申请日2012.12.03
公开(公告)日2013.07.10
IPC分类号C02F9/14
摘要
启动及稳定维持同步生物脱氮除磷系统中污泥微膨胀的装置属于生化法污水处理技术领域。该装置依次由进水池、厌氧格、缺氧格、好氧格及二沉池连接而成，其中二沉池沿池壁设有泥位高度标记，以实时掌握污泥膨胀程度。每个好氧格设有独立的溶解氧探头与溶解氧仪相连，溶解氧仪将实时溶解氧数据反馈给PLC控制平台，PLC根据参数设定值及溶解氧仪的反馈信号精确控制各好氧格室中的溶解氧浓度。通过降低好氧格溶解氧浓度至0.8-1.0 mg/L的方式启动装置中的污泥微膨胀，并根据SVI值、二沉池泥位高度及装置进出水水质等参数的监测结果相应进行溶解氧的调节，以维持微膨胀状态的稳定。本实用新型不仅能提高污染物质去除率、保障出水水质，而且能降低水厂的曝气电能耗，实现污水的节能高效处理。
权利要求书
1.启动及稳定维持同步生物脱氮除磷系统中污泥微膨胀的装置，包括顺 次连接的进水池(1)、进水泵(2)、厌氧格(3)、缺氧格(4)、 好氧格(5)及二沉池(6);其特征在于：进水池与厌氧格之间通过 进水泵及进水管路(13)实现连通;1个厌氧格、2个缺氧格和5个好氧 格分别由隔板隔开，隔板设有上下交错的导水孔，防止发生短流;厌 氧及缺氧格均安装有搅拌器(12)，各好氧格底部均设空气管路(19 )及曝气头(23)，空气管路经气体流量计(10)、空气阀(11)与 空气压缩机(9)相连;每个好氧格中都放置DO探头(24)，DO探头与 DO仪(20)相连，DO仪连接PLC控制平台(21);好氧末格水面设有溢 流堰(22)，溢流堰管路经二沉池进水管(14)连通二沉池，好氧末 格还设有内回流管路(15)经内回流泵(7)与缺氧第一格连通，用于 硝化液回流;二沉池为中进周出式，底部设有污泥管道，污泥管道分 两支，其中污泥回流管(16)经污泥回流泵(8)与厌氧格连通，用于 回流污泥，剩余污泥管(18)连接排泥阀(27)，用于排放剩余污泥 。
说明书
启动及稳定维持同步生物脱氮除磷系统中污泥 微膨胀的装置
技术领域
本实用新型涉及一种污水同步生物脱氮除磷的节能处理装置，尤其是 启动及稳定维持前置厌氧格和缺氧格的同步生物脱氮除磷系统中污泥 微膨胀的装置，属于生化法污水处理技术领域。本实用新型通过降低 好氧区DO浓度、控制污泥的膨胀程度的方式来达到节省曝气能耗及强 化脱氮除磷效果的目的，适用于各种规模的城市污水处理厂及工业废 水处理厂。
背景技术
水与人类的生产生活密切相关，水资源污染的严重性已引起了世界各 国的关注和重视。目前，世界各地污水处理厂的一个首要目标即脱氮 除磷，防止氮磷元素超标引发水体富营养化的发生。污水处理行业发 展至今，已涌现出很多新型的工艺能够达到很好的脱氮除磷效果，如 厌氧氨氧化、曝气生物滤池等，但是这些工艺还没得到广泛应用。虽 然很多污水处理厂进行了升级改造，但是传统的A/O、A2O工艺仍然是 污水处理厂的主流工艺。
前置厌氧格和缺氧格的同步生物脱氮除磷系统，即A/A/O或者A2O，具 有构造简单、操作复杂性小、运行管理方便、能够同步实现生物脱氮 除磷等特点，应用广泛。同步生物脱氮除磷系统由于具备前置厌氧格 ，能起到厌氧选择器的作用，原理上能够抑制污泥膨胀的发生。但是 引发污泥膨胀的原因错综复杂，进水负荷、DO、温度、pH等条件的不 合适都有可能导致污泥膨胀的发生，因此同步生物脱氮除磷系统中的 污泥膨胀问题也屡有报道。污水处理厂一般采用提高曝气量的方式来 实现较好的硝化效果和防止污泥膨胀的发生。曝气量大不仅使得硝化 液回流及污泥回流中携带过多的溶解氧，影响到缺氧池和厌氧池的反 硝化效果和释磷效果，而且由于曝气电能耗是污水厂运行最主要的成 本支出，曝气量大，势必将大大增加污水处理厂的运营成本。
