內(nèi)碳源反硝化耦合厭氧氨氧化處理城市污水的裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種內(nèi)碳源反硝化耦合厭氧氨氧化處理城市污水的裝置及方法。該裝置設(shè)有兩個SBR反應(yīng)器，其中SBR除磷反應(yīng)器去除污水中的有機物并合成內(nèi)碳源，SBR脫氮反應(yīng)器利用短程硝化-厭氧氨氧化技術(shù)去除污水中的大部分氨氮，并通過投加SBR除磷反應(yīng)器的剩余污泥進一步提高系統(tǒng)總氮去除率；本實用新型適用于低碳氮比城市污水的處理；系統(tǒng)控制靈活，總氮去除效率高。
【專利說明】內(nèi)碳源反硝化耦合厭氧氨氧化處理城市污水的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型公開了一種基于內(nèi)碳源反硝化耦合厭氧氨氧化技術(shù)處理城市污水的高效生物處理方法，屬于污水生化處理領(lǐng)域。本實用新型適用于低碳氮比的城市污水的處理；系統(tǒng)控制靈活，總氮去除效率高。

【背景技術(shù)】
[0002]城市污水處理廠的建設(shè)和運營是解決水環(huán)境污染問題的重要途徑。受環(huán)境承載能力的限制以及生態(tài)文明建設(shè)的需求，城市污水處理廠的出水水質(zhì)指標愈發(fā)嚴格，尤其是在污染水平較重的敏感生態(tài)環(huán)境，對污水中的C0D和氨氮都進行了嚴格的限制。我國于2002年頒布的《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中，一級A標準規(guī)定城鎮(zhèn)污水廠出水氨氮< 5mg/L,總氮< 15mg/L,新建污水廠總磷< 0.5mg/L。
[0003]城市污水處理工藝主要通過活性污泥在缺氧-好氧的環(huán)境下交替運行，實現(xiàn)污染物去除。在好氧環(huán)境中微生物進行硝化反應(yīng)并去除有機物、缺氧條件下利用有機物進行反硝化反應(yīng)實現(xiàn)脫氮。常規(guī)的硝化反硝化工藝的脫氮效果受有機物的影響顯著，在低碳氮比條件下脫氮效率普遍不高。我國的城市污水中氮磷營養(yǎng)物去除需要利用進水中的有機物，但是目前該部分有機物未能高效利用，在出水氮元素難以達標的同時，大部分碳源被直接氧化成二氧化碳，未能進入到產(chǎn)甲烷階段，這導(dǎo)致我國污水處理廠的能源自給率普遍較低。常規(guī)的污水處理工藝難以實現(xiàn)較高的能源回收率，不符合可持續(xù)發(fā)展的要求。
[0004]厭氧氨氧化工藝的出現(xiàn)為城市污水處理廠的發(fā)展提供了新的思路。厭氧氨氧化工藝與常規(guī)的硝化反硝化工藝有顯著區(qū)別，該工藝可直接將氨氮和亞硝酸鹽轉(zhuǎn)換為氮氣。而且厭氧氨氧化菌為化能自養(yǎng)型，脫氮過程中不需要有機碳源為電子供體，污泥產(chǎn)量相應(yīng)減少。厭氧氨氧化工藝的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)的污水處理工藝流程，實現(xiàn)碳和氮污染物去除的分離?；趨捬醢毖趸夹g(shù)的脫氮工藝相較于傳統(tǒng)工藝，可以節(jié)省曝氣能耗，不需要額外的有機物作為碳源，具有顯著地優(yōu)勢。
[0005]應(yīng)用厭氧氨氧化技術(shù)處理城市污水仍存在諸多瓶頸。其中厭氧氨氧化工藝的出水總氮難以達標是其中之一。厭氧氨氧化菌去除的總氮中，除89%轉(zhuǎn)化為氮氣排放外，還有11 %的總氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽存留在污水中。這部分額外生成的硝酸鹽可能導(dǎo)致出水總氮的提高，在對出水水質(zhì)有嚴格要求的環(huán)境下，單純的厭氧氨氧化技術(shù)將難以實現(xiàn)出水穩(wěn)定達標排放。因此基于厭氧氨氧化技術(shù)的污水處理工藝，如何進一步削減出水中的硝酸鹽，提高系統(tǒng)總氮去除率是應(yīng)用該技術(shù)需要突破的瓶頸之一。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型針對厭氧氨氧化技術(shù)處理城市污水，總氮去除率難以進一步提高的問題，提出了一種內(nèi)碳源反硝化耦合厭氧氨氧化處理城市污水的裝置，利用除磷工藝合成污泥內(nèi)碳源，并進一步利用內(nèi)碳源實現(xiàn)短程反硝化和厭氧氨氧化的耦合，提高系統(tǒng)的總氮去除率。該實用新型裝置首先將污水通入SBR除磷反應(yīng)器，通過厭氧釋磷-好氧吸磷過程的交替運行實現(xiàn)聚磷菌的富集，并通過排出富磷污泥去實現(xiàn)生物除磷，同時聚磷菌等異養(yǎng)菌利用進水中的有機物合成PHB等內(nèi)碳源，內(nèi)碳源以剩余污泥的形式儲存?zhèn)溆?；而后污水通入通過SBR脫氮反應(yīng)器，首先在低氧環(huán)境下實現(xiàn)短程硝化-厭氧氨氧化反應(yīng)，進行自養(yǎng)脫氮，然后投加SBR除磷反應(yīng)器的剩余污泥，進行缺氧攪拌，實現(xiàn)短程反硝化和厭氧氨氧化的耦合，進一步去除污水中的氨氮和硝酸鹽，提供系統(tǒng)的總氮去除率。
