申請(qǐng)日2010.07.30
公開(公告)日2011.03.09
IPC分類號(hào)C02F3/30; C02F9/14
摘要
本實(shí)用新型屬于污水生物處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種連續(xù)流污水低氧短程脫氮處理裝置，本實(shí)用新型進(jìn)水管、厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)、二沉池和出水管通過管道依次串聯(lián)，厭氧區(qū)內(nèi)設(shè)置攪拌器，二沉池底部通過污泥回流系統(tǒng)連接厭氧區(qū)，并通過污泥排出管排出剩余污泥，好氧區(qū)通過硝化液回流系統(tǒng)連接缺氧區(qū)，缺氧區(qū)設(shè)置第一曝氣系統(tǒng)和循環(huán)推流系統(tǒng)，好氧區(qū)設(shè)置第二曝氣系統(tǒng)。本實(shí)用新型通過對(duì)溶解氧、pH等進(jìn)行控制，在缺氧區(qū)形成低氧區(qū)，利用低氧短程硝化反硝化脫氮、反硝化除磷等技術(shù)，在進(jìn)水低碳氮比條件下，采用連續(xù)流活性污泥法實(shí)現(xiàn)高效、節(jié)能脫氮除磷的目的。
權(quán)利要求書
1.一種連續(xù)流污水低氧短程脫氮處理裝置，其特征在于由進(jìn)水管(1)、厭氧區(qū)(2)、缺氧區(qū)(3)、好氧區(qū)(4)、二沉池(5)、出水管(6)、攪拌器(7)、循環(huán)推流系統(tǒng)(8)、第一曝氣系統(tǒng)(9)、第二曝氣系統(tǒng)(10)、硝化液回流系統(tǒng)(11)、污泥回流系統(tǒng)(12)、污泥排出管(13)和附加進(jìn)水管(14)組成，其中，進(jìn)水管(1)、厭氧區(qū)(2)、缺氧區(qū)(3)、好氧區(qū)(4)、二沉池(5)和出水管(6)通過管道依次串聯(lián)，厭氧區(qū)(2)內(nèi)設(shè)置攪拌器(7)，二沉池(5)底部通過污泥回流系統(tǒng)(12)連接厭氧區(qū)(2)，并通過污泥排出管(13)排出剩余污泥，好氧區(qū)(4)通過硝化液回流系統(tǒng)(11)連接缺氧區(qū)(3)，缺氧區(qū)(3)設(shè)有第一曝氣系統(tǒng)(9)和循環(huán)推流系統(tǒng)(8)，好氧區(qū)(4)設(shè)有第二曝氣系統(tǒng)(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)流污水低氧短程脫氮處理裝置，其特征在于第一曝氣系統(tǒng)(9)和第二曝氣系統(tǒng)(10)分別連接鼓風(fēng)機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種連續(xù)流污水低氧短程脫氮處理裝置，其特征在于進(jìn)水管(1)在連接厭氧區(qū)(2)前并聯(lián)一附加進(jìn)水管(14)與缺氧區(qū)(3)直接連接。
說明書
連續(xù)流污水低氧短程脫氮處理裝置
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型屬于污水生物處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種連續(xù)流污水低氧短程脫氮處理裝置。
背景技術(shù)
隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，用水量越來越大，水體污染也在加劇，因此，有效控制水污染，保護(hù)本來就十分稀缺的淡水資源，直接關(guān)系到我國經(jīng)濟(jì)的健康快速發(fā)展�！冻擎�(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918-2002)對(duì)氮、磷等營養(yǎng)元素的排放控制越來越嚴(yán)格，在城市污水生物處理系統(tǒng)中，如何提高低C/N比污水的脫氮除磷效率一直是個(gè)難點(diǎn)�，F(xiàn)有的脫氮除磷工藝，如A/A/O、UCT、MUCT、SBR、CASS/CAST等，都基于傳統(tǒng)的脫氮理論，即氨氮和有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮以后再進(jìn)行反硝化脫氮，這不僅耗時(shí)從而導(dǎo)致反應(yīng)池容積增大，而且耗氧量也多，投資和運(yùn)行成本都較高。人們對(duì)脫氮機(jī)理的深入認(rèn)識(shí)，為工程提供了理論依據(jù)。脫氮可以通過短程硝化反硝化實(shí)現(xiàn)，即硝化反應(yīng)進(jìn)行到亞硝酸鹽階段，控制混合相DO濃度，使硝化菌在競(jìng)爭(zhēng)中處于劣勢(shì)，亞硝酸鹽型反硝化菌處于優(yōu)勢(shì)，以亞硝酸鹽為電子受體進(jìn)行反硝化，實(shí)現(xiàn)脫氮目的。新的脫氮途徑不僅耗時(shí)較少，而且耗氧也少，表現(xiàn)為低氧脫氮，節(jié)省投資，減少運(yùn)行費(fèi)用。
