申請(qǐng)日2015.07.19

　　公開(kāi)(公告)日2015.12.23

　　IPC分類(lèi)號(hào)C01B25/45; C02F3/30

　　摘要

　　一種污泥內(nèi)碳源強(qiáng)化低C/N比城市生活污水脫氮除磷耦合污泥減量的裝置與方法，屬于低碳氮比城市污水處理和污泥減量的技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的裝置主要包括：脫氮SBR，除磷SBR，污泥發(fā)酵裝置。方法為：城市污水首先進(jìn)入脫氮SBR反應(yīng)器，先好氧條件下硝化菌進(jìn)行硝化反應(yīng)，然后在缺氧條件下反硝化菌利用剩余污泥發(fā)酵液進(jìn)行反硝化，出水排入中間水箱，中間水箱中脫氮后的城市生活污水進(jìn)入除磷SBR后，在厭氧條件下聚磷菌利用剩余污泥發(fā)酵液進(jìn)行厭氧釋磷，然后在好氧條件下聚磷菌吸磷，出水直接外排。本發(fā)明在無(wú)外加碳源的條件下能夠?qū)崿F(xiàn)低C/N比(摩爾比)城市生活污水的深度脫氮除磷，并達(dá)到污泥減量的目的，從而降低運(yùn)行成本。

　　權(quán)利要求書(shū)

　　1.一種污泥內(nèi)碳源強(qiáng)化城市生活污水脫氮除磷耦合污泥減量的裝置，其特征在于：

　　設(shè)有城市污水箱(1)、脫氮SBR(2)、中間水箱(3)、除磷SBR(4)、剩余污 泥箱(5)、污泥發(fā)酵裝置(6)、沉淀池(7)和發(fā)酵液脫氮除磷池(8);

　　城市污水箱(1)中的生活污水通過(guò)第一進(jìn)水泵(2-1)進(jìn)入脫氮SBR(2)，脫氮 SBR(2)的出水通過(guò)排水泵(2-5)排入中間水箱(3)，中間水箱(3)中的硝化液通 過(guò)第二進(jìn)水泵(4-1)進(jìn)入除磷SBR(4)，除磷SBR(4)的出水直接排出;脫氮SBR (2)和除磷SBR(4)的排泥分別通過(guò)第一排泥泵(2-4)和第二排泥泵(4-2)排入 剩余污泥箱(5)中，再通過(guò)污泥投加泵(6-3)投加到污泥發(fā)酵裝置(6)中;污泥 發(fā)酵裝置(6)中的發(fā)酵混合物通過(guò)發(fā)酵排泥泵(6-4)排入沉淀池(7)中，沉淀池 (7)的出水排入發(fā)酵液脫氮除磷池(8)中，去除氮磷的發(fā)酵液分別通過(guò)第一發(fā)酵液 投加泵(8-3)和第二發(fā)酵液投加泵(8-2)投加至脫氮SBR(2)和除磷SBR(4)中;

　　脫氮SBR(2)通過(guò)第一氣體流量計(jì)(2-6)與曝氣泵(2-3)相連，并設(shè)有第一 攪拌器(2-2)和第一溶解氧測(cè)定儀(2-7);除磷SBR(4)設(shè)有第二攪拌器(4-3)、 第二氣體流量計(jì)(4-6)、第二溶解氧測(cè)定儀(4-5)和出水口(4-4);污泥發(fā)酵裝置(6) 設(shè)有第三攪拌器(6-1)和pH測(cè)定儀(6-2);沉淀池(7)設(shè)有排泥口(7-1);發(fā)酵液 脫氮除磷池(8)設(shè)有第四攪拌器(8-1)、加藥口(8-5)和鳥(niǎo)糞石回收口(8-4)。

　　2.應(yīng)用權(quán)利要求1所述的一種污泥內(nèi)碳源強(qiáng)化城市生活污水脫氮除磷耦合污泥減 量的裝置的方法，其特征在于包含以下內(nèi)容：

