申请日2010.02.10
公开(公告)日2010.06.30
IPC分类号C02F9/14; C02F3/12; C02F1/52
摘要
一种生物脱氮工艺稳定维持污泥微膨胀实现节能的装置,依次设置进水水箱、反应器和二沉池，所述反应器进水端设置缺氧格室，室内设有搅拌器，缺氧格室之后设置好氧格室或廊道，其内均设置溶解氧探头和曝气头，各溶解氧探头与PID控制系统连接，各曝气头经空气流量计连接空气压缩机，各控制开关与PID控制系统连接。本发明通过合理的调控工艺运行参数，尤其控制工艺在适合的污泥负荷和溶解氧浓度条件下运行，优化丝状菌和菌胶团菌的种间平衡，将污泥膨胀控制在一定限度内，防止恶性污泥膨胀的发生，从而稳定维持污泥微膨胀。解决在污水处理过程中如何稳定维持污泥微膨胀的技术难题，并在保证工艺效果的同时，节约曝气能耗实现污水高效处理的目的。
权利要求书
1.一种生物脱氮工艺稳定维持污泥微膨胀实现节能的装置，按照从原水进水端至清水出水端的顺序，依次设置进水水箱(1)、反应器(13)和二沉池(16)，其特征在于：所述进水水箱(1)经第一蠕动泵(2)、进水管(20)和阀门(3)连通反应器(13)，反应器(13)上面的出水孔(18)经清水管道(19)和阀门连通二沉池(16)，反应器(13)的中部经回流硝化液管道(9)、第二蠕动泵(24)和阀门连通缺氧格室(14)，二沉池(16)内设置分离器(8)，二沉池(16)的底部污泥管一个分支经污泥回流管(11)、第三蠕动泵(25)和阀门连通缺氧格室(14)，另一分支连接剩余污泥管(12)和阀门，反应器(13)内设有至少四道隔板，相邻隔板交错开有流水连通孔(22)，反应器(13)的进水端设置至少一个缺氧格室(14)，缺氧格室(14)内设有搅拌器(4)，缺氧格室之后设置至少三个好氧格室(15)，且每个好氧格室均设置能精确控制DO浓度的溶解氧探头(17)和曝气头(5)，各溶解氧探头的信号线与PID控制系统(23)的信号输入端连接，各曝气头(5)经空气流量计(6)连接空气压缩机(7)，空气压缩机和各蠕动泵的控制开关与PID控制系统(23)的控制信号输出端连接，由PID控制系统控制空气压缩机(7)和各蠕动泵的开闭和开度。
2.根据权利要求1所述的生物脱氮工艺稳定维持污泥微膨胀实现节能的装置，其特征在于：所述反应器(13)的总的格室分为至少5个格室或者多廊道，其中设置至少3个好氧格室，所述二沉池的进水管在中心，出水堰(26)在周边溢流出水经出水管(10)排出系统，二沉池的容积根据水力停留时间为3-5h来设计。
3.一种利用权利要求1-2所述装置的生物脱氮工艺稳定维持污泥微膨胀实现节能的方法，其特征是：由PID控制系统(23)控制空气压缩机(7)和各蠕动泵的开闭和各阀门(3)的开度，所述进水管(20)的进水流量、回流硝化液管道(9)的硝化液回流量和污泥 回流管(11)的回流污泥流量通过改变蠕动泵的转速、改变阀门开度或改变泵管管径调节，调节反应器(13)好氧区的曝气量，调节好氧区的溶解氧浓度在0.5-1.2mg/L优化值范围内，控制进水负荷，调节二沉池(16)的污泥负荷处于0.22-0.35kgCOD/kgMLSS/d。
4.根据权利要求3所述的生物脱氮工艺稳定维持污泥微膨胀实现节能的方法，其特征是：所述二沉池(16)的污泥在至少5个污泥龄的污泥容积指数长期控制在150-250mL/g。
5.根据权利要求3所述的生物脱氮工艺稳定维持污泥微膨胀实现节能的方法，其特征是：保证工艺在常温下运行，如遇低温环境，适当增大曝气量而维持好氧区较高的DO浓度，比正常期间的DO高出0.5mg/L。
