申请日2016.02.19
公开(公告)日2016.07.20
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明涉及一种污水强化脱氮除磷装置及工艺，污水首先经过预处理进入厌氧池与菌种分离器回流过来的污泥进行混合反应，再依次经过缺氧池、好氧池进入菌种分离器，菌种分离器对混合液中的菌种进行分离，高密度菌种沉淀在底部，通过泵回流至厌氧池，密度较小的菌种同水流一起进入菌藻协同反应池，池内设有生物填料，在系统内形成微藻与菌种协同作用，部分形成菌藻生物膜，强化系统脱氮除磷作用;出水经沉淀池和消毒处理，沉淀池污泥部分回流至菌藻协调反应池。本发明解决了现有的A2/O工艺处理城市污水存在的脱氮除磷效果差，成本高的问题，本发明具有处理高效、出水稳定、运行成本低等优点，是一种经济环保、可持续循环发展的处理工艺。
摘要附图
权利要求书
1.一种污水强化脱氮除磷装置，其特征在于：所述装置包括顺次相连通的预处理池、厌氧池、缺氧池、好氧池、菌种分离器、菌藻协同反应器、沉淀池和消毒池，所述好氧池通过混合液回流管路与缺氧池相连通，菌种分离器通过第一污泥回流管路与厌氧池相连通，沉淀池通过第二污泥回流管路与菌藻协同反应池相连通，第一污泥回流管路、第二污泥回流管路上均设有相应的污泥泵，混合液回流管路设有污水泵。
2.根据权利要求1所述的污水强化脱氮除磷装置，其特征在于：所述菌藻协同反应池内设有生物填料。
3.一种权利要求1所述装置用于污水强化脱氮除磷工艺，其特征在于：污水首先经过预处理进入厌氧池，并与菌种分离器回流过来的污泥进行混合反应后，再依次经过缺氧池、好氧池进入菌种分离器，菌种分离器对混合液中的菌种进行分离，密度大的菌种沉淀在底部，通过泵回流至厌氧池，密度小的菌种同水流一起进入菌藻协同反应池，再经沉淀池和消毒处理后出水，沉淀池污泥部分回流至菌藻协调反应池。
4.根据权利要求3所述的污水强化脱氮除磷工艺，其特征在于：污水进入厌氧池，与回流污泥混合发生释磷过程后进入缺氧池，在缺氧池内与好氧池回流的混合液进行反硝化脱氮过程;缺氧池出水进入好氧池，所述好氧池为缺氧/好氧池，当进水COD浓度大于250mg/L时，将缺氧/好氧池设置为好氧状态，当进水COD浓度小于250mg/L时，将缺氧/好氧池设置为缺氧状态。
5.根据权利要求3所述的污水强化脱氮除磷工艺，其特征在于：好氧池中添加特种高效脱氮除磷菌种，所述特种高效脱氮除磷菌种为巨大芽孢杆菌、克雷伯氏菌属、假产碱假单胞菌、反硝化聚磷菌、灿烂类芽孢杆菌中的一种或二种以上的任意组合，所述特种高效脱氮除磷菌种的加入量为体积比1～10%。
6.根据权利要求3所述的污水强化脱氮除磷工艺，其特征在于：所述菌藻协同反应池内设有生物填料，所述生物填料为组合填料、弹性填料、悬浮填料、生物飘带、填料球、阿科蔓中的一种，生物填料比表面积>50m2/g。
7.根据权利要求3所述的污水强化脱氮除磷工艺，其特征在于：在菌藻协调反应池中添加一定量的微藻，所述微藻为螺旋藻、小球藻、栅藻、席藻、微绿球藻、莱茵衣藻、颤藻、杜氏藻中的一种或二种以上的任意组合，所述微藻的加量为体积比0.5～15%。
8.根据权利要求3所述的污水强化脱氮除磷工艺，其特征在于：厌氧池的水力停留时间控制在1.5～4小时，缺氧池的水力停留时间控制在3～6小时，好氧池水力停留时间控制在7～15小时，菌种分离器泥水分离时间控制在1～3h，菌种分离器的回流率为30～70%，菌藻协调反应池的水力停留时间控制在4～7小时，沉淀池回流比控制在40～60%，好氧池混合液回流比控制在50～150%。
