申请日2019.12.10
公开(公告)日2020.02.21
IPC分类号C02F3/30
摘要
本发明公开了一种反硝化除磷污泥培养系统及方法。该系统包括：进水箱、CASS反应器和排水箱;所述CASS反应器内设置有隔板一，将CASS反应器内分隔为生物选择区和主反应区;所述隔板一底部开设有通孔，以连通所述生物选择区和主反应区，保证泥水混合液由生物选择区自流入主反应区;所述CASS反应器的生物选择区设置有进水口，主反应区设置有出水口;所述进水口通过进水管路与所述进水箱连接，且进水管路上设置有进水泵;所述出水口通过排水管路与所述排水箱连接;所述生物选择区顶部设置有用于封闭的盖板;所述盖板上留有通气孔。本发明能够以低氮源实际生活污水作为处理对象，实现反硝化除磷污泥的快速稳定富集。
权利要求书
1.一种反硝化除磷污泥培养系统，其特征在于，该系统包括：进水箱、CASS反应器和排水箱;
所述CASS反应器内设置有隔板一，将CASS反应器内分隔为生物选择区和主反应区;所述隔板一底部开设有通孔，以连通所述生物选择区和主反应区，保证泥水混合液由生物选择区自流入主反应区;所述CASS反应器的生物选择区设置有进水口，主反应区设置有出水口;
所述进水口通过进水管路与所述进水箱连接，且进水管路上设置有进水泵;所述出水口通过排水管路与所述排水箱连接;
所述生物选择区顶部设置有用于封闭的盖板;所述盖板上留有通气孔。
2.根据权利要求1所述的反硝化除磷污泥培养系统，其特征在于，所述主反应区底部在靠近隔板一预定距离处还设置有隔板二;所述隔板二的高度高于隔板一底部的通孔高度。
3.根据权利要求1所述的反硝化除磷污泥培养系统，其特征在于，所述主反应区远离所述生物选择区的半边底部安装有曝气装置;所述曝气装置包括微孔曝气头和气体转子流量计，所述微孔曝气头通过气体转子流量计来控制溶解氧的含量。
4.根据权利要求1所述的反硝化除磷污泥培养系统，其特征在于，所述生物选择区和主反应区均设置有搅拌装置;
所述排水管路上设置有电磁阀;
所述CASS反应器设置有回流口;所述回流口通过回流管路连接至进水泵与进水口之间的进水管路，所述回流管路上设置有回流泵。
5.根据权利要求1-4任一项所述的反硝化除磷污泥培养系统，其特征在于，所述CASS反应器设置有加热装置。
6.根据权利要求5所述的反硝化除磷污泥培养系统，其特征在于，所述CASS反应器外壁缠绕有电加热带。
7.根据权利要求5所述的反硝化除磷污泥培养系统，其特征在于，该系统还包括自控装置，所述自控装置包括智能定时器;
所述智能定时器分别与所述进水泵、曝气装置、搅拌机、电磁阀、回流泵和加热装置连接。
8.一种使用权利要求1-7任一项所述反硝化除磷污泥培养系统进行的反硝化除磷污泥培养方法，其特征在于，包括以下步骤：
将活性污泥接种至CASS反应器进行富集培养，CASS反应器采用序批式的方式进行运行，一天运行4个周期，每周期时间为360min;
其中，生物选择区周期初始进水10min，全程搅拌，CASS反应器进水以及回流污泥经进水管路混合后由生物选择区进水口进入，污泥回流率为20%，全程回流;
主反应区运行方式为：厌氧搅拌45min，停止搅拌进行好氧反应45min，缺氧搅拌45min，停止搅拌进行好氧反应135min，沉淀60min，排水30min;主反应区每天定时进行排泥。
9.根据权利要求8所述的反硝化除磷污泥培养方法，其特征在于，所述活性污泥为来自污水厂生化池的絮状活性污泥;接种后混合液悬浮固体浓度为7000-7500mg·L-1左右。