[0007]本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0008]內(nèi)碳源反硝化耦合厭氧氨氧化處理城市污水的裝置，其特征在于:設(shè)有儲存城市污水處理廠的初沉池出水的城市污水原水箱、SBR除磷反應(yīng)器、中間水箱、SBR脫氮反應(yīng)器、儲泥池；城市污水原水箱設(shè)有溢流管和放空管；城市污水原水箱通過進水泵與SBR除磷反應(yīng)器的進水管相連通；SBR除磷反應(yīng)器設(shè)有調(diào)速攪拌器、排水閥、排泥閥、膜片曝氣頭、氣量調(diào)節(jié)閥、鼓風(fēng)機、氣體流量計；SBR除磷反應(yīng)器的出水管與所述中間水箱連通；中間水箱設(shè)有溢流管；中間水箱通過進水泵與所述SBR脫氮反應(yīng)器相連通；SBR脫氮反應(yīng)器設(shè)有調(diào)速攪拌器、排泥閥、膜片曝氣頭、氣量調(diào)節(jié)閥、排水閥、氣體流量計和鼓風(fēng)機；SBR除磷反應(yīng)器通過排泥閥和排泥管道進入到所述儲泥池，儲泥池設(shè)有上清液排放管和排泥閥，儲泥池底部通過設(shè)置的污泥泵與SBR脫氮反應(yīng)器連通。
[0009]所述城市污水原水箱的放空管設(shè)有自控閥門，所述調(diào)速攪拌器、進水泵、鼓風(fēng)機、污泥泵、上清液排放管均設(shè)有自控開關(guān)，所述自控閥門、自控開關(guān)、排水閥、排泥閥、氣量調(diào)節(jié)閥、氣體流量計均為在線自控部件；在所述SBR除磷反應(yīng)器里設(shè)有在線污泥濃度計、在線溶解氧濃度計、在線磷酸鹽濃度計和在線硝酸鹽濃度計；在所述SBR脫氮反應(yīng)器里設(shè)有在線溶解氧濃度計和在線氨氮濃度計；上述自控部件和在線污泥濃度計、在線溶解氧濃度計、在線磷酸鹽濃度計和在線硝酸鹽濃度計，以及在線氨氮濃度計均與設(shè)置的PLC控制器進行信號和控制連接。
[0010]本實用新型的內(nèi)碳源反硝化耦合厭氧氨氧化處理城市污水的裝置和方法的優(yōu)點:首先應(yīng)用了厭氧氨氧化脫氮技術(shù)，與現(xiàn)有傳統(tǒng)生物脫氮工藝相比具有運行能耗降低，可節(jié)省60%的曝氣量，運行控制簡單易行等優(yōu)勢；而且本實用新型在厭氧氨氧化脫氮工藝的基礎(chǔ)上，引入了基于內(nèi)碳源的短程反硝化耦合厭氧氨氧化技術(shù)，與常規(guī)的厭氧氨氧化技術(shù)相比也具有顯著地優(yōu)勢:
[0011]1)利用污泥內(nèi)碳源進行短程反硝化耦合系統(tǒng)內(nèi)的厭氧氨氧化過程，在不外加碳源的條件下，可以實現(xiàn)系統(tǒng)總氮去除率的進一步提高。使得出水水質(zhì)達到更加嚴格的排放標準，降低后續(xù)再生水工藝的難度，降低整體工藝的運行費用。
[0012]2)本實用新型通過短程反硝化與厭氧氨氧化的耦合降低出水總氮，可以使得曝氣階段的氨氮濃度保持在10mg/L以上，而系統(tǒng)內(nèi)保持較高的氨氮濃度有利于避免過曝氣現(xiàn)象的發(fā)生，抑制系統(tǒng)內(nèi)亞硝酸鹽氧化菌的生長，有利于厭氧氨氧化工藝的穩(wěn)定運行。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本實用新型處理城市污水的進出水污染物變化曲線圖。

