公布日：2022.10.21
申請日：2022.08.19
分類號：C02F3/30(2006.01)I;C02F101/38(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N;C02F101/10(2006.01)N
摘要
本發(fā)明提供了一種基于兩級AO雙回流工藝的污水深度脫氮裝置及運行方法，包括原水箱、主反應器和二沉池，主反應器分隔為依次連通的預缺氧區(qū)、厭氧區(qū)、第一好氧區(qū)、缺氧區(qū)和第二好氧區(qū)，原水箱通過第一進水泵與預缺氧區(qū)和缺氧區(qū)的首段連通，第二好氧區(qū)末段通過溢流管與二沉池的頂端連通，第一好氧區(qū)的末段底部通過第一內回流泵與預缺氧區(qū)連通，第二好氧區(qū)的末段底部通過第二內回流泵與缺氧區(qū)的首段連通，二沉池的底部通過污泥回流泵與預缺氧區(qū)連通；第一好氧區(qū)和第二好氧區(qū)內部的底端均安裝有曝氣盤，曝氣盤外部連通氣泵，每個曝氣盤與氣泵之間均設有轉子流量計，該裝置無需投加外碳源，有效解決城市污水低C/N導致的脫氮效率低的問題。
權利要求書
1.基于兩級AO雙回流工藝的污水深度脫氮裝置，其特征在于，包括依次連通的原水箱、主反應器和二沉池，所述主反應器分隔為依次連通的預缺氧區(qū)、厭氧區(qū)、第一好氧區(qū)、缺氧區(qū)和第二好氧區(qū)，所述原水箱通過第一進水泵與所述預缺氧區(qū)和所述缺氧區(qū)的首段連通，第二好氧區(qū)末段通過溢流管與所述二沉池的頂端連通，所述第一好氧區(qū)的末段底部通過第一內回流泵與所述預缺氧區(qū)連通，所述第二好氧區(qū)的末段底部通過第二內回流泵與所述缺氧區(qū)的首段連通，所述二沉池的底部設有污泥回流口，所述污泥回流口通過污泥回流泵與所述預缺氧區(qū)連通；所述第一好氧區(qū)和所述第二好氧區(qū)內部的底端均安裝有曝氣盤，所述曝氣盤外部連通氣泵，每個所述曝氣盤與所述氣泵之間均設有轉子流量計，所述第一好氧區(qū)和所述第二好氧區(qū)內部均放置有懸浮空心環(huán)填料。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于兩級AO雙回流工藝的污水深度脫氮裝置，其特征在于，所述第一進水泵與所述缺氧區(qū)首段的連通管路上設有第二進水泵。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于兩級AO雙回流工藝的污水深度脫氮裝置，其特征在于，所述預缺氧區(qū)、厭氧區(qū)和所述缺氧區(qū)內部均設置有攪拌槳，每個所述攪拌槳的頂端均連接有攪拌器。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于兩級AO雙回流工藝的污水深度脫氮裝置，其特征在于，所述預缺氧區(qū)、厭氧區(qū)、第一好氧區(qū)、缺氧區(qū)和第二好氧區(qū)的體積之比為1:1:2:2:2。
5.根據(jù)權利要求1所述的基于兩級AO雙回流工藝的污水深度脫氮裝置，其特征在于，所述第一好氧區(qū)和所述第二好氧區(qū)中所述懸浮空心環(huán)填料的填充比為30％-40％，孔隙率為95％，比表面為500-1000m2/m3，密度為900-1000kg/m3。
6.根據(jù)權利要求1所述的基于兩級AO雙回流工藝的污水深度脫氮裝置，其特征在于，所述預缺氧區(qū)、厭氧區(qū)、第一好氧區(qū)、缺氧區(qū)和第二好氧區(qū)之間通過連接孔依次連通，所述連接孔依次上下錯位排列。
7.根據(jù)權利要求1所述的基于兩級AO雙回流工藝的污水深度脫氮裝置，其特征在于，所述主反應器的的材質為有機玻璃。
8.根據(jù)權利要求3所述的基于兩級AO雙回流工藝的污水深度脫氮裝置，其特征在于，所述攪拌器的轉速為70-80rpm。
