申请日2013.11.15
公开(公告)日2014.02.26
IPC分类号C02F3/30
摘要
本发明涉及一种两相厌氧缺氧交替运行的D-A2/O污水处理反应器，其特征在于包括水箱(1)，酸化池(2)，厌氧池(4)，缺氧池(5)，好氧池(7)和二沉池(9)。本发明的D-A2/O反应器具有高效的脱氮除磷效果、出水水质稳定、极小的剩余污泥产率等技术优势。
权利要求书
1.一种两相厌氧缺氧交替运行的D-A2/O污水处理反应器，其特征在于包括 水箱(1)，酸化池(2)，厌氧池(4)，缺氧池(5)，好氧池(7)和二沉池(9)， 所述水箱(1)中的生活污水通过泵依次经过酸化池(2)，厌氧池(4)，缺氧池 (5)，好氧池(7)和二沉池(9)从出水口(15)中得到净水，污泥由二沉池(9) 的污泥排放口(14)排除;
所述酸化池(2)中具有悬浮挂膜填料(3)，厌氧池(4)和缺氧池(5)均 具有搅拌器(6)，所述好氧池(7)中具有曝气头(8)。
2.如权利要求1所述的一种两相厌氧缺氧交替运行的D-A2/O污水处理反应 器，其特征在于所述好氧池(7)和缺氧池(5)之间具有混合液回流泵(11)， 将泥水混合液回流至缺氧池(5);二沉池(9)和厌氧池(4)之间具有污泥回流 泵(13)，将活性污泥回流至厌氧池(4)。
3.如权利要求1所述的一种两相厌氧缺氧交替运行的D-A2/O污水处理反应 器，其特征在于所述好氧池(7)具有真空泵(12)。
4.如权利要求1所述的一种两相厌氧缺氧交替运行的D-A2/O污水处理反应 器，其特征在于所述的酸化池(2)，厌氧池(4)，缺氧池(5)和好氧池(7)均 具有排泥口(10)。
5.如权利要求4所述的一种两相厌氧缺氧交替运行的D-A2/O污水处理反应 器，其特征在于所述酸化池(2)，厌氧池(4)，缺氧池(5)均具有两相。
6.如权利要求5所述的一种两相厌氧缺氧交替运行的D-A2/O污水处理反应 器，其特征在于所述水解酸化池、厌氧池、缺氧池和好氧池各室的体积比V水解酸化池：V厌氧池：V缺氧池：V好氧池=(1-2)：(1-2)：(1-2)：(2-4)。其中水解酸化池具体尺 寸分别为：长×宽×高=250×320×800(单位mm);厌氧池长×宽×高=250×250 ×800(单位mm);缺氧池：长×宽×高=250×320×800(单位mm);好氧池：长 ×宽×高=450×500×800(单位mm);所述二沉池(9)具有一柱体部(9-1)和 椎体部(9-2)，其二沉池的柱体部直径D=300mm，高h=600mm，锥体部大端直 径D1=300mm小端直径D2=150mm，每格室内均投入已驯化好的活性污泥。
说明书
一种两相厌氧缺氧交替运行的D-A2/O污水处理反应器
技术领域
本发明专利涉及一种污水处理反应器。
背景技术
A2/O和SBR是具有较高脱氮脱磷功效的常见工艺。相比较而言，SBR因其 较高的自动化控制和间歇性出水等问题而使得该工艺的发展受到限制。传统 A2/O工艺脱氮除磷原理并不复杂，经传统活性污泥改进而形成的厌氧、缺氧、 好氧三段法的此工艺不仅能有效去除有机物，亦可同步脱氮除磷。但是现有A2/O 亦存在脱氮除磷效率难以进一步显著提升的问题，究其原因有二：(1)存在脱氮 与除磷的碳源竞争问题;(2)存在微生物释磷和吸磷能力较低的问题。具体分析 如下：
