公布日：2023.03.31
申請日：2022.12.22
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)N;C02F3/30(2023.01)N;C02F1/58(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/10(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及一種多段AO-MBBR零碳源污水脫氮方法，通過對初沉池內(nèi)的各參數(shù)、多段AO生物池的各參數(shù)以及污泥回流的各參數(shù)進行具體設(shè)置，極大的開發(fā)了原水碳源，改善了進水碳氮比，提高了對原水碳源的利用率，促使生化處理系統(tǒng)發(fā)生同步硝化反硝化、短程硝化反硝化、厭氧氨氧化等反應(yīng)，減少了系統(tǒng)脫氮除磷所需碳源，可以實現(xiàn)在零碳源投加的情況下，出水總氮穩(wěn)定優(yōu)于一級A標準，大量降低了生產(chǎn)成本，減少了碳排放。
權(quán)利要求書
1.一種多段AO-MBBR零碳源污水脫氮方法，其特征在于，包括如下步驟：（1）生活污水通過進水泵房排入，然后順次經(jīng)過粗格柵、細格柵和曝氣沉砂池排入到初沉池中；（2）控制初沉池的進水流速為700-1100m3/h，控制初沉池的排泥泵每小時啟動一次，每次啟動運行4-6min后停止，維持初沉池內(nèi)污泥停留時間為4-5天，維持初沉池水下一米處污泥濃度為8000-8600mg/L，維持初沉池出水混合液中污泥濃度為3000-4000mg/L，將初沉池排出的水體分段排入到多段AO生物池中，將初沉池產(chǎn)生的初沉污泥排入到儲泥池內(nèi)，初沉池排入儲泥池的排泥量為初沉池進水量的1.5-2.2wt%；（3）在多段AO生物池中，通過全過程生物除臭裝置將除臭營養(yǎng)劑排入到多段AO生物池中，所述多段AO生物池具體為三段AO生物池，所述三段AO生物池順次包括缺氧一段、好氧一段、缺氧二段、好氧二段、缺氧三段和好氧三段，且在沒有投加MBBR填料的好氧一段中，控制溶解氧為0.8-1.3mg/L，在投加MBBR填料的好氧段中，控制好氧二段的溶解氧為1.0-1.5mg/L，好氧三段的溶解氧為1.8-2.2mg/L；在沒有投加MBBR填料的好氧一段中的污泥濃度設(shè)置為9800-10500mg/L，在投加MBBR填料的好氧段的好氧二段的污泥濃度設(shè)置為8800-9050mg/L，在投加MBBR填料的好氧段的好氧三段的污泥濃度設(shè)置為7000-8000mg/L；設(shè)置各好氧段的有機負荷為0.03-0.05kgBOD5/(kgMLVSS•d)；多段AO生物池排出的水體排入到二沉池中；（4）二沉池中的將二沉池進水量的78-82wt%的污泥回流至多段AO生物池的缺氧段第一段的最前端，二沉池中的進水量的4-6wt%的污泥回流至步驟（1）的進水泵房內(nèi)或直接回流至初沉池內(nèi)，二沉池的進水量的2-4wt%的的剩余污泥排入到儲泥池內(nèi)，經(jīng)過二沉池沉淀處理后，上層清液排入到高效沉淀池內(nèi)；（5）在高效沉淀池內(nèi)進行高效沉淀和化學(xué)除磷處理，處理后的水體排入到濾布濾池內(nèi)，產(chǎn)生的化學(xué)泥排入到儲泥池內(nèi)；（6）儲泥池內(nèi)的污泥通過脫水機脫水之后，形成處理污泥，外運處理；濾布濾池處理后的水體排出，完成污水脫氮的處理；其中初沉池排出水體的38