A²/O-曝氣生物濾池反硝化除磷裝置的製作方法

2023-07-27 15:57:41 2

專利名稱：A2/O-曝氣生物濾池反硝化除磷裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種反硝化除磷裝置，屬於活性汙泥法汙水處理技術領域，適用 於新建汙水廠及老汙水廠的升級改造、市政汙水和工業廢水的處理、分散型農村生活汙水 等汙水處理領域。
背景技術：
氮磷等營養元素的過量排放是導致水體「富營養化」的重要原因，它給工農業生產 和人民生活構成了嚴重威脅。A2/0作為一種最簡單的同步脫氮除磷工藝，具有構造簡單、水 力停留時間短、設計運行經驗成熟、控制複雜性小和不易產生汙泥膨脹等一系列優點，是國 內外城市汙水廠的主體工藝。然而，A2/0中的硝化菌、反硝化菌和DPAOs在有機負荷、泥齡 以及碳源需求上的矛盾，很難單一的生化系統中同時獲得脫氮除磷的良好效果，阻礙著脫 氮除磷技術的應用。曝氣生物濾池以其靈活的模塊化設計、佔地面積小、硝化效果穩定等優 點越來越受到人們的青睞，但曝氣生物濾池存在工作周期短，反衝洗頻率高，容易發生堵塞 現象。我國城鎮汙水天然存在C/N低，加上工藝本身存在的矛盾，導致95%以上的城市汙 水處理廠出水不能達到《城鎮汙水處理廠汙染物排放標準》(GB189182002)的一級A排放標 準。A2/0-曝氣生物濾池集A2/0與曝氣生物濾池優勢於一體，成功解決了傳統工藝中 DPAOs、反硝化菌與硝化菌的競爭性矛盾；通過縮短泥齡，將硝化過程從A2/0中分離出去，讓 曝氣生物濾池實現硝化；A2/0在短泥齡條件下運行，不要求有硝化功能，發揮其除磷和反硝 化效果好的優點；曝氣生物濾池在長泥齡條件下運行，不但不影響系統的除磷效果，反而更 有利於硝化效果的穩定和高效；曝氣生物濾池回流來的硝酸鹽氮為A2/0的缺氧區提供了充 足的電子受體，為反硝化除磷提供了必要條件，反硝化除磷技術實現了「一碳兩用」，最大限 度地緩解了低C/N汙水碳源缺乏的難題，同時還可節省30%的曝氣量，減少50%的汙泥產 量。所以，反硝化除磷技術被視為當今最有發展前途的深度脫氮除磷工藝之一。
發明內容本實用新型目的是提供一種反硝化除磷裝置，通過縮短A2/0的泥齡，將泥齡長的 自養型硝化菌淘洗，泥齡短的DPAOs、反硝化菌等異養菌呈懸浮狀態生長於A2/0的活性汙泥 中，泥齡長的硝化菌以固定膜形態生長於曝氣生物濾池的活性生物填料上，兩者的分離解 決傳統工藝無法克服的泥齡方面的矛盾。A2/0在短泥齡條件下運行，有利於除磷及反硝化 脫氮；曝氣生物濾池在長泥齡條件下運行，不但不影響系統的除磷功能，反而更有利於硝化 效果的穩定和高效，同時還為A2/0的缺氧區提供充足的電子受體，為反硝化除磷提供了必 要條件。城市汙水低C/N水質特點有利於DPAOs成為優勢菌種，最大限度地緩解了碳源缺 乏的技術難題，使處理水質穩定地達到國家一級A排放標準。A2/0-曝氣生物濾池反硝化除磷裝置本實用新型的一種反硝化除磷裝置，主要由原水水箱⑴、A2/0(2)、二沉池(3)、曝氣生物濾池(4)順序連接組成，其特徵在於原水水箱(1)通過蠕動泵(5)與厭氧區(6)連 接，厭氧區(6)與缺氧區(7)連接，缺氧區(7)與好氧區⑶連接，好氧區⑶與二沉池⑶ 連接，二沉池(3)的出水通過高壓泵(9)與曝氣生物濾池(4)連接，曝氣生物濾池(4)通過 蠕動泵(11)與缺氧區(7)連接，二沉池(3)底部的汙泥出口端通過蠕動泵(15)與厭氧區連接，氣泵(12)分別通過氣體流量計(13)、(14)與好氧區(8)和曝氣生物濾池(4)連 接，厭氧區(6)和缺氧區(7)內安裝攪拌器(17)，DPAOs、反硝化菌呈懸浮狀態生長於A2/0 的活性汙泥中，DPAOs佔聚磷菌的比例為68. 