9.根據(jù)權利要求2所述的基于兩級AO雙回流工藝的污水深度脫氮裝置的運行方法，其特征在于，具體包括啟動階段和穩(wěn)定運行階段；S1：兩級AO主反應器啟動階段；S101：原水由原水箱內通過第一進水泵進入主反應器的預缺氧區(qū)，同時與原水一同進入預缺氧區(qū)的還有來自二沉池的回流污泥，反硝化菌利用進水中的有機物及回流污泥中殘留的硝態(tài)氮進行反硝化；S102：混合液進入?yún)捬鯀^(qū)，含氮有機物在厭氧區(qū)發(fā)生氨化作用分解轉化為氨氮，同時，厭氧區(qū)內存在的反硝化聚磷菌能夠進行內碳源儲存，為后續(xù)缺氧反硝化提供部分碳源；S103：混合液進入第一好氧區(qū)發(fā)生硝化反應，通過轉子流量計控制溶解氧的濃度；S104：混合液由第一好氧區(qū)進入缺氧區(qū)，缺氧區(qū)的硝化液在反硝化菌作用下進行脫氮；S105：混合液由缺氧區(qū)進入第二好氧區(qū)再次發(fā)生硝化反應，溶解氧的存在使懸浮空心環(huán)填料及懸浮污泥處于流化狀態(tài)，進而改善污泥的沉降性能，同時第二好氧區(qū)的溶解氧能夠吹脫缺氧區(qū)反硝化作用產生的氮氣，部分混合液通過第二內回流泵回流到缺氧區(qū)的硝化液在反硝化菌的作用下進一步脫氮，此時第二內回流比設置為200％；S106：混合液由第二好氧區(qū)進入二沉池進行泥水分離，二沉池中的上清液進行排放，二沉池底部分離的部分污泥通過污泥回流泵回流到預缺氧區(qū)；S2：系統(tǒng)穩(wěn)定運行階段：待主反應器系統(tǒng)的原水均為生活污水的條件下啟動運行時；S201：將原水箱出口端設置為分段進水，啟動第二進水泵，調節(jié)第二進水泵轉速，預缺氧區(qū)和缺氧區(qū)的原水進水體積比為1:1，以補充缺氧區(qū)反硝化菌利用的碳源；S202：開啟第一內回流泵，使第一好氧區(qū)末段的部分硝化液回流至預缺氧區(qū)，緩解缺氧區(qū)反硝化菌的壓力的同時也能利用原水中的碳源；S203：隨著反應的進行，進入缺氧區(qū)的混合液中有機物含量減少，將第一內回流比調整為150％，將第二內回流比調整為100％，以平衡各反應區(qū)的進水流量，減少回流硝化液中溶解氧對缺氧環(huán)境的影響。
10.根據(jù)權利要求9所述的基于兩級AO雙回流工藝的污水深度脫氮裝置的運行方法，其特征在于，系統(tǒng)啟動前期，步驟S101中的原水采用人工配水，其中NH4Cl濃度為190.8mg/L，所對應的NH4+-N為50.0mg/L；葡萄糖濃度為141.5mg/L，所對應的COD當量為150.0mg/L；KH2PO4濃度為44.0mg/L，所對應的PO43--P為10.0mg/L；NaHCO3濃度為800.0mg/L，pH值控制在7.0-8.0，在此期間內，每天監(jiān)測主反應器進出水NH4+、NO3-及COD濃度，待出水各指標穩(wěn)定后，逐漸增加生活污水的比例，直至原水全部為生活污水。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于兩級AO雙回流工藝的污水深度脫氮裝置及運行方法，以解決目前城市污水處理廠存在的運行成本高、碳源不足、出水總氮難以穩(wěn)定達標等問題。
本發(fā)明提供一種基于兩級AO雙回流工藝的污水深度脫氮裝置，包括依次連通的原水箱、主反應器和二沉池，所述主反應器分隔為依次連通的預缺氧區(qū)、厭氧區(qū)、第一好氧區(qū)、缺氧區(qū)和第二好氧區(qū)，所述原水箱通過第一進水泵與所述預缺氧區(qū)和所述缺氧區(qū)的首段連通，第二好氧區(qū)末段通過溢流管與所述二沉池的頂端連通，所述第一好氧區(qū)的末段底部通過第一內回流泵與所述預缺氧區(qū)連通，所述第二好氧區(qū)的末段底部通過第二內回流泵與所述缺氧區(qū)的首段連通，所述二沉池的底部設有污泥回流口，所述污泥回流口通過污泥回流泵與所述預缺氧區(qū)連通；
所述第一好氧區(qū)和所述第二好氧區(qū)內部的底端均安裝有曝氣盤，所述曝氣盤外部連通氣泵，每個所述曝氣盤與所述氣泵之間均設有轉子流量計，所述第一好氧區(qū)和所述第二好氧區(qū)內部均放置有懸浮空心環(huán)填料。
進一步的，所述第一進水泵與所述缺氧區(qū)首段的連通管路上設有第二進水泵。
進一步的，所述預缺氧區(qū)、厭氧區(qū)和所述缺氧區(qū)內部均設置有攪拌槳，每個所述攪拌槳的頂端均連接有攪拌器。