以往的研究成果表明，A2/O工艺中缺氧段的反硝化作用是除氮的主要途径， 其关键在于缺氧段中是否有充足的碳源;同时，聚磷菌亦需摄取厌氧段中易降解 有机物作释磷反应，方可在好氧段中过量吸磷而达到除磷之目的。当进水中的碳 源缺乏，即进水为低C/N比低时，A2/O工艺脱氮除磷碳源竞争问题尤为明显。 从工艺流程来看，聚磷菌在厌氧段的释磷作用几乎消耗掉进水中的绝大部分易降 解的有机物，故缺氧段仅剩的少量慢速或难降解的有机物难以满足反硝化脱氮作 用而导致脱氮效果较差。从同一厌氧(缺氧)段来看，反硝化菌优先于聚磷菌利 用有机碳源进行脱氮作用，从而导致聚磷菌释磷效果降低，其结果必然导致好氧 段的吸磷效果不显著。因此，现有A2/O工艺的碳源竞争问题成为该工艺脱氮除 磷的限制性因素。
现有A2/O工艺脱氮除磷与回流比密切相关。过低的回流比难有理想的脱氮 除磷功效，但过高的回流比亦因造成厌(缺)氧段DO浓度过高而难有较高的脱 氮效果和释磷能力。因此，现有A2/O工艺均控制污泥、泥水混合液回流比于较 低值，其释磷和吸磷能力较小。
若能采取措施解决A2/O工艺运行过程中的碳源竞争，并显著提升其释磷和 吸磷能力，则可大大提高该工艺的脱氮除磷功效。基于此种观点，本研究设计了 D-A2/O反应器，其特点如下：
(1)从反应器的结构特点来看，D-A2/O的结构特点在于设计了独立两相污 泥回流系统和硝化液回流系统，两相交替运行的方式在很大程度上解决了由硝化 液中带入缺氧池中的DO影响反硝化脱氮的效果，从而保证系统内高效脱氮效能 较大流量的回流比R是关键因素。其结果必然确保系统其中一相正常进水并保 持释磷和脱氮的同时，处于静歇的一相因过度缺氧而进行超量的释磷作用和充分 的脱氮作用。厌氧段聚磷菌超量的释磷作用必然致使聚磷菌在好氧段的超量吸 磷，最终以排放剩余污泥的形式而实现系统更为显著的除磷功效。此应为D-A2/O 反应器高效脱氮除磷的最关键因素。
(2)从反应器的流程特点来看，本发明于A2/O前集成了水解酸化池。水解 酸化过程中污水中的大多数难溶性有机物和大分子有机物可在水解酸化作用下 降解为可溶性有机物和小分子有机物，可有效避免后续A2/O碳源不足的问题。 此为D-A2/O反应器高效脱氮除磷的又一关键因素。
(3)从反应器的运行特点来看，D-A2/O反应器集成了A2/O工艺与SBR工 艺的原理。从整体而言，D-A2/O反应器具有显著的A2/O污泥回流系统和硝化液 回流特点;从局部而言，D-A2/O厌氧、缺氧池交替运行方式具有类似于SBR工 艺进水期、反应期、沉淀期和排水排泥期等阶段。此为D-A2/O反应器高效脱氮 除磷的可能性因素，尚须进一步探究。
由12个多月的试验运行结果表明，D-A2/O反应器运行稳定并具有较高的污 水处理效果，其COD、氮和磷的去除功效远高于现有的A2/O和SBR工艺。
本发明的D-A2/O反应器具有高效的脱氮除磷效果、出水水质稳定、极小的 剩余污泥产率等技术优势，这是其他污水处理技术短时期无法取代的，这也将使 得该技术的推广和应用具有长期的市场保障。D-A2/O反应器研究目前尚未见报 道，实为首创。
发明内容
本发明专利的目的在于提供一种两相厌氧缺氧交替运行的D-A2O污水处理反 应器，其特征在于包括水箱(1)，酸化池(2)，厌氧池(4)，缺氧池(5)，好氧 池(7)和二沉池(9)。所述水箱(1)中的生活污水依次经过酸化池(2)，厌氧 池(4)，缺氧池(5)，好氧池(7)和二沉池(9)从出水口(15)中得到净水， 污泥由二沉池(9)的污泥排放口(14)排除。