6.根据权利要求3所述的生物脱氮工艺稳定维持污泥微膨胀实现节能的方法，其特征是：在N、P营养物质缺乏的条件下，在进水中添加相应的调节进水COD/N/P比例在正常值100∶5∶1范围内。
7.根据权利要求3所述的生物脱氮工艺稳定维持污泥微膨胀实现节能的方法，其特征是：当污泥负荷低于0.20kgCOD/kgMLSS/d时，通过增大排泥量的方式适当提高污泥负荷至0.25kgCOD/kgMLSS/d左右;当污泥负荷高于0.38kgCOD/kgMLSS/d时，通过减少排泥量或延长水力停留时间的方式适当降低污泥负荷至0.25kgCOD/kgMLSS/d左右。
8.根据权利要求3所述的生物脱氮工艺稳定维持污泥微膨胀实现节能的方法，其特征是：当污泥SVI在3天内连续高于250mL/g并且丝状菌指数超过3时，或二沉池污泥高度上升至80%最高泥位时，可适当增大曝气量而维持好氧区较高的DO浓度，比正常期间的DO高出0.5mg/L，并增大排泥量的方式适当提高污泥负荷。
9.根据权利要求3所述的生物脱氮工艺稳定维持污泥微膨胀实现节能的方法，其特征是：当污泥SVI在3天内连续高于250mL/g并且丝状菌指数超过3时，或二沉池污泥高度上升至80%最高泥位时，在不增大缺氧区体积的条件下，可通过增加缺氧格室来强化缺氧生物选择器的作用，抑制丝状菌的进一步繁殖。
10.根据权利要求3所述的生物脱氮工艺稳定维持污泥微膨胀实现节能的方法，其特征是：当出水氨氮浓度超过排放指标时，可适当增大曝气量而维持好氧区较高的DO浓度，比正常期间的DO高出0.5mg/L;设置的缺氧格室(14)的容积或水力停留时间足已保证反硝化从好氧格室(15)末端回流至缺氧格室(14)硝化液中所含有的硝态氮浓度;设置的好氧格室(15)的容积或水力停留时间足已保证在低DO条件下，出水的氨氮浓度低于排放指标。
说明书
生物脱氮工艺稳定维持污泥微膨胀实现节能的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种污水生物脱氮节能处理装置和方法，尤其是前置反硝化生物脱氮污水处理工艺中稳定维持污泥膨胀来实现污水节能处理的方法。
背景技术
前置反硝化生物脱氮工艺是目前我国城市污水厂应用最广泛的污水处理工艺之一，该工艺又称A/O(Anoxic/Oxic)生物脱氮工艺，是一种公知的污水脱氮处理工艺。此工艺由于能利用进水中含碳有机物作为在缺氧(Anoxic)条件下的反硝化碳源，具有工艺流程简单的特点。然而，该污水处理工艺在好氧区通常需要采用较大的曝气量来提高硝化效率和防止污泥膨胀，存在无法防止恶性污泥膨胀的发生，并且曝气运行能耗大等缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种生物脱氮工艺稳定维持污泥微膨胀实现节能的装置和方法，解决在污水处理过程中如何稳定维持污泥微膨胀而防止严重污泥膨胀的技术难题，并在保证硝化效果的同时，利用较少的曝气能耗、实现污水高效处理的目的。
为实现上述目的，本发明专利采用如下技术方案：一种生物脱氮工艺稳定维持污泥微膨胀实现节能的装置，按照从原水进水端至清水出水端的顺序，依次设置进水水箱、反应器和二沉池，其特征在于：所述进水水箱经第一蠕动泵、进水管和阀门连通反应器，反应器)上面的出水孔经清水管道和阀门连通二沉池，反应器的中部经回流硝化液管道、第二蠕动泵和阀门连通缺氧格室，二沉池内设置分离器，二沉池的底部污泥管一个分支经污泥回流管、第三蠕动泵和阀门连通缺氧格室，另一分支连接剩余污泥管和阀门，反应器内设有至少四道隔板，相邻隔板交错开有流水连通孔，反应器的进水端设置至少一个缺氧格室，缺氧格室内设有搅拌器，缺氧格室之后设置至少三个好氧格室，且每个好氧格室均设置能精确控制DO浓度的溶解氧探头和曝气头，各溶解氧探头的信号线与PID控制系统的信号输入端连接，各曝气头经空气流量计连接空气压缩机，空气压缩机和各蠕动泵的控制开关与PID控制系统的控制信号输出端连接，由PID控制系统控制空气压缩机和各蠕动泵的开闭和开度。
