申请日2015.12.31
公开(公告)日2016.04.06
IPC分类号C02F3/30; C02F101/10; C02F101/16
摘要
本发明公开了一种城市污水A2/O-生物同步脱氮除磷装置，包括预缺氧池、厌氧池、缺氧池、好氧池和沉淀池，城市污水经进水口、带粗格栅和细格栅的污水提升泵房、曝气沉砂池、水泵、进水管分别输送至预缺氧池、厌氧池;预缺氧池、厌氧池和缺氧池内设有潜水搅拌器，好氧池底部设曝气器，好氧池通过硝化混合回流管路与厌氧池连接，缺氧池通过缺氧混合回流管路与厌氧池连接，沉淀池底部污泥一部分送至污泥浓缩脱水间，另一部分通过回流污泥管路与预缺氧池连接。本发明还公开了一种城市污水A2/O-生物同步脱氮除磷方法。本发明降低或消除硝酸盐对厌氧释磷过程的影响，平衡缺氧反硝化脱氮和厌氧释磷的碳源需求，对氮和磷起到了高效的去除效果。
摘要附图
权利要求书
1.一种城市污水A2/O-生物同步脱氮除磷装置，其特征在于：包括依次连接的预缺氧池(7)、厌氧池(8)、缺氧池(9)、好氧池(10)和沉淀池(15)，城市污水依次经进水口(1)、带粗格栅和细格栅的污水提升泵房(2)、曝气沉砂池(3)、水泵(5)、进水管(6)分别输送至预缺氧池(7)、厌氧池(8);所述预缺氧池(7)、厌氧池(8)和缺氧池(9)内分别设有潜水搅拌器(13)，所述好氧池(10)底部设有曝气器，所述曝气器与空气压缩机(12)连接;并采用电磁流量计控制曝气量，所述好氧池(10)通过硝化混合回流管路(17)与厌氧池(8)连接，缺氧池(9)通过缺氧混合回流管路(16)与厌氧池(8)连接，所述沉淀池(15)底部污泥一部分送至污泥浓缩脱水间(19)，另一部分通过回流污泥管路(18)与预缺氧池(7)连接，由闸门控制回流量。
2.根据权利要求1所述的城市污水A2/O-生物同步脱氮除磷装置，其特征在于：所述的曝气器为盘式微孔曝气器。
3.根据权利要求1所述的城市污水A2/O-生物同步脱氮除磷装置，其特征在于：所述预缺氧池(7)、厌氧池(8)、缺氧池(9)、好氧池(10)设置在同一壳体内，通过隔板分隔，其中预缺氧池(7)与厌氧池(8)之间、厌氧池(8)与缺氧池(9)之间的隔板可移动。
4.根据权利要求(1)所述的城市污水A2/O-生物同步脱氮除磷装置，其特征在于：所述带粗格栅和细格栅的污水提升泵房(2)、曝气沉砂池(3)、好氧池(10)和污泥浓缩脱水间(19)均设置有生物除臭塔。
5.一种基于权1至权4中任一项所述装置的城市污水A2/O-生物同步脱氮除磷方法，其特征在于，包括步骤：
1)将除砂后的城市污水由水泵(5)分别送入预缺氧池(7)和厌氧池(8);
2)在预缺氧池(7)中利用城市污水提供的碳源对回流污泥中的硝酸盐氮进行反硝化，剩余的部分城市污水和预缺氧池(7)出水在厌氧池(8)中混合，聚磷菌吸收进水中易降解的挥发性有机酸，以PHB的形式储存在体内，同时将聚磷酸盐以正磷酸盐的形式释放到水中;
3)经过反硝化和释磷处理后的混合液流入缺氧池(9)进行反硝化脱氮处理，同时混合液回流系统(16)将缺氧池(9)中一部分经反硝化脱氮处理的混合液回流至厌氧池(8)中，起到富集反硝化聚磷菌的作用;
4)缺氧池(9)中经过反硝化脱氮处理的混合液进入好氧池(10)进行硝化吸磷处理，在异养菌降解有机物的同时，硝化菌将污水中的氨氮转化为硝态氮，聚磷菌则过量吸收污水中的正磷酸盐;
5)经硝化吸磷处理的混合液一部分经硝化混合回流管路(17)回流至厌氧池(8)，另一部分在沉淀池(15)中以排放剩余污泥的形式实现磷的去除;
6)所述污泥一部分经回流污泥管路(18)回流至预缺氧池(7)，另一部分经污泥浓缩脱水间浓缩脱水后运走。