2%，硝化菌以固定膜形態生長於曝氣生物濾 池中的活性生物填料上。A2/0-曝氣生物濾池反硝化除磷方法，包括以下步驟(1)原水由原水水箱⑴經蠕動泵(5)進入A2/0的厭氧區(6)，同步進入的還有 來自二沉池(3)的回流汙泥，回流汙泥比為100%，進行厭氧反應；DPAOs利用原水中的揮發 性脂肪酸(VFAs)，合成內碳源PHAs，同時釋放大量的磷，汙水中80%以上的COD得到去除， 其中DPAOs佔聚磷菌的比例為68. 2%。(2)混合液從厭氧區(6)進入缺氧區(7)，同時進入的還有來自曝氣生物濾池(4) 的硝化液，DPAOs以硝酸鹽氮為電子受體，以內碳源PHAs為電子供體，反硝化除磷。(3)混合液從缺氧區(7)進入好氧區(8)，進行剩餘磷的去除，並去除5%左右的 COD。(4)混合液從好氧區(8)進入二沉池(3)，實現泥水分離，含有氨氮的上清液經高 壓泵(9)進入曝氣生物濾池⑷；回流汙泥經蠕動泵(15)回流到厭氧區(6)，剩餘汙泥從排 放口 (16)排出。(5)曝氣生物濾池(4)中的活性生物填料上生長著硝化菌，硝化菌在好氧條件下 將氨氮氧化為硝酸鹽氮，曝氣生物濾池⑷出水的100% 400%通過蠕動泵(11)回流到 的缺氧區(7)，另一部分從出水口(10)排放。其中通過縮短A2/0的泥齡到15天，將泥齡長的硝化菌淘洗，泥齡短的DPAOs、反硝 化菌等呈懸浮狀態生長於A2/0的活性汙泥中，泥齡長的硝化菌以固定膜形態生長於曝氣生 物濾池中的活性生物填料上，泥齡的分離解決了傳統工藝無法克服的泥齡方面的矛盾。A2/ 0在短泥齡條件下運行，有利於除磷及反硝化脫氮；曝氣生物濾池在長泥齡條件下運行，不 但不影響系統的除磷功能，反而更有利於硝化效果的穩定和高效，同時還為A2/0的缺氧區 提供充足的電子受體，為反硝化除磷提供了必要條件。城市汙水中低C/N水質特點有利於DPAOs (DPAOs佔聚磷菌的比例為68. 2% )成為 優勢菌種，最大限度地緩解了碳源缺乏的技術難題。由於A2/0不承擔硝化功能，回流汙泥中不含有硝酸鹽氮，使得厭氧區成為真正意 義上的厭氧環境，為DPAOs充分釋磷及合成內碳源PHAs提供了最佳的外界環境。A2/0-曝氣生物濾池反硝化除磷裝置還具有5個特點①實現了低C/N條件下的深 度脫氮除磷；②無需化學藥劑除磷，節省運行成本；③總的水力停留時間不長，基建費用不 高；④曝氣生物濾池的模塊化設計使佔地面積更少，適合我國國情；⑤抗水力負荷能力強， 適應不同季節及溫差變化，處理效果穩定可靠，並且具有穩定的出水水質和較低的能耗。

圖lA2/0-曝氣生物濾池反硝化除磷裝置和方法示意圖[0017]圖1中1-原水水箱；2-A2/0反應器；3- 二沉池；4-曝氣生物濾池反應器；5_蠕動 泵；6-厭氧區；7-缺氧區；8-好氧區；9-高壓泵；10-出水口 ； 11-蠕動泵；12-氣泵；13-氣 體流量計；14-氣體流量計；15-蠕動泵；16-剩餘汙泥排放口 ； 17-攪拌器。圖2DPA0s佔聚磷菌(PAOs)比例為68. 2%的序批試驗結果圖。
具體實施方式