活性污泥是一个菌胶团菌与丝状菌的共存体，丝状菌在数量上占优势 便会导致污泥膨胀的发生。污泥膨胀最大的害处就是影响沉淀池的泥 水分离效果，严重的污泥膨胀(SVI>400 ml/g)会导致生化池脱氮 除磷性能的恶化。但是据实践运行结果证明，对于发生微膨胀的系统 (150 ml/g 此外，低DO条件下，受传质的限制，污泥絮体内部更容易形成缺氧环 境，在絮体外部发生硝化作用产生的硝化态氮进入到絮体内部通过反 硝化作用转化成N2，实现氮的去除，这种效果称为同步硝化反硝化( SND)。发生微膨胀的系统，由于好氧格DO较低，SND效果得到强化， 出水的TN去除率得到提高。 发明内容 启动及稳定维持同步生物脱氮除磷系统中污泥微膨胀的装置，包括顺 次连接的进水池、进水泵、厌氧格、缺氧格、好氧格及二沉池。其特 征在于：进水池与厌氧格之间通过进水泵及进水管路实现连通;1个厌 氧格、2个缺氧格和5个好氧格分别由隔板隔开，隔板设有上下交错的 导水孔，防止发生短流;厌氧及缺氧格均安装有搅拌器，各好氧格底 部均设空气管路及曝气头，空气管路经气体流量计、空气阀与空气压 缩机相连;每个好氧格中都放置DO探头，DO探头与DO仪相连，DO仪连 接PLC控制平台;好氧末格水面设有溢流堰，溢流堰管路经二沉池进水 管连通二沉池，好氧末格还设有内回流管路经内回流泵与缺氧第一格 连通，用于硝化液回流;二沉池为中进周出式，底部设有污泥管道， 污泥管道分两支，其中污泥回流管经污泥回流泵与厌氧格连通，用于 回流污泥，剩余污泥管连接排泥阀，用于排放剩余污泥。 启动及稳定维持同步生物脱氮除磷系统中污泥微膨胀的方法包括以下 步骤： 步骤一：培养驯化污泥，按照生化池污泥浓度2500-4000 mg/L计算接 种污泥量，从污水处理厂取剩余污泥，曝气12-24h使其活性得到恢复 ，接种到各厌氧、缺氧和好氧格中，用自来水稀释到有效体积，开启 进水泵、内回流泵、污泥回流泵、曝气管路及搅拌装置，启动装置， 通过PLC程序设定所有好氧格的DO参数为1.7-2.2 mg/L;设定： SR T为10-15天、HRT为8-10h、污泥回流比为80%-100%、硝化液回流比为 100%-150%，连续运行装置，当SVI≤200 ml/g且二沉池出水水质中C OD≤50 mg/L、NH4-N≤5 mg/L，PO4-P≤0.5 mg/L并稳定维持5-10 天后，即认为系统达到了稳定状态，进入下一步骤。 步骤二：启动污泥微膨胀。通过PLC控制系统将所有好氧格的DO降低到 0.8-1.0 mg/L的水平，其他条件按照步骤一设定，间隔1-2天监测SV I、进/出水水质及二沉池泥位高度。SVI会逐渐增长并维持到150-250 ml/g的微膨胀水平;当SVI超过250 ml/g时，提高DO值至1.2-1.5 mg/L，待SVI回落到200 ml/g以下再重新调回DO=0.8-1.0 mg/L。SV I稳定维持在150-250 ml/g的水平1个SRT以上时，即认为系统实现了 污泥微膨胀。 