申请日2010.07.30
公开(公告)日2011.03.09
IPC分类号C02F3/30; C02F9/14
摘要
本实用新型属于污水生物处理技术领域，具体涉及一种连续流污水低氧短程脱氮处理装置，本实用新型进水管、厌氧区、缺氧区、好氧区、二沉池和出水管通过管道依次串联，厌氧区内设置搅拌器，二沉池底部通过污泥回流系统连接厌氧区，并通过污泥排出管排出剩余污泥，好氧区通过硝化液回流系统连接缺氧区，缺氧区设置第一曝气系统和循环推流系统，好氧区设置第二曝气系统。本实用新型通过对溶解氧、pH等进行控制，在缺氧区形成低氧区，利用低氧短程硝化反硝化脱氮、反硝化除磷等技术，在进水低碳氮比条件下，采用连续流活性污泥法实现高效、节能脱氮除磷的目的。
权利要求书
1.一种连续流污水低氧短程脱氮处理装置，其特征在于由进水管(1)、厌氧区(2)、缺氧区(3)、好氧区(4)、二沉池(5)、出水管(6)、搅拌器(7)、循环推流系统(8)、第一曝气系统(9)、第二曝气系统(10)、硝化液回流系统(11)、污泥回流系统(12)、污泥排出管(13)和附加进水管(14)组成，其中，进水管(1)、厌氧区(2)、缺氧区(3)、好氧区(4)、二沉池(5)和出水管(6)通过管道依次串联，厌氧区(2)内设置搅拌器(7)，二沉池(5)底部通过污泥回流系统(12)连接厌氧区(2)，并通过污泥排出管(13)排出剩余污泥，好氧区(4)通过硝化液回流系统(11)连接缺氧区(3)，缺氧区(3)设有第一曝气系统(9)和循环推流系统(8)，好氧区(4)设有第二曝气系统(10)。
2.根据权利要求1所述的一种连续流污水低氧短程脱氮处理装置，其特征在于第一曝气系统(9)和第二曝气系统(10)分别连接鼓风机。
3.根据权利要求1或2所述的一种连续流污水低氧短程脱氮处理装置，其特征在于进水管(1)在连接厌氧区(2)前并联一附加进水管(14)与缺氧区(3)直接连接。
说明书
连续流污水低氧短程脱氮处理装置
技术领域
本实用新型属于污水生物处理技术领域，具体涉及一种连续流污水低氧短程脱氮处理装置。
背景技术
随着我国经济的发展，用水量越来越大，水体污染也在加剧，因此，有效控制水污染，保护本来就十分稀缺的淡水资源，直接关系到我国经济的健康快速发展。《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)对氮、磷等营养元素的排放控制越来越严格，在城市污水生物处理系统中，如何提高低C/N比污水的脱氮除磷效率一直是个难点。现有的脱氮除磷工艺，如A/A/O、UCT、MUCT、SBR、CASS/CAST等，都基于传统的脱氮理论，即氨氮和有机氮转化为硝酸盐氮以后再进行反硝化脱氮，这不仅耗时从而导致反应池容积增大，而且耗氧量也多，投资和运行成本都较高。人们对脱氮机理的深入认识，为工程提供了理论依据。脱氮可以通过短程硝化反硝化实现，即硝化反应进行到亚硝酸盐阶段，控制混合相DO浓度，使硝化菌在竞争中处于劣势，亚硝酸盐型反硝化菌处于优势，以亚硝酸盐为电子受体进行反硝化，实现脱氮目的。新的脱氮途径不仅耗时较少，而且耗氧也少，表现为低氧脱氮，节省投资，减少运行费用。
近年来，国内对于短程脱氮技术也有大量研究，如北京工业大学的彭永臻教授等对利用序批式SBR反应器(非连续流)实现在低C/N比条件下进行低氧脱氮的机理，影响因素等进行了有效探索;董滨等发明填料生物膜低氧脱氮除磷工艺，用填料生物膜富集硝化菌，同时交替设置低氧区，成功实现低氧脱氮。
但是，目前对低氧条件下，利用连续流活性污泥法实现城市污水短程脱氮的报道还很少，特别是对于利用连续流污水低氧短程脱氮处理装置实现连续流污水短程脱氮未见报道和使用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种连续流污水低氧短程脱氮处理装置。
本实用新型提出的一种连续流污水低氧短程脱氮处理装置，由进水管1、厌氧区2、缺氧区3、好氧区4、二沉池5、出水管6、搅拌器7、循环推流系统8、第一曝气系统9、第二曝气系统10、硝化液回流系统11、污泥回流系统12和污泥排出管13组成，其中，进水管1、厌氧区2、缺氧区3、好氧区4、二沉池5和出水管6通过管道依次串联，厌氧区2内设置搅拌器7，二沉池5底部通过污泥回流系统12连接厌氧区2，并通过污泥排出管13排出剩余污泥，好氧区4通过硝化液回流系统11连接缺氧区3，缺氧区3设有第一曝气系统9和循环推流系统8，好氧区4设有第二曝气系统10。
