申請(qǐng)日2015.06.17

　　公開(公告)日2015.09.30

　　IPC分類號(hào)C02F9/14

　　摘要

　　本發(fā)明是一種基于脈沖曝氣強(qiáng)化污水脫氮除磷和節(jié)能降耗的方法。在傳統(tǒng)A2O工藝的基礎(chǔ)上，將好氧區(qū)不同廊道或區(qū)域進(jìn)行分區(qū)，通過污水處理廠中央控制系統(tǒng)對(duì)曝氣系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)、管路及氣閥等的控制，對(duì)好氧區(qū)進(jìn)行脈沖曝氣，讓好氧區(qū)內(nèi)始終有一區(qū)域處于低溶氧狀態(tài)，DO<0.5mg/L，與此同時(shí)其他區(qū)域正常曝氣處于高溶氧狀態(tài)DO2-3mg/L，好氧區(qū)不同區(qū)域交替處于低溶氧狀態(tài)，每個(gè)區(qū)域在一個(gè)周期內(nèi)處于低溶氧狀態(tài)的時(shí)間為t/n，t為好氧區(qū)水力停留時(shí)間，n為好氧區(qū)廊道或區(qū)域數(shù)，脈沖周期為好氧區(qū)水力停留時(shí)間，好氧區(qū)進(jìn)行間歇脈沖曝氣后，實(shí)現(xiàn)交替缺氧好氧環(huán)境，強(qiáng)化反硝化作用，提升污水處理效果與水質(zhì)。

　　摘要附圖

 

　　權(quán)利要求書

　　1.一種基于脈沖曝氣強(qiáng)化污水脫氮除磷和節(jié)能降耗的方法，其特征在于按以下進(jìn)行：在傳統(tǒng)A2O工藝的基礎(chǔ)上，將好氧區(qū)不同廊道或區(qū)域進(jìn)行分區(qū)，通過污水處理廠中央控制系統(tǒng)對(duì)曝氣系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)、管路及氣閥等的控制，對(duì)好氧區(qū)進(jìn)行脈沖曝氣，讓好氧區(qū)內(nèi)始終有一區(qū)域處于低溶氧狀態(tài)，DO<0.5mg/L，與此同時(shí)其他區(qū)域正常曝氣處于高溶氧狀態(tài)DO2-3mg/L，好氧區(qū)不同區(qū)域交替處于低溶氧狀態(tài)，每個(gè)區(qū)域在一個(gè)周期內(nèi)處于低溶氧狀態(tài)的時(shí)間為t/n，t為好氧區(qū)水力停留時(shí)間，n為好氧區(qū)廊道或區(qū)域數(shù)，脈沖周期為好氧區(qū)水力停留時(shí)間，好氧區(qū)進(jìn)行間歇脈沖曝氣后，實(shí)現(xiàn)交替缺氧好氧環(huán)境，強(qiáng)化反硝化作用，提升污水處理效果與水質(zhì)。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于脈沖曝氣強(qiáng)化污水脫氮除磷和節(jié)能降耗的方法，其特征在于好氧區(qū)各廊道或區(qū)域均安裝溶解氧(DO)、化學(xué)需氧量(CODcr)、總氮(TN)、總磷(TP)、氨氮(NH3-N)在線檢測(cè)儀表，并根據(jù)在線檢測(cè)儀表上的指標(biāo)數(shù)據(jù)，進(jìn)行脈沖曝氣量的控制。

　　說明書

　　基于脈沖曝氣強(qiáng)化污水脫氮除磷和節(jié)能降耗的方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是基于脈沖曝氣強(qiáng)化污水脫氮除磷和節(jié)能降耗的方法。

　　背景技術(shù)