-42%直接排入到缺氧一段內(nèi)，初沉池排出水體的28-32%直接排入到缺氧二段內(nèi)，初沉池排出水體的28-32%直接排入到缺氧三段內(nèi)，通過鼓風(fēng)機向好氧一段、好氧二段和好氧三段內(nèi)鼓入空氣，并且將MBBR填料加入到好氧二段和好氧三段內(nèi)；二沉池中回流至多段AO生物池的污泥為回流污泥，用于補充多段AO生物池內(nèi)的污泥濃度；回流至進水泵房內(nèi)或直接回流至初沉池內(nèi)的污泥為除臭污泥，除臭污泥用于污水除臭和在初沉池與初沉污泥進行混合發(fā)酵產(chǎn)酸開發(fā)內(nèi)碳源；多段AO-MBBR零碳源污水脫氮方法的污泥齡為24-26天；步驟（3）中的所述除臭營養(yǎng)劑為含有芽孢桿菌、硫桿菌、假單胞菌、微球菌、不動桿菌或氣單胞菌一種或多種的土壤微生物的除臭營養(yǎng)劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多段AO-MBBR零碳源污水脫氮方法，其特征在于，好氧一段控制溶解氧為1mg/L，在好氧二段的溶解氧為1.2-1.5mg/L，好氧三段的溶解氧為2mg/L；在好氧一段的污泥濃度設(shè)置為10000mg/L，在好氧二段的污泥濃度設(shè)置為9000mg/L，在好氧三段的污泥濃度設(shè)置為7100-7900mg/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多段AO-MBBR零碳源污水脫氮方法，其特征在于，所述全過程生物除臭裝置包括培養(yǎng)池和除臭微生物反應(yīng)器，所述除臭微生物反應(yīng)器設(shè)置于培養(yǎng)池內(nèi)部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多段AO-MBBR零碳源污水脫氮方法，其特征在于，所述MBBR填料為斜懸式多孔懸浮填料，MBBR填料的添加量為添加MBBR填料的生物池容積的23-28%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多段AO-MBBR零碳源污水脫氮方法，其特征在于，高效沉淀池內(nèi)通過投加化學(xué)除磷劑進行除磷，投加藥劑后，會形成絮體的化學(xué)泥，所述化學(xué)泥在高效沉淀池內(nèi)進行沉淀后排入到儲泥池內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多段AO-MBBR零碳源污水脫氮方法，其特征在于，所述化學(xué)除磷劑為三氯化鐵和/或PAC。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多段AO-MBBR零碳源污水脫氮方法，其特征在于，所述二沉池為輻流式沉淀池；所述高效沉淀池中設(shè)置有用于加速沉淀的斜管或者斜板。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對上述技術(shù)問題提供了一種多段AO-MBBR零碳源污水脫氮方法。
具體通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)：
一種多段AO-MBBR零碳源污水脫氮方法，其特征在于，包括如下步驟：
(1)生活污水通過進水泵房排入，然后順次經(jīng)過粗格柵、細格柵和曝氣沉砂池排入到初沉池中。