9.根据权利要求3所述的污水强化脱氮除磷工艺，其特征在于：菌藻协同反应池下方安装微孔曝气盘，曝气量为0.8～2.0m3/min。
10.根据权利要求3所述的污水强化脱氮除磷工艺，其特征在于：消毒采用二氧化氯发生器、臭氧发生器或紫外线照射进行消毒。
说明书
一种污水强化脱氮除磷装置及工艺
技术领域
本发明属于环保技术领域，具体地说是涉及一种污水强化脱氮除磷装置及工艺。
背景技术
目前，随着工业化的进程和城市化程度的提高，氮磷的大量排放导致水体富营养化已迅速发展成为一个重要的环境问题。传统生物脱氮除磷的机理基本上包括厌氧、缺氧、好氧三种状态。在厌氧条件下，聚磷菌消耗糖元，将胞内的聚磷(Poly-P)水解为正磷酸盐释放到胞外，并从中获得能量，同时将环境中的有机碳源(挥发性脂肪酸VAF)以胞内碳源存贮物(主要为PHB形式)贮存。在好氧条件下，聚磷菌以O2为电子受体，演化胞内贮存的PHB及利用产生的能量过量地从环境中摄磷，以聚磷酸高能键的形式存贮，通过排除富含磷的剩余污泥达到污水生物除磷的目的。但只有当VFA/P的比例高于10～20倍，才能保证有足够的VFA促进PAO的繁殖，否则在前置反硝化中当生物脱氮需要同时进行时，VFA常不足，不能二者兼得。此外，有些工艺操作较为复杂，既要污泥回流又要混合液回流，有的还要二次混合液回流，投资和运行费用高，操作管理复杂。
传统生物脱氮除磷工艺主要包括缺氧-好氧(A/O)活性污泥脱氮工艺以及厌氧-缺氧-好氧(A2/O)工艺。
缺氧-好氧(A/O)活性污泥脱氮工艺由缺氧池、好氧池、沉淀池组成，废水首先进入缺氧池，利用氨化菌将废水中的有机氮转化为NH3-N，再进入好氧池，在好氧池中除对含碳有机物进行氧化外，在适宜的条件下，利用亚硝化菌及硝化菌将废水废水中的NH3-N硝化生成硝酸盐氮。好氧池中硝化混合液通过内循环回流到缺氧池，沉淀池的污泥回流到缺氧池维持系统的污泥平衡。
厌氧-缺氧-好氧(A2/O)工艺有厌氧池、缺氧池、好氧池串联而成。在首段厌氧池主要是进行磷的释放，使污水中的磷的浓度升高，溶解性的有机物被细胞吸收而使污水中的BOD浓度下降，一部分NH3-N因细胞的合成而浓度降低。在缺氧池中，BOD浓度继续下降，NO3--N浓度大幅下降，磷的浓度基本不变。在好氧池中，有机物浓度被微生物生化氧化，浓度进一步下降，含氮有机物浓度显著下降，磷随着聚磷菌的过程摄取，也较快的下降。A2/O工艺可同时完成有机物的去除、反硝化脱氮、除磷的功能，脱氮的前提是NH3-N在好氧池中完全被硝化，而在缺氧池则完成脱氮的功能，厌氧池和好氧池联合完成除磷功能。
然而，在进水碳源水平较高的情况下，A/A/O可以取得较好的脱氮除磷效果，但当进水碳氮比比较低时，脱氮除磷效果不稳定，污泥回流的混合液会抑制的聚磷菌释磷过程，影响生物除磷效果。
发明内容
为了克服现有技术存在的不足，本发明提供了一种污水强化脱氮除磷装置及工艺。
一种污水强化脱氮除磷装置，所述装置包括顺次相连通的预处理池、厌氧池、缺氧池、好氧池、菌种分离器、菌藻协同反应器、沉淀池和消毒池，所述好氧池通过混合液回流管路与缺氧池相连通，菌种分离器通过第一污泥回流管路与厌氧池相连通，沉淀池通过第二污泥回流管路与菌藻协同反应池相连通，第一污泥回流管路、第二污泥回流管路上均设有相应的污泥泵，混合液回流管路设有污水泵。
作为优选，所述菌藻协同反应池内设有生物填料。