近年來，國內(nèi)對(duì)于短程脫氮技術(shù)也有大量研究，如北京工業(yè)大學(xué)的彭永臻教授等對(duì)利用序批式SBR反應(yīng)器(非連續(xù)流)實(shí)現(xiàn)在低C/N比條件下進(jìn)行低氧脫氮的機(jī)理，影響因素等進(jìn)行了有效探索;董濱等發(fā)明填料生物膜低氧脫氮除磷工藝，用填料生物膜富集硝化菌，同時(shí)交替設(shè)置低氧區(qū)，成功實(shí)現(xiàn)低氧脫氮。
但是，目前對(duì)低氧條件下，利用連續(xù)流活性污泥法實(shí)現(xiàn)城市污水短程脫氮的報(bào)道還很少，特別是對(duì)于利用連續(xù)流污水低氧短程脫氮處理裝置實(shí)現(xiàn)連續(xù)流污水短程脫氮未見報(bào)道和使用。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種連續(xù)流污水低氧短程脫氮處理裝置。
本實(shí)用新型提出的一種連續(xù)流污水低氧短程脫氮處理裝置，由進(jìn)水管1、厭氧區(qū)2、缺氧區(qū)3、好氧區(qū)4、二沉池5、出水管6、攪拌器7、循環(huán)推流系統(tǒng)8、第一曝氣系統(tǒng)9、第二曝氣系統(tǒng)10、硝化液回流系統(tǒng)11、污泥回流系統(tǒng)12和污泥排出管13組成，其中，進(jìn)水管1、厭氧區(qū)2、缺氧區(qū)3、好氧區(qū)4、二沉池5和出水管6通過管道依次串聯(lián)，厭氧區(qū)2內(nèi)設(shè)置攪拌器7，二沉池5底部通過污泥回流系統(tǒng)12連接厭氧區(qū)2，并通過污泥排出管13排出剩余污泥，好氧區(qū)4通過硝化液回流系統(tǒng)11連接缺氧區(qū)3，缺氧區(qū)3設(shè)有第一曝氣系統(tǒng)9和循環(huán)推流系統(tǒng)8，好氧區(qū)4設(shè)有第二曝氣系統(tǒng)10。
本實(shí)用新型中，所述第一曝氣系統(tǒng)9和第二曝氣系統(tǒng)10分別連接鼓風(fēng)機(jī)。通過調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量，可控制缺氧區(qū)的曝氣強(qiáng)度。污水通過溢流堰進(jìn)入好氧區(qū)，硝化反應(yīng)進(jìn)一步去除氨氮;聚磷菌在這里也進(jìn)行過量攝磷，進(jìn)一步除磷，同時(shí)有機(jī)物也得到有效去除。通過回流管11，硝化液進(jìn)入缺氧區(qū)進(jìn)行反硝化，以進(jìn)一步去脫氮。處理后的污水通過出水堰經(jīng)出水管進(jìn)入二沉池5。二沉池5污泥通過污泥回流管12回流至厭氧區(qū)2。
本實(shí)用新型中，所述進(jìn)水管1在連接厭氧區(qū)2前并聯(lián)一附加進(jìn)水管14與缺氧區(qū)3直接連接，實(shí)現(xiàn)從厭氧區(qū)2和缺氧區(qū)3的分段進(jìn)水，保證生物釋磷和反硝化所需碳源。
本實(shí)用新型中，在缺氧區(qū)設(shè)立的第一曝氣系統(tǒng)9，可以根據(jù)進(jìn)水氨氮和有機(jī)物濃度的變化，開啟或者關(guān)閉曝氣，并可對(duì)第一曝氣系統(tǒng)9的曝氣強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以達(dá)到充分利用進(jìn)水碳源以及實(shí)現(xiàn)短程脫氮的目的。
本實(shí)用新型中，在缺氧區(qū)設(shè)置成循環(huán)推流型，以保證反硝化反應(yīng)在該區(qū)域的充分進(jìn)行。
本實(shí)用新型的具體使用方法如下：
(1)污水由進(jìn)水管進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)，厭氧區(qū)污水停留時(shí)間為50-70分鐘，為生物釋磷段;
(2)厭氧區(qū)出水進(jìn)入缺氧區(qū)，缺氧區(qū)水力停留時(shí)間為4-6小時(shí)，控制DO值為0.3-0.7mg/L，缺氧區(qū)布置有第一曝氣系統(tǒng)，可根據(jù)進(jìn)水有機(jī)物和氨氮濃度的變化調(diào)節(jié)曝氣量，保證該缺氧區(qū)的缺氧或低氧條件，從而為短程脫氮提供條件;