本实用新型中，所述第一曝气系统9和第二曝气系统10分别连接鼓风机。通过调节鼓风机风量，可控制缺氧区的曝气强度。污水通过溢流堰进入好氧区，硝化反应进一步去除氨氮;聚磷菌在这里也进行过量摄磷，进一步除磷，同时有机物也得到有效去除。通过回流管11，硝化液进入缺氧区进行反硝化，以进一步去脱氮。处理后的污水通过出水堰经出水管进入二沉池5。二沉池5污泥通过污泥回流管12回流至厌氧区2。
本实用新型中，所述进水管1在连接厌氧区2前并联一附加进水管14与缺氧区3直接连接，实现从厌氧区2和缺氧区3的分段进水，保证生物释磷和反硝化所需碳源。
本实用新型中，在缺氧区设立的第一曝气系统9，可以根据进水氨氮和有机物浓度的变化，开启或者关闭曝气，并可对第一曝气系统9的曝气强度进行调节，以达到充分利用进水碳源以及实现短程脱氮的目的。
本实用新型中，在缺氧区设置成循环推流型，以保证反硝化反应在该区域的充分进行。
本实用新型的具体使用方法如下：
(1)污水由进水管进入厌氧区，厌氧区污水停留时间为50-70分钟，为生物释磷段;
(2)厌氧区出水进入缺氧区，缺氧区水力停留时间为4-6小时，控制DO值为0.3-0.7mg/L，缺氧区布置有第一曝气系统，可根据进水有机物和氨氮浓度的变化调节曝气量，保证该缺氧区的缺氧或低氧条件，从而为短程脱氮提供条件;
(3)缺氧区出水进入好氧区，好氧区水力停留时间为4-6小时，控制DO值为0.8-1.2mg/L，好氧区硝化液部分回流至缺氧区，回流比为0.8-1.5，好氧区出水进入二沉池进行泥水分离，出水最终排放，二沉池部分污泥回流至厌氧区，污泥回流比为0.5-0.8;好氧区布置有第二曝气系统，可完成有机物降解和硝化过程。
污水通过进水管1和附加进水管14分别进入厌氧区2和缺氧区3，可调节进水分配比，达到合理分配碳源的目的，为生物释磷和反硝化提供足够碳源。在缺氧区3，通过第一曝气系统，并利用在线控制DO，pH。长期控制低DO浓度实现了硝化细菌(NOB)的完全淘洗，使得亚硝化细菌(AOB)逐渐积累起来，为短程硝化反硝化创造了条件。缺氧区设置成循环推流型，可延长污水在缺氧区内的停留时间，获得更好的短程硝化反硝化效果，同时，利用好氧区末端应用pH值下降速率从较快变为较慢这一信息，可以实现系统的最优控制，另外pH值下降速率这一信息也可作为短程硝化反应的模糊控制参数，从而实现系统的闭环控制。DO对反硝化聚磷菌(DPB)的存活没有决定性影响，聚磷菌(PAO)以氧或硝酸盐氮为电子受体时的吸磷能力基本相同，且其在缺氧和好氧条件下的活性也基本相同，DPB和PAO可以共存，这为反硝化除磷以及后期好氧阶段PAO的过量摄磷提供了可能，使得缺氧区也可以完成部分除磷工作。
本实用新型的有益效果是：
(1)缺氧区设置成循环推流型，安装曝气系统，利用DO，pH的在线控制，实现短程硝化反硝化，同时好氧区进行硝化反应，去除残余的氨氮，强化脱氮功能。
(2)缺氧区进行了短程硝化反硝化反应，故好氧区曝气强度可以减弱，从而节省曝气量，降低能耗。
(3)各功能段布置紧凑，占地面积小，尤其适合老厂改造。
(4)DPB可以在缺氧区实现反硝化除磷;同时PAO可以在好氧区过量摄磷，厌氧区释磷，因此该工艺同样具有高效除磷的潜力。
(5)污水可按不同分配比进入厌氧区和好氧区，合理分配碳源，可以保证系统硝化效果，给硝化菌提供良好的生长环境。本实用新型结合国内外的研究现状，考虑我国污水处理的实际需求，特别是我过南方城市污水低碳氮比的实情，开发的低氧短程脱氮工艺。通过厌氧区的反硝化作用，缺氧区的短程硝化反硝化作用，DPB反硝化除磷作用以及好氧区的硝化作用，同时辅以PAO的除磷作用，城市生活污水、工业废水无需经特别预处理即可进入本实用新型发明工艺进行处理，本实用新型可合理利用碳源，减少曝气量，节省能源，节约占地。连续流活性污泥低氧脱氮工艺可以在低C/N比条件下实现有效地脱氮除磷，运行能耗及投资造价均低于传统A/A/O系列工艺和填料低氧脱氮工艺等。
本实用新型提出的装置可以降低污水处理工艺的能耗;节约基建投资;简化操作;提高效率，特别是利用低氧条件，实现连续流活性污泥法的短程脱氮，能够实现在好氧阶段节省25%的氧消耗量;缺氧段节省40%的外碳源消耗量;亚硝酸盐反硝化反应以硝酸盐反硝化反应速率的1.5-2.0倍进行;降低剩余污泥产量。基于短程硝化反硝化原理的活性污泥低氧脱氮工艺在经济上和技术上均具有较高的可行性，特别是在处理高氨氮质量浓度和低C/N比的污水时。