6.根据权利要求5所述的城市污水A2/O-生物同步脱氮除磷方法，其特征在于：硝化混合回流管路(17)的硝化液回流比R为80-150%，缺氧混合回流管路(16)的缺氧混合液回流比R1为100-200%，回流污泥管路(18)的污泥回流比r为60%~150%。
7.根据权利要求5所述的城市污水A2/O-生物同步脱氮除磷方法，其特征在于：所述预缺氧池(7)、厌氧池(8)、缺氧池(9)、好氧池(10)的总水力停留时间HRT为8-10h。
说明书
一种城市污水A2/O-生物同步脱氮除磷装置及方法
技术领域
本发明涉及废水处理技术，特别是涉及一种城市污水改良A2/O-生物同步脱氮除磷装置及方法。
背景技术
现有的污水及废水生物处理过程中，氮磷的脱除比碳素的去除要复杂得多，要涉及氮的硝化、反硝化，微生物的释磷和吸磷等过程，上述每一个过程的目的不一样，对微生物组成，基质类型以及环境条件的要求也不一样。怎样在一个水处理装置中把各种恰当的反应条件有机地结合在一起，是一个有重要意义的课题。
从1932年Wuhrmann利用微生物内源建立了后置反硝化工艺去除城市污水中的氮素以来，经过半个多世纪的改良和发展，在1984年由Deakyne，Patel和Krichten提出了目前水处理工程上应用最普遍、工艺最简洁A1(Anaerobic)A2(anoxic)O(Oxygen)脱氮除磷工艺，简称A1A2O工艺或称A2/O工艺。
A2/O工艺由厌氧区、缺氧区、好氧区、沉淀区和二个回流系统组成，其功能是厌氧释磷，缺氧反硝化脱氮，好氧硝化吸磷，经沉淀、泥水分离后，随剩余污泥排出除磷，常规A2/O工艺存在以下缺点：1.由于厌氧区居前，回流污泥中的硝酸盐对厌氧区产生不利影响，影响系统的除磷效果;2.由于缺氧区位于系统中部，反硝化在碳源分配上居于不利地位，因而影响了系统的脱氮效果;3.由于存在内循环，常规工艺系统所排放的剩余污泥中实际只有一少部分经历了完整的放磷、吸磷过程，其余则基本上未经厌氧状态而直接由缺氧区进入好氧区，这对于系统除磷是不利的。4.系统上生物除磷需要高的污泥负荷，而生物脱氮则需要低的污泥负荷，在A/A/O工艺中使二者同时达到最佳状态较困难，一般以生物脱氮为主，生物除磷为辅。
为了解决A/A/O法回流污泥中硝酸盐对厌氧放磷等的影响，在进水方式、厌氧、缺氧、好氧段进行优化排序、分点进水等方面进行改进，产生了改良A/A/O工艺、倒置A/A/O工艺、UCT工艺、MUCT工艺等。
发明内容
本发明的目的是在不增加反应器体积的前提下，加强反硝化细菌在厌氧池的作用时间，以除去回流污泥中富含的硝酸盐，从而降低或消除硝酸盐对厌氧释磷过程的影响，并通过加强反硝化除磷作用保证除磷效果的一种城市污水改良A2/O工艺脱氮除磷装置。
本发明的另一目的在提供应用上述装置的城市污水改良A2/O工艺脱氮除磷方法。
本发明在传统AAO工艺的基础上增加了一个预缺氧池，同时增加了缺氧混合液回流和硝化液混合液回流。本发明将进水进行分流，分别进入预缺氧池和厌氧池，除砂后的部分城市污水混合的回流污泥进入预缺氧池，利用城市污水提供的碳源对回流污泥中的硝酸盐氮进行反硝化，而剩余的城市污水和预缺氧池出水在厌氧池中混合，聚磷菌吸收水中易降解的挥发性有机酸，以PHB的形式储存在体内，同时将聚磷酸盐以正磷酸盐的形式释放到水中，此外，还增加了生物除臭塔，通过微生物的生理代谢将具有臭味的物质加以转化，以达到除臭的目的。在一定程度上，消除了城市排水污染问题，减轻了城市水资源紧张的状况，提高了对有机物、氮及磷的去除效果，有利于降低能耗、减少运行费用。
本发明的第一目的通过如下技术方案实现：