　　2.1啟動(dòng)階段：接種脫氮污泥至脫氮SBR(2)，控制污泥濃度在2000-3000mg/L; 接種除磷污泥至除磷SBR(4)，控制污泥濃度在2000-3000mg/L;將濃度為 8000-10000mg/L的剩余污泥加入至污泥發(fā)酵裝置(6)并進(jìn)行厭氧攪拌，控制發(fā)酵 pH=9-10，溫度為25-35℃;脫氮SBR系統(tǒng)啟動(dòng)成功的標(biāo)志是系統(tǒng)出水COD<50mg/L， NH4+-N<1mg/L，TN<15mg/L;除磷SBR系統(tǒng)啟動(dòng)成功的標(biāo)志是系統(tǒng)出水COD< 50mg/L，PO43--P<1mg/L;發(fā)酵裝置啟動(dòng)成功的標(biāo)志是污泥發(fā)酵液中的SCOD和SCFAs 濃度穩(wěn)定;

　　2.2運(yùn)行階段：

　　脫氮SBR(2)：脫氮SBR(2)處理低C/N摩爾比(C/N<4)的城市生活污水， 城市生活污水進(jìn)入后，先進(jìn)行好氧攪拌，控制溶解氧濃度在2-3mg/L，曝氣停止后， 通過(guò)第一發(fā)酵液投加泵(8-3)將去除氨氮和磷的發(fā)酵液泵入后繼續(xù)攪拌，然后靜置 排水，最后閑置;控制排水比為0.4-0.6，污泥濃度在2000-3000mg/L，污泥齡在8-15d， 水力停留時(shí)間在5-10h，排水通過(guò)排水泵(2-5)排入中間水箱(3)中，排出的污泥 經(jīng)過(guò)第一排泥泵(2-4)泵入剩余污泥箱(5)中;

　　除磷SBR(4)：除磷SBR(4)處理中間水箱(3)中的脫氮生活污水，待脫氮 生活污水進(jìn)入后，通過(guò)第二發(fā)酵液投加泵(8-2)泵入脫氮除磷后的發(fā)酵液并進(jìn)行厭 氧攪拌，之后進(jìn)行曝氣并繼續(xù)攪拌，控制溶解氧濃度在2-3mg/L，然后靜置排水，最 后閑置;控制排水比為0.4-0.6，污泥濃度在2000-3000mg/L，污泥齡在10-20d，水力 停留時(shí)間在5-10h，排水直接排出，排出的污泥經(jīng)過(guò)第二排泥泵(4-2)泵入剩余污泥 箱(5)中;

　　污泥發(fā)酵裝置(6)：控制污泥停留時(shí)間SRT=8-10d，進(jìn)泥濃度8000-10000mg/L， 發(fā)酵pH=9-10，發(fā)酵溫度在25-35℃;根據(jù)發(fā)酵系統(tǒng)SRT每天通過(guò)發(fā)酵排泥泵(6-4) 排出經(jīng)發(fā)酵后污泥至沉淀池(7)中進(jìn)行泥水分離，然后開(kāi)啟污泥投加泵(6-3)將相 同體積的剩余污泥從剩余污泥箱(5)泵入污泥發(fā)酵裝置(6)中，沉淀池(7)中的 上清液由重力作用進(jìn)入發(fā)酵液脫氮除磷池(8)中，上清液進(jìn)入后測(cè)定發(fā)酵液脫氮除 磷池(8)中的氨氮和磷濃度，再根據(jù)發(fā)酵液脫氮除磷池(8)中氨氮和磷的濃度通過(guò) 加藥口(8-5)分別投加磷酸鹽和鎂鹽，同時(shí)開(kāi)啟第四攪拌器(8-1)進(jìn)行攪拌，投加 的摩爾比控制在Mg:P:N=1.2:0.8:1，發(fā)酵液脫氮除磷池(8)中氨氮、磷和鎂形成鳥(niǎo)糞 石并通過(guò)鳥(niǎo)糞石回收口(8-4)進(jìn)行鳥(niǎo)糞石回收，然后將去除氮磷后的發(fā)酵液分別通 過(guò)第一發(fā)酵液投加泵(8-3)和第二發(fā)酵液投加泵(8-2)投加至脫氮SBR(2)和除 磷SBR(4)中。