10.根据权利要求8所述的反硝化除磷污泥培养方法，其特征在于，该系统所处理的水为低氮源生活污水，其水质为：COD为205.6～256.4mg·L-1，氨氮为38.2～42.9mg·L-1，硝酸盐氮为0.01～6.82mg·L-1，TP为5.38～9.49mg·L-1，pH为7～8;
CASS反应器充水比设为1/3，温度维持在26-28℃左右，好氧阶段主反应区最右远离生物选择区的一侧溶解氧维持在2～3mg·L-1，且通过控制气体转子流量计使主反应区自右向左形成递减趋势的浓度梯度。
说明书
一种反硝化除磷污泥培养系统及方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种反硝化除磷污泥培养系统及方法。
背景技术
2015年，“水十条”的发布对城镇污水处理设施的氮、磷处理能力提出了更高的要求，脱氮除磷仍是污水处理工艺面临的重要问题，一些新技术如反硝化除磷技术成为近年来研究的热点，该技术聚焦于一类“反硝化除磷菌”的微生物，该微生物能够在缺氧环境中实现同步脱氮除磷，具有“一碳两用”的特点，同时能够降低需氧量和污泥产量，对于污水处理领域的节能减排具有重要的研究及应用价值。当下反硝化除磷技术多处于实验室研究阶段，离实现较好的应用仍有较长的路要走。
在实际应用中，CASS工艺以及CAST工艺对于脱氮除磷尤其是除磷有较好的去除效能，通过对CASS工艺的改造，并且适应实际生活污水的特点，尽可能创造适宜反硝化除磷菌生存的厌氧/缺氧/好氧交替的环境具有重要的研究和应用价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种反硝化除磷污泥培养系统及方法。本发明对传统的CASS工艺装置和流程进行改进，以低氮源实际生活污水作为原水，有利于创造反硝化除磷污泥的快速富集的良好条件，有利于提高CASS反应器运行的稳定性。
为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：
本发明一方面提供一种反硝化除磷污泥培养系统，该系统包括：进水箱、CASS反应器和排水箱;
所述CASS反应器内设置有隔板一，将CASS反应器内分隔为生物选择区和主反应区;所述隔板一底部开设有通孔，以连通所述生物选择区和主反应区，保证泥水混合液由生物选择区自流入主反应区;所述CASS反应器的生物选择区设置有进水口，主反应区设置有出水口;
所述进水口通过进水管路与所述进水箱连接，且进水管路上设置有进水泵;所述出水口通过排水管路与所述排水箱连接，出水通过自流进入排水箱;
所述生物选择区顶部设置有用于封闭的盖板;所述盖板上留有通气孔。
盖板的设置可减少空气中氧气对生物选择区缺氧环境的影响。
优选地，所述主反应区底部在靠近隔板一预定距离处还设置有隔板二;所述隔板二的高度高于隔板一底部的通孔高度。
隔板二的设置可减少主反应区在曝气阶段溶解氧对生物选择区缺氧环境的影响。
在以上方案中，生物选择区通过加设盖板和隔板有利于保证其较好的厌氧缺氧环境，有利于反硝化除磷菌的筛选。
本发明一个优选方案中，优选地，所述主反应区远离所述生物选择区的半边底部安装有曝气装置;所述曝气装置包括微孔曝气头和气体转子流量计，所述微孔曝气头通过气体转子流量计来控制溶解氧的含量。
该优选方案中，通过控制主反应区曝气位置及溶解氧浓度，在保证高氧化效率的同时，在该区为微生物创造一定的缺氧生长环境，有利于反硝化除磷菌的富集。
优选地，所述生物选择区和主反应区均设置有搅拌装置。
优选地，所述搅拌装置为恒速搅拌机，所述恒速搅拌机包括上下分布的两部分搅拌叶。
优选地，所述排水管路上设置有电磁阀。
优选地，所述CASS反应器设置有回流口;所述回流口通过回流管路连接至进水泵与进水口之间的进水管路，所述回流管路上设置有回流泵。