步骤三：稳定维持污泥微膨胀，实现污泥微膨胀以后，通过维持DO的 恒定即能保证微膨胀状态的稳定，日常运行中，间隔1-2天监测SVI、 进/出水水质、二沉池泥位标高，间隔5-10天对生化池的污泥实施镜检 ，当出现下列不利情况时，按照相应的说明予以调节： ①系统在稳定低DO条件下运行时SVI超过了250 ml/g。将所有好氧格 的DO设定值暂时提升至1.2-1.5 mg/L，当SVI≤250 ml/g后调回。 ②进水COD浓度太低，污泥负荷达不到0.2 kgCOD/kgMLSS/d。通过往 进水池添加外碳源使进水负荷达到0.2 kgCOD/kgMLSS/d，并加大10% 的排泥量的方式解决。 ③冬季温度低，二沉池出水氨氮高于8 mg/L。将所有好氧格的DO设定 值暂时提升到1.2-1.5 mg/L，严重时再将好氧第一格或前两格的DO提 高到2.0 mg/L，当二沉池出水氨氮低于8 mg/L后调回。 ④进水氨氮浓度高于80 mg/L，导致二沉池出水氨氮浓度不达标。将 所有好氧格的DO设定值均暂时提高至1.2-1.5 mg/L;或者单独将好氧 第一格或前两格的DO提高到1.5-2.0 mg/L;或者将所有好氧格的DO水 平均提高至1.2-1.5 mg/L的同时，再将好氧第一格或者前两格的DO提 高到1.5-2.0 mg/L，当二沉池出水氨氮低于8 mg/L后调回。 ⑤二沉池HRT小于3h时，池体泥位高度达到了二沉池泥位总标高的80% ，或者二沉池HRT大于3h时，池体污泥高度达到了二沉池泥位总标高的 50%。此时，视SVI数值的大小调节DO参数：当250 ml/g ⑥系统内污泥镜检结果显示丝状菌丰度大于3，且可见有丝状菌脱离菌 胶团游离于絮体外部，丝状菌总体数量与菌胶团菌相当。这是污泥沉 降性能恶化的表现，伴随有SVI值的上升，将所有好氧格DO设定值暂时 提升至1.2-1.5 mg/L，当SVI≤250 ml/g后调回。 好氧格虽然处于0.8-1.0 mg/L的低DO条件，但是经过1-2个SRT驯化后 ，活性污泥硝化效果仍然能够保持在较好的水平，且由于好氧格低DO 的条件能强化SND，很大一部分硝化态氮通过SND的途径得到去除，使 得出水TN去除率得到提高。此外，低DO条件下，硝化液回流及污泥回 流中携带的DO浓度很低，缺氧格和厌氧格能够维持较严格的缺氧和厌 氧状态，有利于反硝化的进行和磷的释放;由于释磷充分，好氧格聚 磷菌的吸磷效果好，低溶解氧微膨胀状态下的除磷效果不会受到影响 。 本实用新型涉及的启动及稳定维持同步生物脱氮除磷系统中污泥微膨 胀的装置与现有的技术相比较， 具有以下优点： ①节约水厂运行经济成本。同步生物脱氮除磷系统中微膨胀的应用， 使得DO由原来的2.0 mg/L以上降低到了0.8-1.0 mg/L，这将较大程 度地节约曝气电能耗，减少水厂的运行费用。 ②总氮及磷去除率高。低DO条件能强化SND，使得大量硝化态氮通过S ND的途径得到去除，出水的总氮去除率得到提高。好氧格低DO条件使 得厌氧格能够维持更严格的厌氧状态，有利于聚磷菌的释磷;同时0. 8-1.0 mg/L的DO浓度足够聚磷菌的过量吸磷所需，因此微膨胀状态下 能够维持高的磷去除率。 ③有机物去除率提高。由于丝状菌具有降解低浓度有机物的生理特性 ，微膨胀状态下适量生长的丝状菌能够降解污水中残留的低浓度有机 物，提高有机物去除率。 ④出水浊度降低，悬浮杂质少。丝状菌的网捕作用，能够过滤出水中 的大量悬浮颗粒物质，发生微膨胀以后，系统的出水中悬浮颗粒减少 ，浊度降低。