比為40-.50 %，排水進(jìn)入到第二中間水箱(4);富含NO3-的全程硝化SBR( 5)排水通過(guò)第三進(jìn)水栗(2.7)進(jìn)入到厭氧/缺氧SBR(2)，進(jìn)行缺氧攪拌2-4h，沉淀排水，排水比為80-85 %，最終出水進(jìn)入出水箱(7)，完成一個(gè)周期，接著進(jìn)行下一個(gè)周期;其中厭氧/缺氧SBR(2)絮體污泥污泥齡保持在 12-16d。
【文檔編號(hào)】C02F3/12GK106006963SQ201610366367
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月28日
【發(fā)明人】彭永臻, 袁傳勝, 王淑瑩, 王博
【申請(qǐng)人】北京工業(yè)大學(xué)