【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進行說明:實施例1:參見附圖，內(nèi)碳源反硝化耦合厭氧氨氧化處理城市污水的裝置，設(shè)有儲存城市污水處理廠的初沉池出水的城市污水原水箱1、SBR除磷反應(yīng)器2、中間水箱3、SBR脫氮反應(yīng)器4、儲泥池5 ;城市污水原水箱設(shè)有溢流管11和放空管12 ;城市污水原水箱通過進水泵13與SBR除磷反應(yīng)器的進水管相連通；SBR除磷反應(yīng)器設(shè)有調(diào)速攪拌器21、排水閥22、排泥閥23、膜片曝氣頭24、氣量調(diào)節(jié)閥25、鼓風(fēng)機26、氣體流量計27 ；SBR除磷反應(yīng)器的出水管與所述中間水箱連通；中間水箱設(shè)有溢流管31 ;中間水箱通過進水泵33與所述SBR脫氮反應(yīng)器相連通；SBR脫氮反應(yīng)器設(shè)有調(diào)速攪拌器41、排泥閥42、膜片曝氣頭43、氣量調(diào)節(jié)閥44、排水閥45、氣體流量計46和鼓風(fēng)機47 ；SBR除磷反應(yīng)器通過排泥閥23和排泥管道進入到所述儲泥池，儲泥池設(shè)有上清液排放管51和排泥閥53，儲泥池底部通過設(shè)置的污泥泵52與SBR脫氮反應(yīng)器連通。
[0016]實施例2:內(nèi)碳源反硝化耦合厭氧氨氧化處理城市污水的裝置，所述城市污水原水箱的放空管設(shè)有自控閥門，所述調(diào)速攪拌器、進水泵、鼓風(fēng)機、污泥泵、上清液排放管均設(shè)有自控開關(guān)，所述自控閥門、自控開關(guān)、排水閥、排泥閥、氣量調(diào)節(jié)閥、氣體流量計均為在線自控部件；在所述SBR除磷反應(yīng)器里設(shè)有在線污泥濃度計、在線溶解氧濃度計、在線磷酸鹽濃度計和在線硝酸鹽濃度計；在所述SBR脫氮反應(yīng)器里設(shè)有在線溶解氧濃度計和在線氨氮濃度計；上述自控部件和在線污泥濃度計、在線溶解氧濃度計、在線磷酸鹽濃度計和在線硝酸鹽濃度計，以及在線氨氮濃度計均與設(shè)置的PLC控制器進行信號和控制連接，其他結(jié)構(gòu)與實施例1相同。
[0017]上述實施例的試驗結(jié)果表明，如圖2所示，運行穩(wěn)定后，SBR脫氮反應(yīng)器出水平均氨氮濃度4.8mg/L,出水亞硝濃度0.2mg/L,出水硝氮濃度0.2mg/L,平均出水總氮8.3mg/L。
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)碳源反硝化耦合厭氧氨氧化處理城市污水的裝置，其特征在于:設(shè)有儲存城市污水處理廠的初沉池出水的城市污水原水箱(1)、SBR除磷反應(yīng)器(2)、中間水箱(3)、SBR脫氮反應(yīng)器(4)、儲泥池(5);城市污水原水箱設(shè)有溢流管(11)和放空管(12);城市污水原水箱通過進水泵(13)與SBR除磷反應(yīng)器的進水管相連通；SBR除磷反應(yīng)器設(shè)有調(diào)速攪拌器(21)、排水閥(22)、排泥閥(23)、膜片曝氣頭(24)、氣量調(diào)節(jié)閥(25)、鼓風(fēng)機(26)、氣體流量計(27) ;SBR除磷反應(yīng)器的出水管與所述中間水箱連通；中間水箱設(shè)有溢流管(31)；中間水箱通過進水泵(33)與所述SBR脫氮反應(yīng)器相連通；SBR脫氮反應(yīng)器設(shè)有調(diào)速攪拌器(41)、排泥閥(42)、膜片曝氣頭(43)、氣量調(diào)節(jié)閥(44)、排水閥(45)、氣體流量計(46)和鼓風(fēng)機(47) ;SBR除磷反應(yīng)器通過排泥閥(23)和排泥管道進入到所述儲泥池，儲泥池設(shè)有上清液排放管(51)和排泥閥(53)，儲泥池底部通過設(shè)置的污泥泵(52)與SBR脫氮反應(yīng)器連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理城市污水的裝置，其特征是:所述城市污水原水箱的放空管設(shè)有自控閥門，所述調(diào)速攪拌器、進水泵、鼓風(fēng)機、污泥泵、上清液排放管均設(shè)有自控開關(guān)，所述自控閥門、自控開關(guān)、排水閥、排泥閥、氣量調(diào)節(jié)閥、氣體流量計均為在線自控部件；在所述SBR除磷反應(yīng)器里設(shè)有在線污泥濃度計、在線溶解氧濃度計、在線磷酸鹽濃度計和在線硝酸鹽濃度計；在所述SBR脫氮反應(yīng)器里設(shè)有在線溶解氧濃度計和在線氨氮濃度計；上述自控部件和在線污泥濃度計、在線溶解氧濃度計、在線磷酸鹽濃度計和在線硝酸鹽濃度計，以及在線氨氮濃度計均與設(shè)置的PLC控制器進行信號和控制連接。
【文檔編號】C02F9/14GK204111537SQ201420569666
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】張亮, 張樹軍, 楊岸明, 韓曉宇, 常江, 甘一萍, 蔣勇 申請人:北京城市排水集團有限責(zé)任公司