　　說(shuō)明書(shū)

　　一種污泥內(nèi)碳源強(qiáng)化低C/N比城市生活污水脫氮除磷耦合污泥減量的裝置與方法

　　技術(shù)領(lǐng)域：

　　本發(fā)明涉及污泥內(nèi)碳源強(qiáng)化低C/N比(摩爾比)城市生活污水脫氮除磷耦合污泥減量 的裝置與方法，屬于低碳氮比城市污水處理和污泥減量的技術(shù)領(lǐng)域。

　　背景技術(shù)：

　　我國(guó)城市污水普遍存在碳源不足，C/N比(摩爾比)較低的問(wèn)題，而傳統(tǒng)的缺氧/厭氧 /好氧SBR在處理污水過(guò)程中存在聚磷菌和反硝化菌之間存在對(duì)碳源的競(jìng)爭(zhēng)，因此為實(shí)現(xiàn) 城市生活污水的深度脫氮除磷，強(qiáng)化出水效果，往往需要投加外碳源(乙酸鈉、乙醇等) 來(lái)提高進(jìn)水的C/N比(摩爾比)，然而外碳源的投加導(dǎo)致剩余污泥的產(chǎn)量大幅增加。外加 碳源和剩余污泥的處理均增加了污水處理廠的運(yùn)行費(fèi)用。

　　剩余污泥發(fā)酵可產(chǎn)生大量的揮發(fā)性脂肪酸，且揮發(fā)性脂肪酸是生物脫氮除磷的優(yōu)質(zhì)碳 源，因此剩余污泥經(jīng)厭氧發(fā)酵既可解決碳源缺乏問(wèn)題又可解決污泥的處理處置問(wèn)題;但發(fā) 酵過(guò)程伴隨著高濃度的氨氮和磷的釋放，在應(yīng)用發(fā)酵液做碳源時(shí)需去除產(chǎn)生的氨氮和磷。

　　本發(fā)明利用回收氨氮和磷后的剩余污泥發(fā)酵液強(qiáng)化城市生活污水脫氮除磷，系統(tǒng)無(wú)需 外加碳源，在實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)深度脫氮除磷的同時(shí)達(dá)到污泥減量的效果，進(jìn)而降低污水處理廠的 運(yùn)行成本。

　　發(fā)明內(nèi)容：

　　本發(fā)明為解決城市生活污水C/N比(摩爾比)較低和剩余污泥處理處置較難的問(wèn)題， 提出污泥內(nèi)碳源強(qiáng)化低C/N比城市生活污水脫氮除磷耦合污泥減量的裝置與方法。本裝置 和方法中將去除氨氮和磷的剩余污泥發(fā)酵液分別用作脫氮SBR和除磷SBR的外加碳源， 提高系統(tǒng)的脫氮除磷效果，同時(shí)脫氮SBR和除磷SBR的排泥直接排入發(fā)酵裝置進(jìn)行發(fā)酵 產(chǎn)酸，達(dá)到污泥減量的效果。

　　一種污泥內(nèi)碳源強(qiáng)化城市生活污水脫氮除磷耦合污泥減量的裝置和方法，其特征在于 設(shè)有城市污水箱(1)、脫氮SBR(2)、中間水箱(3)、除磷SBR(4)、剩余污泥箱(5)、 污泥發(fā)酵裝置(6)、沉淀池(7)和發(fā)酵液脫氮除磷池(8);