進一步的，所述預缺氧區(qū)、厭氧區(qū)、第一好氧區(qū)、缺氧區(qū)和第二好氧區(qū)的體積之比為1:1:2:2:2。
進一步的，所述第一好氧區(qū)和所述第二好氧區(qū)中所述懸浮空心環(huán)填料的填充比為30％-40％，孔隙率為95％，比表面為500-1000m2/m3，密度為900-1000kg/m3。
進一步的，所述預缺氧區(qū)、厭氧區(qū)、第一好氧區(qū)、缺氧區(qū)和第二好氧區(qū)之間通過連接孔依次連通，所述連接孔依次上下錯位排列。
進一步的，所述主反應器的的材質為有機玻璃。
進一步的，所述攪拌器的轉速為70-80rpm。
一種基于兩級AO雙回流工藝的污水深度脫氮裝置的運行方法，其特征在于，具體包括啟動階段和穩(wěn)定運行階段；
S1：兩級AO主反應器啟動階段；
S101：原水由原水箱內通過第一進水泵進入主反應器的預缺氧區(qū)，同時與原水一同進入預缺氧區(qū)的還有來自二沉池的回流污泥，反硝化菌利用進水中的有機物及回流污泥中殘留的硝態(tài)氮進行反硝化；
S102：混合液進入?yún)捬鯀^(qū)，含氮有機物在厭氧區(qū)發(fā)生氨化作用分解轉化為氨氮，同時，厭氧區(qū)內存在的反硝化聚磷菌能夠進行內碳源儲存，為后續(xù)缺氧反硝化提供部分碳源；
S103：混合液進入第一好氧區(qū)發(fā)生硝化反應，通過轉子流量計控制溶解氧的濃度；
S104：混合液由第一好氧區(qū)進入缺氧區(qū)，缺氧區(qū)的硝化液在反硝化菌作用下進行脫氮；
S105：混合液由缺氧區(qū)進入第二好氧區(qū)再次發(fā)生硝化反應，溶解氧的存在使懸浮空心環(huán)填料及懸浮污泥處于流化狀態(tài)，進而改善污泥的沉降性能，同時第二好氧區(qū)的溶解氧能夠吹脫缺氧區(qū)反硝化作用產生的氮氣，部分混合液通過第二內回流泵回流到缺氧區(qū)的硝化液在反硝化菌的作用下進一步脫氮，此時第二內回流比設置為200％；
S106：混合液由第二好氧區(qū)進入二沉池進行泥水分離，二沉池中的上清液進行排放，二沉池底部分離的部分污泥通過污泥回流泵回流到預缺氧區(qū)；
S2：系統(tǒng)穩(wěn)定運行階段：待主反應器系統(tǒng)的原水均為生活污水的條件下啟動運行時；
S201：將原水箱出口端設置為分段進水，啟動第二進水泵，調節(jié)第二進水泵轉速，預缺氧區(qū)和缺氧區(qū)的原水進水體積比為1:1，以補充缺氧區(qū)反硝化菌利用的碳源；
S202：開啟第一內回流泵，使第一好氧區(qū)末段的部分硝化液回流至預缺氧區(qū)，緩解缺氧區(qū)反硝化菌的壓力的同時也能利用原水中的碳源；
S203：隨著反應的進行，進入缺氧區(qū)的混合液中有機物含量減少，將第一內回流比調整為150％，將第二內回流比調整為100％，以平衡各反應區(qū)的進水流量，減少回流硝化液中溶解氧對缺氧環(huán)境的影響。
進一步的，系統(tǒng)啟動前期，步驟S101中的原水采用人工配水，其中NH4Cl濃度為190.8mg/L，所對應的NH4+-N為50.0mg/L；葡萄糖濃度為141.5mg/L，所對應的COD當量為150.0mg/L；KH2PO4濃度為44.0mg/L，所對應的PO43--P為10.0mg/L；NaHCO3濃度為800.0mg/L，pH值控制在7.0-8.0，在此期間內，每天監(jiān)測主反應器進出水NH4+、NO3-及COD濃度，待出水各指標穩(wěn)定后，逐漸增加生活污水的比例，直至原水全部為生活污水。
本發(fā)明的技術方案與現(xiàn)有技術相比，有益效果是：通過設置雙回流的策略，可有效提高原水中碳源的利用率，同時，兩級AO工藝的結合也能夠強化反硝化脫氮過程，另外，預缺氧區(qū)及分段進水的設置在減少溶解氧對缺氧環(huán)境影響的同時，也能降低碳源投加等運行成本，最終達到城市污水深度脫氮的目的。本發(fā)明工藝流程簡單，無需投加外碳源，能夠有效解決城市污水低C/N導致的脫氮效率低的問題。
（發(fā)明人：夏楊;劉曉靜;張云富;張翀;郭釗搏;王宗葳;袁敏航）