通过回流泵将主反应区的泥水混合物或污泥回流至生物选择区。
优选地，所述CASS反应器设置有加热装置;用于保持CASS反应器内温度恒定。
优选地，所述CASS反应器外壁缠绕有电加热带。
在本发明的一个优选方案中，优选地，该系统还包括自控装置，所述自控装置包括智能定时器;所述智能定时器分别与所述进水泵、曝气装置、搅拌机、电磁阀、回流泵和加热装置连接。
该优选方案中的系统完全以自控方式运行，且搅拌速率、曝气量皆受到控制，有利于节省人力物力，降低运行成本。
本发明另一方面提供一种使用以上系统进行的反硝化除磷污泥培养方法，包括以下步骤：
将活性污泥接种至CASS反应器进行富集培养，CASS反应器采用序批式的方式进行运行，一天运行4个周期，每周期时间为360min;
其中，生物选择区周期初始进水10min(即每个周期初始进行注水10min)，全程搅拌，CASS反应器进水以及回流污泥经进水管路混合后由生物选择区进水口进入，污泥回流率为20%，全程回流;
主反应区运行方式为：厌氧搅拌45min，停止搅拌进行好氧反应45min，缺氧搅拌45min，停止搅拌进行好氧反应135min，沉淀60min，排水30min;主反应区每天定时进行排泥，以使污泥龄控制在16d左右。
本发明的一个优选方案中提供一种反硝化除磷污泥培养方法，包括以下步骤：
将活性污泥接种至CASS反应器进行富集培养，CASS反应器采用序批式的方式进行运行，一天运行4个周期，每周期时间为360min;
其中，生物选择区周期初始进水10min，全程搅拌，CASS反应器进水以及回流污泥经进水管路混合后由生物选择区进水口进入，污泥回流率为20%，全程回流;
主反应区运行方式为：厌氧搅拌45min，停止搅拌进行好氧反应45min，缺氧搅拌45min，停止搅拌进行好氧反应135min，沉淀60min，排水30min;主反应区每天定时进行排泥，以使污泥龄控制在16d左右。
优选地，所述活性污泥为来自污水厂生化池的絮状活性污泥;接种后混合液悬浮固体浓度为7000-7500mg·L-1左右。
该系统所处理的水为低氮源生活污水(即进水箱中的原水)，其水质为：COD为205.6～256.4mg·L-1，氨氮为38.2～42.9mg·L-1，硝酸盐氮为0.01～6.82mg·L-1，TP为5.38～9.49mg·L-1，pH为7～8;
CASS反应器充水比设为1/3，温度维持在26-28℃左右，好氧阶段主反应区最右远离生物选择区的一侧溶解氧(DO)维持在2～3mg·L-1，且通过控制气体转子流量计使主反应区自右向左形成递减趋势的浓度梯度，以使生物选择区与主反应区交界位置DO浓度呈较低水平。
优选地，所述生物选择区的搅拌速度为120-150r·min-1。
本发明以低氮源实际生活污水为原水，所富集的反硝化除磷污泥更加贴近实际情况。通过控制主反应区曝气位置及溶解氧浓度，在保证高氧化效率的同时，在该区为微生物创造一定的缺氧生长环境，有利于反硝化除磷菌的富集。
本发明与常规CASS工艺或反硝化除磷菌富集工艺相比具有如下优点：1、反应装置生物选择区通过加设盖板以及加设隔板，有利于保证其较好的厌氧缺氧环境，有利于反硝化除磷菌的筛选;2、通过控制主反应区曝气位置及溶解氧浓度，在保证高氧化效率的同时，在该区为微生物创造一定的缺氧生长环境，有利于反硝化除磷菌的富集;3、本发明完全以自控方式运行，且搅拌速率、曝气量皆受到控制，有利于节省人力物力，降低运行成本;4、本发明以低氮源实际生活污水为原水，所富集的反硝化除磷污泥更加贴近实际情况。（发明人刘康;张晓磊;李楠）