(3)缺氧區(qū)出水進(jìn)入好氧區(qū)，好氧區(qū)水力停留時(shí)間為4-6小時(shí)，控制DO值為0.8-1.2mg/L，好氧區(qū)硝化液部分回流至缺氧區(qū)，回流比為0.8-1.5，好氧區(qū)出水進(jìn)入二沉池進(jìn)行泥水分離，出水最終排放，二沉池部分污泥回流至厭氧區(qū)，污泥回流比為0.5-0.8;好氧區(qū)布置有第二曝氣系統(tǒng)，可完成有機(jī)物降解和硝化過程。
污水通過進(jìn)水管1和附加進(jìn)水管14分別進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)2和缺氧區(qū)3，可調(diào)節(jié)進(jìn)水分配比，達(dá)到合理分配碳源的目的，為生物釋磷和反硝化提供足夠碳源。在缺氧區(qū)3，通過第一曝氣系統(tǒng)，并利用在線控制DO，pH。長(zhǎng)期控制低DO濃度實(shí)現(xiàn)了硝化細(xì)菌(NOB)的完全淘洗，使得亞硝化細(xì)菌(AOB)逐漸積累起來，為短程硝化反硝化創(chuàng)造了條件。缺氧區(qū)設(shè)置成循環(huán)推流型，可延長(zhǎng)污水在缺氧區(qū)內(nèi)的停留時(shí)間，獲得更好的短程硝化反硝化效果，同時(shí)，利用好氧區(qū)末端應(yīng)用pH值下降速率從較快變?yōu)檩^慢這一信息，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)控制，另外pH值下降速率這一信息也可作為短程硝化反應(yīng)的模糊控制參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的閉環(huán)控制。DO對(duì)反硝化聚磷菌(DPB)的存活沒有決定性影響，聚磷菌(PAO)以氧或硝酸鹽氮為電子受體時(shí)的吸磷能力基本相同，且其在缺氧和好氧條件下的活性也基本相同，DPB和PAO可以共存，這為反硝化除磷以及后期好氧階段PAO的過量攝磷提供了可能，使得缺氧區(qū)也可以完成部分除磷工作。
本實(shí)用新型的有益效果是：
(1)缺氧區(qū)設(shè)置成循環(huán)推流型，安裝曝氣系統(tǒng)，利用DO，pH的在線控制，實(shí)現(xiàn)短程硝化反硝化，同時(shí)好氧區(qū)進(jìn)行硝化反應(yīng)，去除殘余的氨氮，強(qiáng)化脫氮功能。
(2)缺氧區(qū)進(jìn)行了短程硝化反硝化反應(yīng)，故好氧區(qū)曝氣強(qiáng)度可以減弱，從而節(jié)省曝氣量，降低能耗。
(3)各功能段布置緊湊，占地面積小，尤其適合老廠改造。
(4)DPB可以在缺氧區(qū)實(shí)現(xiàn)反硝化除磷;同時(shí)PAO可以在好氧區(qū)過量攝磷，厭氧區(qū)釋磷，因此該工藝同樣具有高效除磷的潛力。
(5)污水可按不同分配比進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)和好氧區(qū)，合理分配碳源，可以保證系統(tǒng)硝化效果，給硝化菌提供良好的生長(zhǎng)環(huán)境。本實(shí)用新型結(jié)合國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，考慮我國污水處理的實(shí)際需求，特別是我過南方城市污水低碳氮比的實(shí)情，開發(fā)的低氧短程脫氮工藝。通過厭氧區(qū)的反硝化作用，缺氧區(qū)的短程硝化反硝化作用，DPB反硝化除磷作用以及好氧區(qū)的硝化作用，同時(shí)輔以PAO的除磷作用，城市生活污水、工業(yè)廢水無需經(jīng)特別預(yù)處理即可進(jìn)入本實(shí)用新型發(fā)明工藝進(jìn)行處理，本實(shí)用新型可合理利用碳源，減少曝氣量，節(jié)省能源，節(jié)約占地。連續(xù)流活性污泥低氧脫氮工藝可以在低C/N比條件下實(shí)現(xiàn)有效地脫氮除磷，運(yùn)行能耗及投資造價(jià)均低于傳統(tǒng)A/A/O系列工藝和填料低氧脫氮工藝等。
本實(shí)用新型提出的裝置可以降低污水處理工藝的能耗;節(jié)約基建投資;簡(jiǎn)化操作;提高效率，特別是利用低氧條件，實(shí)現(xiàn)連續(xù)流活性污泥法的短程脫氮，能夠?qū)崿F(xiàn)在好氧階段節(jié)省25%的氧消耗量;缺氧段節(jié)省40%的外碳源消耗量;亞硝酸鹽反硝化反應(yīng)以硝酸鹽反硝化反應(yīng)速率的1.5-2.0倍進(jìn)行;降低剩余污泥產(chǎn)量。基于短程硝化反硝化原理的活性污泥低氧脫氮工藝在經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上均具有較高的可行性，特別是在處理高氨氮質(zhì)量濃度和低C/N比的污水時(shí)。