結合圖1，詳細說明本實用新型的實施方案。本實用新型的一種反硝化除磷裝置，主要由原水水箱(1)、A2/0(2)、二沉池(3)、曝 氣生物濾池(4)順序連接組成，原水水箱(1)通過蠕動泵(5)與厭氧區(6)連接，厭氧區(6) 與缺氧區(7)連接，缺氧區(7)與好氧區(8)連接，好氧區(8)與二沉池(3)連接，二沉池 (3)的出水通過高壓泵(9)與曝氣生物濾池(4)連接，曝氣生物濾池(4)通過蠕動泵(11) 與缺氧區(7)連接，二沉池(3)底部的汙泥出口端通過蠕動泵(15)與厭氧區(6)連接，氣泵 (12)分別通過氣體流量計(13)、(14)與好氧區(8)和曝氣生物濾池(4)連接，厭氧區(6) 和缺氧區(7)內安裝攪拌器(17)，DPAOs、反硝化菌呈懸浮狀態生長於A2/0的活性汙泥中， DPAOs佔聚磷菌的比例為68. 2%，硝化菌以固定膜形態生長於曝氣生物濾池中的活性生物 填料上。其實施方法為(1)原水由原水水箱⑴經蠕動泵(5)進入厭氧區(6)，同步進入的還有來自二沉 池(3)的回流汙泥，DPAOs利用原水中的揮發性脂肪酸(VFAs)，合成內碳源PHAs，同時釋放 大量的磷，汙水中80%以上的COD得到去除。(2)混合液從厭氧區(6)進入缺氧區(7)，同時進入還有來自曝氣生物濾池(4)的 硝化液，DPAOs以硝酸鹽氮為電子受體，以內碳源PHAs為電子供體，反硝化除磷。(3)混合液從缺氧區(7)進入好氧區(8)，進行剩餘磷的去除，並去除5%左右的 COD。(4)混合液從好氧區(8)進入二沉池(3)，實現泥水分離，含有氨氮的上清液經高 壓泵(9)進入曝氣生物濾池⑷；回流汙泥經蠕動泵(15)回流到厭氧區(6)，剩餘汙泥從排 放口 (16)排出。(5)曝氣生物濾池(4)中的活性生物填料上生長著硝化菌，硝化菌在好氧條件下 將氨氮氧化為硝酸鹽氮。曝氣生物濾池(4)出水的一部分通過蠕動泵(11)回流到的缺氧 區(7)，另一部分從出水口(10)排放；泥齡短的DPAOs、反硝化菌等呈懸浮狀態生長於A2/0 的活性汙泥中，泥齡長的硝化菌以固定膜形態生長於曝氣生物濾池中的活性生物填料上。以北京某大學教工住宅小區化糞池生活汙水為原水，水質特點如表1表1原水水質特點
權利要求一種反硝化除磷裝置，主要由原水水箱(1)、A2/O(2)、二沉池(3)、曝氣生物濾池(4)順序連接組成，其特徵在於原水水箱(1)通過蠕動泵(5)與厭氧區(6)連接，厭氧區(6)與缺氧區(7)連接，缺氧區(7)與好氧區(8)連接，好氧區(8)與二沉池(3)連接，二沉池(3)的出水通過高壓泵(9)與曝氣生物濾池(4)連接，曝氣生物濾池(4)通過蠕動泵(11)與缺氧區(7)連接，二沉池(3)底部的汙泥出口端通過蠕動泵(15)與厭氧區(6)連接，氣泵(12)分別通過氣體流量計(13)、(14)與好氧區(8)和曝氣生物濾池(4)連接。
2.權利要求1的一種反硝化除磷裝置，其特徵在於，厭氧區(6)和缺氧區(7)內安裝攪 拌器(17)。
專利摘要本實用新型公開了A2/O-曝氣生物濾池反硝化除磷裝置，屬於活性汙泥法汙水處理技術領域。其裝置主要由原水水箱(1)、A2/O(2)、二沉池(3)、曝氣生物濾池(4)順序連接組成；本實用新型處理效果穩定可靠，並且具有穩定的出水水質和較低的能耗。
文檔編號C02F3/30GK201770576SQ20102024982
公開日2011年3月23日 申請日期2010年6月25日 優先權日2010年6月25日
發明者彭永臻, 王建華, 王淑瑩, 陳永志 申請人:北京工業大學