一种污水强化脱氮除磷工艺，污水首先经过预处理进入厌氧池，并与菌种分离器回流过来的污泥进行混合反应后，再依次经过缺氧池、好氧池进入菌种分离器，菌种分离器对混合液中的菌种进行分离，密度大的菌种沉淀在底部，通过泵回流至厌氧池，密度小的菌种同水流一起进入菌藻协同反应池，再经沉淀池和消毒处理后出水，沉淀池污泥部分回流至菌藻协调反应池。
作为优选，污水进入厌氧池，与回流污泥混合发生释磷过程后进入缺氧池，在缺氧池内与好氧池回流的混合液进行反硝化脱氮过程;缺氧池出水进入好氧池，所述好氧池为缺氧/好氧池，当进水COD浓度大于250mg/L时，将缺氧/好氧池设置为好氧状态，当进水COD浓度小于250mg/L时，将缺氧/好氧池设置为缺氧状态。本发明根据碳氮比(COD浓度小于250mg/L时)，将好氧池设置为缺氧状态确保脱氮效果。
作为优选，好氧池中添加特种高效脱氮除磷菌种，所述特种高效脱氮除磷菌种为巨大芽孢杆菌、克雷伯氏菌属、假产碱假单胞菌、反硝化聚磷菌、灿烂类芽孢杆菌中的一种或二种以上的任意组合，所述特种高效脱氮除磷菌种的加入量为体积比1～10%。为进一步提高工艺脱氮除磷效果，在好氧池中添加特种高效脱氮除磷菌种，特效菌种发挥其特效除磷除氮功用，使得该工艺具有更优的脱氮除磷效果。本发明中所选用的高效脱氮除磷菌种还可以是公司已授权专利菌种(ZL201310126043.X)。
作为优选，所述菌藻协同反应池内设有生物填料，所述生物填料为组合填料、弹性填料、悬浮填料、生物飘带、填料球、阿科蔓中的一种，生物填料比表面积>50m2/g。菌藻协同反应池采用生物填料，通过物理吸附，将部分高效菌种藻种吸附在填料上面。
作为优选，在菌藻协调反应池中添加一定量的微藻，所述微藻为螺旋藻、小球藻、栅藻，席藻、微绿球藻、莱茵衣藻、颤藻、杜氏藻中的一种或二种以上的任意组合，所述微藻的加量为体积比0.5～15%。在A2/O工艺后设置了菌种协同反应器，利用加入微藻，与系统中已有的菌种协同作用。单独的细菌生物膜与细菌附着于藻类之上，形成菌藻共生体，菌藻生物膜较之于细菌生物膜要有更出众的效果，细菌生物膜无除磷效果，但是菌藻生物膜不仅可以除磷而且除氮效果是细菌生物膜的数倍以上。
作为优选，厌氧池的水力停留时间控制在1.5～4小时，缺氧池的水力停留时间控制在3～6小时，好氧池水力停留时间控制在7～15小时，菌种分离器泥水分离时间控制在1～3h，菌种分离器的回流率为30～70%，菌藻协调反应池的水力停留时间控制在4～7小时，沉淀池回流比控制在40～60%，好氧池混合液回流比控制在50～150%。
作为优选，菌藻协同反应池下方安装微孔曝气盘，曝气量为0.8～2.0m3/min。通过鼓风机曝气，增加水质溶解氧，使菌种反应均匀充分。
作为优选，消毒采用二氧化氯发生器、臭氧发生器或紫外线照射进行消毒。
本发明污水首先经过预处理进入厌氧池与菌种分离器回流过来的污泥进行混合反应，再依次经过缺氧池、好氧池进入菌种分离器，菌种分离器对混合液中的菌种进行分离，菌种分离器内设置导流筒和填料，提高泥水分离效果;高密度菌种沉淀在底部，通过泵回流至厌氧池，密度较小的菌种同水流一起进入菌藻协同反应池，池内设有生物填料，在系统内形成微藻与菌种协同作用，部分形成菌藻生物膜，强化系统脱氮除磷作用。出水经沉淀池和消毒处理，沉淀池污泥部分回流至菌藻协调反应池。
本发明解决了现有的A2/O工艺处理城市污水存在的脱氮除磷效果差、成本高的问题。本发明具有处理高效、出水稳定、运行成本低等优点，微藻类在其生长过程中能够吸收CO2减低碳排放，是一种经济环保、可持续循环发展的处理工艺。