(2)控制初沉池的進水流速為700-1100m3/h，控制初沉池的排泥泵每小時啟動一次，每次啟動運行4-6min后停止，維持初沉池內(nèi)污泥停留時間為4-5天，維持初沉池水下一米處污泥濃度為8000-8600mg/L，維持初沉池出水混合液中污泥濃度為3000-4000mg/L，將初沉池排出的水體分段排入到多段AO生物池中，將初沉池產(chǎn)生的初沉污泥排入到儲泥池內(nèi)，初沉池排入儲泥池的排泥量為初沉池進水量的1.5-2.2wt％。
(3)在多段AO生物池中，通過全過程生物除臭裝置將除臭營養(yǎng)劑排入到多段AO生物池中，且在沒有投加MBBR填料的好氧段中，控制溶解氧為0.8-1.3mg/L，在投加MBBR填料的好氧段中，控制前中段的溶解氧為1.0-1.5mg/L，末段的溶解氧為1.8-2.2mg/L；在沒有投加MBBR填料的好氧段中的污泥濃度設(shè)置為9800-10500mg/L，在投加MBBR填料的好氧段的前中段的污泥濃度設(shè)置為8800-9050mg/L，在投加MBBR填料的好氧段的末段的污泥濃度設(shè)置為7000-8000mg/L；設(shè)置各好氧段的有機負荷為0.03-0.05kgBOD5/(kgMLVSS.d)；多段AO生物池排出的水體排入到二沉池中。
(4)二沉池中的將二沉池進水量的78-82wt％的污泥回流至多段AO生物池的缺氧段第一段的最前端，二沉池中的進水量的4-6wt％的污泥回流至步驟(1)的進水泵房內(nèi)或直接回流至初沉池內(nèi)，二沉池的進水量的2-4wt％的的剩余污泥排入到儲泥池內(nèi)，經(jīng)過二沉池沉淀處理后，上層清液排入到高效沉淀池內(nèi)。
(5)在高效沉淀池內(nèi)進行高效沉淀和化學(xué)除磷處理，處理后的水體排入到濾布濾池內(nèi)，產(chǎn)生的化學(xué)泥排入到儲泥池內(nèi)。
(6)儲泥池內(nèi)的污泥通過脫水機脫水之后，形成處理污泥，外運處理；濾布濾池處理后的水體排出，完成污水脫氮的處理。
作為優(yōu)選，所述多段AO生物池具體為三段AO生物池，所述三段AO生物池順次包括缺氧一段、好氧一段、缺氧二段、好氧二段、缺氧三段和好氧三段，其中初沉池排出水體的38-42％直接排入到缺氧一段內(nèi)，初沉池排出水體的28-32％直接排入到缺氧二段內(nèi)，初沉池排出水體的28-32％直接排入到缺氧三段內(nèi)，通過鼓風(fēng)機向好氧一段、好氧二段和好氧三段內(nèi)鼓入空氣，并且將MBBR填料加入到好氧二段和好氧三段內(nèi)。
作為優(yōu)選，好氧一段控制溶解氧為1mg/L，在好氧二段的溶解氧為1.2-1.5mg/L，好氧三段的溶解氧為2mg/L；在好氧一段的污泥濃度設(shè)置為10000mg/L，在好氧二段的污泥濃度設(shè)置為9000mg/L，在好氧三段的污泥濃度設(shè)置為7100-7900mg/L。
作為優(yōu)選，步驟(3)中的所述除臭營養(yǎng)劑為含有芽孢桿菌、硫桿菌、假單胞菌、微球菌、不動桿菌或氣單胞菌一種或多種的土壤微生物的除臭營養(yǎng)劑。
作為優(yōu)選，所述全過程生物除臭裝置包括培養(yǎng)池和除臭微生物反應(yīng)器，所述除臭微生物反應(yīng)器設(shè)置于培養(yǎng)池內(nèi)部。所述的除臭微生物反應(yīng)器包括設(shè)備殼體、填料甲、填料乙、孔板和汽提裝置，設(shè)備殼體內(nèi)由上至下依次設(shè)置有填料甲、填料乙和汽提裝置，設(shè)備殼體的底部和頂部均設(shè)置有用于進水和出水的孔板。