　　排放污水中氮磷是造成水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。隨著我國(guó)水體富營(yíng)養(yǎng)化問題的日趨嚴(yán)重，以及新《城鎮(zhèn)污水廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)的實(shí)施，研發(fā)經(jīng)濟(jì)高效穩(wěn)定的污水脫氮除磷技術(shù)，已成為水處理領(lǐng)域急需的技術(shù)需求。同時(shí)，污水處理廠運(yùn)行能耗較高，是其運(yùn)行主要投資費(fèi)用來源;曝氣供氧又是能耗主要消耗者，所以降低污水處理廠曝氣能耗是其節(jié)能降耗的關(guān)鍵技術(shù)措施。

　　目前污水脫氮除磷主要采用基于厭氧/缺氧/好氧工藝的生物硝化反硝化以及生物化學(xué)除磷相結(jié)合的工藝。由于我國(guó)污水存在低碳源特點(diǎn)，所以進(jìn)水中有效碳源相對(duì)較低，不足以支撐有效的脫氮除磷;而且，傳統(tǒng)的脫氮除磷工藝中，存在反硝化菌和聚磷菌競(jìng)爭(zhēng)碳源問題，脫氮和除磷難以同時(shí)達(dá)到最佳效率。生物脫氮過程主要包括好氧硝化和缺氧反硝化。一般生物脫氮工藝歷經(jīng)缺氧好氧(AO)工藝，也即采用前置反硝化，好氧段硝化液回流到缺氧段，利用進(jìn)水中碳源進(jìn)行反硝化脫氮。傳統(tǒng)AO工藝的脫氮率受硝化液回流比和污泥回流比的控制，為了達(dá)到較高的脫氮率，就要提高回流比。采用傳統(tǒng)AO工藝，在硝化液回流比為300%，污泥回流比為100%的條件下，不考慮細(xì)胞自身物質(zhì)的合成，總氮去除率最高可達(dá)80%左右。繼續(xù)增大回流比，總氮去除率上升不明顯，且從好氧池進(jìn)入缺氧池的溶解氧將會(huì)增加，從而消耗進(jìn)水中有機(jī)碳源，影響反硝化脫氮的效率。

　　目前，脈沖曝氣主要用于膜生物反應(yīng)器中控制膜污染，尚未見到用于污水處理廠曝氣控制的研究和報(bào)道。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的是針對(duì)我國(guó)低碳源污水特征，結(jié)合最近脫氮除磷理論的研究進(jìn)展，提供一種基于脈沖曝氣強(qiáng)化污水脫氮除磷與節(jié)能降耗的污水處理方法。

　　本發(fā)明采用脈沖曝氣模式提供氧氣的強(qiáng)化污水脫氮除磷技術(shù)，通過脈沖曝氣模式，能夠強(qiáng)化脫氮除磷效率，同時(shí)能夠降低污水處理廠運(yùn)行能耗，特別是城市和農(nóng)村分散式生活污水處理。

　　本發(fā)明的技術(shù)方案為：基于脈沖曝氣強(qiáng)化污水脫氮除磷與節(jié)能降耗的污水處理方法主要為在傳統(tǒng)A2O工藝的基礎(chǔ)上，將好氧區(qū)不同廊道或區(qū)域進(jìn)行分區(qū)，通過污水處理廠中央控制系統(tǒng)對(duì)曝氣系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)、管路及氣閥等的控制，對(duì)好氧區(qū)實(shí)現(xiàn)脈沖曝氣，讓好氧區(qū)內(nèi)始終有一區(qū)域處于低溶氧狀態(tài)(DO<0.5mg/L)，與此同時(shí)其他區(qū)域正常曝氣處于高溶氧狀態(tài)(DO2-3mg/L)。其中，好氧區(qū)不同區(qū)域交替處于低溶氧狀態(tài)，每個(gè)區(qū)域在一個(gè)周期內(nèi)處于低溶氧狀態(tài)的時(shí)間為t/n，t為好氧區(qū)水力停留時(shí)間，n為好氧區(qū)廊道或區(qū)域數(shù)，脈沖周期為好氧區(qū)水力停留時(shí)間。對(duì)好氧區(qū)進(jìn)行間歇脈沖曝氣后，好氧區(qū)將始終保持有一條廊道或區(qū)域處于低溶氧狀態(tài)(DO<0.5mg/L)，實(shí)現(xiàn)交替缺氧好氧環(huán)境，強(qiáng)化反硝化作用，提升污水處理效果與水質(zhì)。根據(jù)好氧區(qū)各廊道或區(qū)域均安裝的溶解氧(DO)、化學(xué)需氧量(CODcr)、總氮(TN)、總磷(TP)、氨氮(NH3-N)等在線檢測(cè)儀表上的指標(biāo)數(shù)據(jù)，進(jìn)行脈沖曝氣量的控制，以達(dá)到穩(wěn)定的生產(chǎn)運(yùn)行效果。本工藝可以得到很好的脫氮除磷效果和降低污水處理運(yùn)行能耗成本。