所述反应器的总的格室分为至少5个格室或者多廊道，其中设置至少3个好氧格室，所述二沉池的进水管在中心，出水堰在周边溢流出水经出水管排出系统，二沉池的容积根据水力停留时间为3-5h来设计。
一种生物脱氮工艺稳定维持污泥微膨胀实现节能的方法，其特征是：由PID控制系统控制空气压缩机和各蠕动泵的开闭和各阀门的开度，所述进水管的进水流量、回流硝化液管道的硝化液回流量和污泥回流管的回流污泥流量通过改变蠕动泵的转速、改变阀门开度或改变泵管管径调节，调节反应器好氧区的曝气量，调节好氧区的溶解氧浓度在0.5-1.2mg/L优化值范围内，控制进水负荷，调节二沉池的污泥负荷处于0.22-0.35kgCOD/kgMLSS/d。
所述二沉池的污泥在至少5个污泥龄的SVI值(污泥容积指数)长期控制在150-250mL/g。
保证工艺在常温下运行，如遇低温环境，适当增大曝气量而维持好氧区较高的DO浓度，比正常期间的DO高出0.5mg/L。
在N、P营养物质缺乏的条件下，在进水中添加相应的调节进水COD/N/P比例在正常值(100︰5︰1)范围内。
当污泥负荷低于0.20kgCOD/kgMLSS/d时，通过增大排泥量的方式适当提高污泥负荷至0.25kgCOD/kgMLSS/d左右;当污泥负荷高于0.38kgCOD/kgMLSS/d时，通过减少排泥量或延长水力停留时间的方式适当降低污泥负荷至0.25kgCOD/kgMLSS/d左右。
当污泥SVI在3天内连续高于250mL/g并且丝状菌指数超过3时，或二沉池污泥高度上升至80%最高泥位时，可适当增大曝气量而维持好氧区较高的DO浓度，比正常期间的DO高出0.5mg/L，并增大排泥量的方式适当提高污泥负荷。
当污泥SVI在3天内连续高于250mL/g并且丝状菌指数超过3时，或二沉池污泥高度上升至80%最高泥位时，在不增大缺氧区体积的条件下，可通过增加缺氧格室来强化缺氧生物选择器的作用，抑制丝状菌的进一步繁殖。
当出水氨氮浓度超过排放指标时，可适当增大曝气量而维持好氧区较高的DO浓度，比正常期间的DO高出0.5mg/L。
设置的缺氧格室的容积或水力停留时间足已保证反硝化从好氧格室末端回流至缺氧格室硝化液中所含有的硝态氮浓度。设置的好氧格室的容积或水力停留时间足已保证在低DO条件下，出水的氨氮浓度低于排放指标。
与现有技术相比本发明专利具有以下特点和有益效果：本发明稳定维持污泥微膨胀实现节能的主要方法为通过对工艺过程参数DO和进水负荷的调节和控制，造成丝状菌和菌胶团菌的平衡生长。在稳定维持污泥微膨胀过程中，由于采用了较低的曝气量，从而节约了曝气能耗。
采用本发明的装置和方法，使污泥发生丝状菌轻微膨胀，污泥容积指数(SVI)长期(不低于5个污泥龄)控制在150~250mL/g之间。通过进水负荷调节工艺污泥负荷处于0.22-0.35kgCOD/kdMLSS/d，控制好氧区的曝气量调节溶解氧浓度在对应的优化值范围内(0.5-1.2mg/L)，采用分格或折流的方式维持混合液在缺氧区和好氧区较好的推流方式，防止并预防低负荷结合低溶解氧等其他能诱发恶性污泥膨胀的条件和因素，实现丝状菌和菌胶团菌的平衡生长，从而稳定维持污泥微膨胀。