　　城市污水箱(1)中的生活污水通過(guò)第一進(jìn)水泵(2-1)進(jìn)入脫氮SBR(2)，脫氮SBR (2)的出水通過(guò)排水泵(2-5)排入中間水箱(3)，中間水箱(3)中的硝化液通過(guò)第二 進(jìn)水泵(4-1)進(jìn)入除磷SBR(4)，除磷SBR(4)的出水直接排出;脫氮SBR(2)和除 磷SBR(4)的排泥分別通過(guò)第一排泥泵(2-4)和第二排泥泵(4-2)排入剩余污泥箱(5) 中，再通過(guò)污泥投加泵(6-3)投加到污泥發(fā)酵裝置(6)中;污泥發(fā)酵裝置(6)中的發(fā)酵 混合物通過(guò)發(fā)酵排泥泵(6-4)排入沉淀池(7)中，沉淀池(7)的出水排入發(fā)酵液脫氮除 磷池(8)中，去除氮磷的發(fā)酵液分別通過(guò)第一發(fā)酵液投加泵(8-3)和第二發(fā)酵液投加泵 (8-2)投加至脫氮SBR(2)和除磷SBR(4)中。

　　脫氮SBR(2)通過(guò)第一氣體流量計(jì)(2-6)與曝氣泵(2-3)相連，并設(shè)有第一攪拌器 (2-2)和第一溶解氧測(cè)定儀(2-7);除磷SBR(4)設(shè)有第二攪拌器(4-3)、第二氣體 流量計(jì)(4-6)、第二溶解氧測(cè)定儀(4-5)和出水口(4-4);污泥發(fā)酵裝置(6)設(shè)有第 三攪拌器(6-1)和pH測(cè)定儀(6-2);沉淀池(7)設(shè)有排泥口(7-1);發(fā)酵液脫氮除磷 池(8)設(shè)有第四攪拌器(8-1)、加藥口(8-5)和鳥(niǎo)糞石回收口(8-4)。

　　在本發(fā)明裝置中，城市生活污水和污泥的處理流程為：生活污水進(jìn)入脫氮SBR和除磷 SBR分別進(jìn)行脫氮除磷，最終出水有除磷SBR排除;脫氮SBR和除磷SBR的剩余污泥排 入污泥發(fā)酵裝置，根據(jù)發(fā)酵裝置的SRT每天排放定量的發(fā)酵污泥于沉淀池中進(jìn)行泥水分 離，沉淀池中的上清液排入發(fā)酵液脫氮除磷池進(jìn)行鳥(niǎo)糞石回收，去除氨氮和磷的發(fā)酵液作 為脫氮SBR和除磷SBR的外加碳源。

　　一種污泥內(nèi)碳源強(qiáng)化城市生活污水脫氮除磷耦合污泥減量的裝置和方法，其特征在于 包含以下步驟：

　　2.1啟動(dòng)階段：接種脫氮污泥至脫氮SBR(2)，控制污泥濃度在2000-3000mg/L;接 種除磷污泥至除磷SBR(4)，控制污泥濃度在2000-3000mg/L;將濃度為8000-10000mg/L 的剩余污泥加入至污泥發(fā)酵裝置(6)并進(jìn)行厭氧攪拌，控制發(fā)酵pH=9-10，溫度為25-35℃; 脫氮SBR系統(tǒng)啟動(dòng)成功的標(biāo)志是系統(tǒng)出水COD<50mg/L，NH4+-N<1mg/L，TN<15mg/L; 除磷SBR系統(tǒng)啟動(dòng)成功的標(biāo)志是系統(tǒng)出水COD<50mg/L，PO43--P<1mg/L;發(fā)酵裝置啟 動(dòng)成功的標(biāo)志是污泥發(fā)酵液中的SCOD和SCFAs濃度穩(wěn)定。(波動(dòng)范圍不超過(guò)500mg/L 即可認(rèn)為是穩(wěn)定)