　　本發(fā)明在傳統(tǒng)A2O工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行，污水廠整體工藝由厭氧/缺氧/好氧/沉淀階段組成或者由缺氧/厭氧/好氧/沉淀階段組成：經(jīng)過預(yù)處理的污水流入?yún)捬鯀^(qū)(DO<0.2mg/L)，聚磷菌利用小分子碳源物質(zhì)并貯存為內(nèi)聚物發(fā)生釋放磷的生化過程，厭氧區(qū)域出水順次進(jìn)入缺氧區(qū)(DO<0.5mg/L)進(jìn)行反硝化，然后再進(jìn)入好氧區(qū)經(jīng)脈沖曝氣形成的高、低好氧區(qū)(高DO，2-3mg/L;低DO，<0.5mg/L)發(fā)生硝化和攝取磷的過程，在高、低溶氧區(qū)交替過程中將有益于同步硝化反硝化的進(jìn)行，最后經(jīng)脈沖曝氣好氧區(qū)的污水混合液進(jìn)入沉淀階段，沉淀后上清液排出到自然水體，沉淀后污泥部分回流至厭氧區(qū)，同時(shí)將污泥中剩余污泥排出進(jìn)入污泥處理系統(tǒng)進(jìn)行濃縮、脫水后外運(yùn)進(jìn)行有效的污泥處理處置。

　　本發(fā)明的工藝中厭氧階段主要是促進(jìn)聚磷菌等能夠積累內(nèi)聚物的微生物的生化代謝，充分利用厭氧水解產(chǎn)生的小分子有機(jī)碳源，并積累為內(nèi)聚物以備后期反硝化和生物攝磷需用。工藝缺氧階段主要是促進(jìn)反硝化菌進(jìn)行反硝化脫氮。好氧階段主要是硝化和去除有機(jī)物。沉淀階段的二沉池主要是截留污泥，并回流污泥到主體工藝中，提高污泥濃度并提高污水處理效率。

　　本發(fā)明的關(guān)鍵技術(shù)是對(duì)好氧階段運(yùn)行模式的改進(jìn)，主要采用脈沖曝氣模式(將好氧區(qū)進(jìn)行分區(qū)后通過中央控制系統(tǒng)、進(jìn)氣閥及管路調(diào)控實(shí)現(xiàn))，能夠有效地控制供氧量，形成高、低溶氧區(qū)，實(shí)現(xiàn)交替缺氧好氧環(huán)境，強(qiáng)化好氧階段同步硝化反硝化。首先，該脈沖曝氣模式能夠合理控制供氧量，由于異養(yǎng)菌和氨硝化菌具有更高的氧氣競(jìng)爭(zhēng)能力，所以會(huì)抑制亞硝酸鹽硝化菌的活性，有利于實(shí)現(xiàn)短程硝化反硝化。其次，通過脈沖曝氣，強(qiáng)化脫氮，能夠降低后續(xù)污泥混合液的回流量，間接降低污水泵運(yùn)行能耗。再者，通過控制供氧量，能夠降低碳源物質(zhì)的無效利用，而強(qiáng)化用于反硝化等脫氮除磷過程中，強(qiáng)化污水總氮的去除效率。最后，通過脈沖曝氣模式，能夠提高供氧效率，從而降低污水處理曝氣能耗。