作為優(yōu)選，所述MBBR填料為斜懸式多孔懸浮填料，MBBR填料的添加量為添加MBBR填料的生物池容積的23-28％。
作為優(yōu)選，二沉池中回流至多段AO生物池的污泥為回流污泥，用于補充多段AO生物池內(nèi)的污泥濃度；回流至進水泵房內(nèi)或直接回流至初沉池內(nèi)的污泥為除臭污泥，除臭污泥用于污水除臭和在初沉池與初沉污泥進行混合發(fā)酵產(chǎn)酸開發(fā)內(nèi)碳源；多段AO-MBBR零碳源污水脫氮方法的污泥齡為24-26天。
作為優(yōu)選，高效沉淀池內(nèi)通過投加化學(xué)除磷劑進行除磷，投加藥劑后，會形成絮體的化學(xué)泥，所述化學(xué)泥在高效沉淀池內(nèi)進行沉淀后排入到儲泥池內(nèi)。
作為優(yōu)選，所述化學(xué)除磷劑為三氯化鐵和/或PAC。
作為優(yōu)選，所述二沉池為輻流式沉淀池；所述高效沉淀池中設(shè)置有用于加速沉淀的斜管或者斜板。
本發(fā)明的技術(shù)效果在于：
1，本發(fā)明針對多段(尤其是三段)AO+MBBR工藝，將初沉污泥與除臭污泥混合發(fā)酵開發(fā)內(nèi)碳源，提高對原水碳源的利用率，改善低碳氮比城鎮(zhèn)污水廠進水水質(zhì)。通過初沉污泥發(fā)酵，高污泥濃度，低有機負荷，低溶解氧，大回流比等多種組合方式對工藝參數(shù)進行精準調(diào)控，有效提高了原水碳源利用率，減少了生物脫氮除磷所需碳源，故在零碳源投加的情況下，該工藝系統(tǒng)能夠穩(wěn)定脫氮。通過本發(fā)明具體工藝參數(shù)的設(shè)置，可以極大的開發(fā)原水碳源，改善進水碳氮比，提高對原水碳源的利用率，控制高污泥濃度，低有機負荷，低溶解氧，大回流比，促使生化處理系統(tǒng)發(fā)生同步硝化反硝化、短程硝化反硝化、厭氧氨氧化等反應(yīng)，減少系統(tǒng)脫氮除磷所需碳源，可以實現(xiàn)在零碳源投加的情況下，出水總氮穩(wěn)定優(yōu)于GB18918-2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》一級A標準(本發(fā)明的出水總氮穩(wěn)定在6-10mg/L之內(nèi)，一級A標準是15左右，本發(fā)明可以做到準地表IV類水，達到了一級A標準)，大量降低生產(chǎn)成本，減少碳排放。
2，由于現(xiàn)有的初沉池是將初沉池單一使用，去除固體顆粒和懸浮物，按照傳統(tǒng)模式運行的弊端是在排泥的同時，會造成大量寶貴的原水碳源流失。而本發(fā)明通過全過程生物除臭系統(tǒng)污泥回流管道控制除臭污泥回流量，調(diào)整初沉池排泥量，控制初沉池污泥齡，維持初沉池水下一米處污泥濃度，維持初沉池出水混合液中污泥濃度。從而使得初沉池底部大量污泥進行發(fā)酵，改變了污水生化性，有效提高了進水VFA含量。生化系統(tǒng)微生物將VFA作為碳源時，有利于PHA的合成，脫氮除磷效率大大提高，在降低生產(chǎn)運行成本的同時，增強了出水水質(zhì)的穩(wěn)定性。
3，現(xiàn)有技術(shù)中的好氧段末端溶解氧控制在2mg/L以上，生化系統(tǒng)按照全程硝化進行反應(yīng)，這樣雖然硝化菌活性得到保障，氨氮去除率高，但是內(nèi)回流帶到缺氧段的溶解氧將先消耗進水碳源，若進水碳源不足，將導(dǎo)致缺氧反硝化無法完全進行。而本發(fā)明合理設(shè)置在沒有投加MBBR填料的好氧段的溶解氧和在投加MBBR填料的好氧段前中段的溶解氧以及末端溶解氧的各參數(shù)。由于溶解氧控制很低，生物池所需風(fēng)量遠小于常規(guī)控制方法，故生物池鼓風(fēng)機能耗大幅降低，節(jié)約生產(chǎn)成本；控制低溶解氧，能夠減少內(nèi)回流帶到缺氧段的溶解氧消耗進水碳源，提高原水碳源利用率；控制低溶解氧，可促使生化系統(tǒng)發(fā)生同步硝化反硝化、短程硝化反硝化、厭氧氨氧化等反應(yīng)，從而減少了異養(yǎng)脫氮所需碳源。