所述酸化池(2)中具有悬浮挂膜填料(3)，厌氧池(4)和缺氧池(5)均 具有搅拌器(6)，所述好氧池(7)中具有曝气头(8)。
所述好氧池(7)和缺氧池(5)之间具有混合液回流泵(11)，将泥水混合 液回流至缺氧池(5);二沉池(9)和厌氧池(4)之间具有污泥回流泵(13)， 将污泥回流至厌氧池(4)。
所述好氧池(7)具有真空泵(12)。
所述酸化池(2)，厌氧池(4)，缺氧池(5)和好氧池(7)的均具有排泥口 (10)。
所述酸化池(2)，厌氧池(4)，缺氧池(5)均具有两相。
所述水解酸化池、厌氧池、缺氧池和好氧池各室的体积比V水解酸化池：V厌氧池：V缺氧池：V好氧池=(1-2)：(1-2)：(1-2)：(2-4)。其中水解酸化池具体尺寸分别为： 长×宽×高=250×320×800(单位mm);厌氧池长×宽×高=250×250×800(单位 mm);缺氧池：长×宽×高=250×320×800(单位mm);好氧池：长×宽×高=450 ×500×800(单位mm);所述二沉池(9)具有一柱体部(9-1)和椎体部(9-2)， 其二沉池的柱体部直径D=300mm，高h=600mm，锥体部大端直径D1=300mm小端直径 D2=150mm，每格室内均投入已驯化好的活性污泥。
其工艺原理为：进水经恒流泵至设置弹性立体填料的水解酸化池，水解酸化 细菌将污水中的大分子有机物和难溶性有机物降解为小分子有机物和易降解有 机物;继而流至A相厌氧池和缺氧池中，与好氧池、沉淀池回流的硝化液、污泥 在搅拌机连搅拌使活性污泥微生物与污水中的污染物基质充分接触而发生有机 物降解、脱氮和释磷反应;缺氧池的泥水混合液流至好氧池进行吸磷反应。所述 酸化池(2)，厌氧池(4)，缺氧池(5)和均具有两相，当其中一相处于运行状 态时，另一相处于静歇状态。下一个交替运行状态时，则相反。整个试验过程， 两相依次交替运行实现了污水的净化。
本专利中所述的D-A2O代表两相厌氧缺氧交替运行式A2/O。
有益效果：
①集成了水解酸化段以满足脱氮除磷的碳源，使设计的反应器在不需额外投 加碳源节省运行费用;②设计了独立两相污泥回流系统和硝化液回流系统，采用 独立两相厌氧/厌氧交替运行方式而提高脱氮除磷功效。在推广应用时，较容易 实现本研究成果的技术转化。只需在现有A2/O工艺的基础上，增加一相水解酸 化池、厌氧池和缺氧池，即可实现D-A2/O反应器的创建，其脱氮除磷功效的显 著提高。
从反应器的结构特点来看，D-A2/O的结构特点在于设计了独立两相污泥回 流系统和硝化液回流系统，两相交替运行的方式在很大程度上解决了由硝化液中 带入缺氧池中的DO影响反硝化脱氮的效果，从而保证系统内高效脱氮效能较大 流量的回流比R是关键因素。其结果必然确保系统其中一相正常进水并保持释 磷和脱氮的同时，处于静歇的一相因过度缺氧而进行超量的释磷作用和充分的脱 氮作用。厌氧段聚磷菌超量的释磷作用必然致使聚磷菌在好氧段的超量吸磷，最 终以排放剩余污泥的形式而实现系统更为显著的除磷功效。此应为D-A2/O反应 器高效脱氮除磷的最关键因素。
从反应器的流程特点来看，本发明于A2/O前集成了水解酸化池。水解酸化 过程中污水中的大多数难溶性有机物和大分子有机物可在水解酸化作用下降解 为可溶性有机物和小分子有机物，可有效避免后续A2/O碳源不足的问题。此为 D-A2/O反应器高效脱氮除磷的一个关键因素。