　　2.2運(yùn)行階段：

　　脫氮SBR(2)：脫氮SBR(2)處理低C/N摩爾比(C/N<4)的城市生活污水，城 市生活污水進(jìn)入后，先進(jìn)行好氧攪拌，控制溶解氧濃度在2-3mg/L，曝氣停止后，通過(guò)第 一發(fā)酵液投加泵(8-3)將去除氨氮和磷的發(fā)酵液泵入后繼續(xù)攪拌，然后靜置排水，最后閑 置;控制排水比為0.4-0.6，污泥濃度在2000-3000mg/L，污泥齡在8-15d，水力停留時(shí)間在 5-10h，排水通過(guò)排水泵(2-5)排入中間水箱(3)中，排出的污泥經(jīng)過(guò)第一排泥泵(2-4) 泵入剩余污泥箱(5)中;

　　除磷SBR(4)：除磷SBR(4)處理中間水箱(3)中的脫氮生活污水，待脫氮生活 污水進(jìn)入后，通過(guò)第二發(fā)酵液投加泵(8-2)泵入脫氮除磷后的發(fā)酵液并進(jìn)行厭氧攪拌，之 后進(jìn)行曝氣并繼續(xù)攪拌，控制溶解氧濃度在2-3mg/L，然后靜置排水，最后閑置;控制排 水比為0.4-0.6，污泥濃度在2000-3000mg/L，污泥齡在10-20d，水力停留時(shí)間在5-10h， 排水直接排出，排出的污泥經(jīng)過(guò)第二排泥泵(4-2)泵入剩余污泥箱(5)中;

　　污泥發(fā)酵裝置(6)：控制污泥停留時(shí)間SRT=8-10d，進(jìn)泥濃度8000-10000mg/L，發(fā) 酵pH=9-10，發(fā)酵溫度在25-35℃;根據(jù)發(fā)酵系統(tǒng)SRT每天通過(guò)發(fā)酵排泥泵(6-4)排出經(jīng) 發(fā)酵后污泥至沉淀池(7)中進(jìn)行泥水分離，然后開(kāi)啟污泥投加泵(6-3)將相同體積的剩 余污泥從剩余污泥箱(5)泵入污泥發(fā)酵裝置(6)中，沉淀池(7)中的上清液由重力作 用進(jìn)入發(fā)酵液脫氮除磷池(8)中，上清液進(jìn)入后測(cè)定發(fā)酵液脫氮除磷池(8)中的氨氮和 磷濃度，再根據(jù)發(fā)酵液脫氮除磷池(8)中氨氮和磷的濃度通過(guò)加藥口(8-5)分別投加磷 酸鹽和鎂鹽，同時(shí)開(kāi)啟第四攪拌器(8-1)進(jìn)行攪拌，投加的摩爾比控制在Mg:P:N=1.2:0.8:1， 發(fā)酵液脫氮除磷池(8)中氨氮、磷和鎂形成鳥(niǎo)糞石并通過(guò)鳥(niǎo)糞石回收口(8-4)進(jìn)行鳥(niǎo)糞 石回收，然后將去除氮磷后的發(fā)酵液分別通過(guò)第一發(fā)酵液投加泵(8-3)和第二發(fā)酵液投加 泵(8-2)投加至脫氮SBR(2)和除磷SBR(4)中。

　　本發(fā)明一種污泥內(nèi)碳源強(qiáng)化城市生活污水脫氮除磷耦合污泥減量的裝置和方法具有 以下優(yōu)點(diǎn)：

　　1.系統(tǒng)無(wú)外加碳源，利用污泥內(nèi)碳源進(jìn)行脫氮除磷，降低處理費(fèi)用。

　　2.將脫氮和除磷過(guò)程分開(kāi)，從而避免反硝化細(xì)菌和聚磷菌對(duì)碳源的競(jìng)爭(zhēng)，增強(qiáng)系統(tǒng)的 脫氮除磷效率，并充分利用污泥內(nèi)碳源。

　　3.設(shè)置鳥(niǎo)糞石回收池，在使用發(fā)酵液做外碳源時(shí)避免增加系統(tǒng)的氨氮和磷負(fù)荷的同時(shí) 回收鳥(niǎo)糞石。

　　4.脫氮SBR和除磷SBR的剩余污泥直接排入發(fā)酵裝置，實(shí)現(xiàn)污泥內(nèi)碳源開(kāi)發(fā)和減量。