4，由于現(xiàn)有生活污水的污泥濃度一般在3000-5000mg/L，傳統(tǒng)控制雖然控制低濃度，生物池溶解氧高，出水氨氮穩(wěn)定，但是總氮需要外加碳源才能達標，需要大量外加碳源來維持反硝化脫氮，從而造成運行成本高昂。本發(fā)明合理設(shè)置好氧一段、好氧二段、好氧三段具體的污泥濃度，通過設(shè)置的高污泥濃度能夠進一步消耗回流及缺氧段溶解氧，增大擴散阻力，從而提高了原水碳源利用率；本發(fā)明具體各段設(shè)置的相對高污泥濃度可提高反硝化菌的濃度，在缺氧段有效容積一定的條件下，可以更好的利用難降解有機物進行反硝化；本發(fā)明具體各段設(shè)置的污泥濃度使得菌膠團直徑相對較大，易發(fā)生同步硝化反硝化；本發(fā)明具體各段設(shè)置的污泥濃度硝化菌濃度高，有利于提高系統(tǒng)硝化能力。
5，現(xiàn)有技術(shù)中控制污泥齡一般在15天左右。本發(fā)明通過調(diào)控初沉池及剩余污泥排泥量，并且控制多段(尤其是三段)AO+MBBR工藝的污泥齡在25天左右，通過控制回流污泥量，保證了二沉池污泥不上浮，更為重要的是維持了生化系統(tǒng)(多段AO生物)中水力合理停留時間，合理補充多段AO生物池內(nèi)的污泥濃度；通過控制除臭污泥的量(配合初沉池內(nèi)水下一米處的含泥量等參數(shù)控制)，使得在初沉內(nèi)污泥與除臭污泥混合水解發(fā)酵而進行開發(fā)碳源，該過程也強化了系統(tǒng)脫氮除磷效果；因為系統(tǒng)的微生物會繁殖，這些不同的菌世代時間不一樣，通過控制剩余污泥的量，合理的控制了污泥齡，調(diào)整了不同用途的菌種豐度。本發(fā)明維持了長泥齡，可以富集更多的硝化菌，提高硝化菌占比，增強系統(tǒng)硝化處理能力；從而使得生化系統(tǒng)內(nèi)菌群豐富，污染物去除效率得到提高；較長污泥齡可以使污泥絮體沉降速度變快，污泥產(chǎn)泥量極低，在好氧段和缺氧段可以利用微生物內(nèi)碳源進行反硝化處理。
6，本發(fā)明將除臭污泥回流比控制在4-6％(優(yōu)選為5％)左右，不僅可以有效去除廠內(nèi)污水臭味，經(jīng)濟性高，而且可以借助其進行全過程回流，靈活控制初沉池污泥濃度，調(diào)控初沉池發(fā)酵效果。根據(jù)進出水水質(zhì)變化，污泥外回流比控制在78-82％(優(yōu)選80％)左右，同時配合低溶解氧，低有機負荷0.03-0.05kgBOD5/(kgMLVSS.d)，促使生化系統(tǒng)發(fā)生同步硝化反硝化、短程硝化反硝化和厭氧氨氧化，大量減少生物脫氮所需碳源，實現(xiàn)了在不外加碳源的情況下，系統(tǒng)能夠穩(wěn)定脫氮，實際出水水質(zhì)達到并優(yōu)于出水標準，此法不僅節(jié)約了大量藥劑費和設(shè)備運行費用，而且提高了系統(tǒng)的抗沖擊能力，具有良好的應(yīng)用前景。
（發(fā)明人：沈傳浩;尹建輝;顧凱;王繼苗;段存禮;陳群;王同勇;田夏一;王佩;王仁禮;張燕;遲文浩;孫揚;蔡宏亮;孫賢鵬;李苗;王曉霞）