一种城市污水A2/O-生物同步脱氮除磷装置，包括依次连接的预缺氧池、厌氧池、缺氧池、好氧池和沉淀池，城市污水依次经进水口、带粗格栅和细格栅的污水提升泵房、曝气沉砂池、水泵、进水管分别输送至预缺氧池、厌氧池;所述预缺氧池、厌氧池和缺氧池内分别设有潜水搅拌器，所述好氧池底部设有曝气器，所述曝气器与空气压缩机连接;并采用电磁流量计控制曝气量，所述好氧池通过硝化混合回流管路与厌氧池连接，缺氧池通过缺氧混合回流管路与厌氧池连接，所述沉淀池底部污泥一部分送至污泥浓缩脱水间，另一部分通过回流污泥管路与预缺氧池连接，由闸门控制回流量，通过将进水进行分流，分别进入预缺氧池和厌氧池，以除去回流污泥中富含的硝酸盐，从而降低或消除硝酸盐对厌氧释磷的影响，通过加强反硝化除磷作用进而保证除磷效果。
进一步地，所述的曝气器为盘式微孔曝气器。
进一步地，所述预缺氧池、厌氧池、缺氧池、好氧池设置在同一壳体内，通过隔板分隔，其中预缺氧池与厌氧池之间、厌氧池与缺氧池之间的隔板可移动，加工方便，便于组装和调整。
进一步地，所述带粗格栅和细格栅的污水提升泵房、曝气沉砂池、好氧池和污泥浓缩脱水间均设置有生物除臭塔，通过微生物的生理代谢将具有臭味的物质加以转化，以达到除臭的目的。
本发明的另一目的通过如下技术方案实现：
一种基于所述装置的城市污水A2/O-生物同步脱氮除磷方法，包括步骤：
1)将除砂后的城市污水由水泵分别送入预缺氧池和厌氧池;
2)在预缺氧池中利用城市污水提供的碳源对回流污泥中的硝酸盐氮进行反硝化，以除去回流污泥中富含的硝酸盐，从而降低或消除硝酸盐对厌氧释磷过程的影响，剩余的部分城市污水和预缺氧池出水在厌氧池中混合，聚磷菌吸收进水中易降解的挥发性有机酸，以PHB的形式储存在体内，同时将聚磷酸盐以正磷酸盐的形式释放到水中;
3)经过反硝化和释磷处理后的混合液流入缺氧池进行反硝化脱氮处理，同时混合液回流系统将缺氧池中一部分经反硝化脱氮处理的混合液回流至厌氧池中，起到富集反硝化聚磷菌的作用;
4)缺氧池中经过反硝化脱氮处理的混合液进入好氧池进行硝化吸磷处理，在异养菌降解有机物的同时，硝化菌将污水中的氨氮转化为硝态氮，聚磷菌则过量吸收污水中的正磷酸盐;
5)经硝化吸磷处理的混合液一部分经硝化混合回流管路回流至厌氧池，另一部分在沉淀池中以排放剩余污泥的形式实现磷的去除;
6)所述污泥一部分经回流污泥管路回流至预缺氧池，另一部分经污泥浓缩脱水间浓缩脱水后运走。
进一步地，硝化混合回流管路的硝化液回流比R为80-150%，缺氧混合回流管路的缺氧混合液回流比R1为100-200%，回流污泥管路的污泥回流比r为60%~150%。
进一步地，所述预缺氧池、厌氧池、缺氧池、好氧池的总水力停留时间HRT为8-10h。
与已有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明在改良A2/O工艺在现有的基础上，通过增加一个预缺氧池，同时增加了缺氧混合回流管路和硝化混合回流管路。将进水进行分流，分别进入预缺氧池和厌氧池，以除去回流污泥中富含的硝酸盐，从而降低或消除硝酸盐对厌氧释磷过程的影响，进而保证了高效脱氮除磷的效果。
(2)本发明消除了城市水排污的问题，减轻了城市水资源紧张的状况，为城市污水的综合处理处置提供经济、便捷、合理、可行的解决办法，因不需占用更多的土地，也不增加基建投资，不但具有巨大的社会效益，同时带来可观的经济效益及环境效益，并推动污水处理资源化发展。
(3)本发明改良A2/O工艺脱氮除磷的处理工艺对污染物的去除效果如下：对COD、和磷的去除效果好，出水COD在40mg/L以下，磷出水在0.5mg/L以下;出水氨氮在5mg/L以下。各项出水水质指标均达到并优于国家排放标准一级A标准。
(4)在带粗格栅和细格栅的污水提升泵房、曝气沉砂池、好氧池和污泥浓缩脱水间这几个区域都增加了生物除臭塔，通过微生物的生理代谢将具有臭味的物质加以转化，以达到除臭的目的。