公布日：2022.02.18
申请日：2021.12.01
分类号：C02F3/30(2006.01)I;C02F1/66(2006.01)I;C02F1/30(2006.01)I
摘要
本发明涉及污水处理技术领域，特别涉及光养强化生物系统及生物脱氮除磷方法，包括管道连接的所述调节池、反应器、污泥池、清水池，反应器中废水经EBPR阶段‑EBPR到光养EBPR的过期阶段‑光养EBPR阶段‑光养EBPR到光养BNR的过渡阶段‑光养BNR阶段后排出。本发明提供的光养强化生物系统及生物脱氮除磷方法，通过设置光照条件、曝气及搅拌条件，交替进行，经过EBPR阶段‑EBPR到光养EBPR的过期阶段‑光养EBPR阶段‑光养EBPR到光养BNR的过渡阶段‑光养BNR阶段，并且在每个阶段内多重内循环，创造适当的好氧、缺氧、厌氧环境，强化微藻‑细菌聚生体的协同作用，可以消除生物营养物质去除的曝气要求，无需外部COD加药，运营成本低，环境友好。
权利要求书
1.生物脱氮除磷方法，其特征在于包括以下步骤：S1.EBPR阶段：将废水、培养液I通入反应器，在黑暗条件下，反应器中设置厌氧~好氧期，废水在反应器中搅拌处理7h后，静置1h，并通入氩气；S2.EBPR到光养EBPR的过期阶段：将培养液I通入反应器，反应器中设置厌氧~好氧期，所述厌氧期在黑暗条件下运行，所述好氧期在光照条件下运行，废水在反应器中搅拌处理7h，静置1h，并通入氩气；S3.光养EBPR阶段：将培养液I通入反应器，反应器中设置厌氧~好氧期，所述厌氧期在黑暗条件下运行，所述好氧期在光照条件下运行，厌氧期结束后加入碳酸钠，碳酸钠浓度为6mg/L，废水在反应器中搅拌处理7h，静置1h，并通入氩气；S4.光养EBPR到光养BNR的过渡阶段：将培养液II通入反应器，反应器中设置厌氧~好氧~缺氧期，所述厌氧期和缺氧期在黑暗条件下运行，所述好氧期在光照条件下运行，厌氧期结束后加入碳酸钠，碳酸钠浓度为6mg/L，废水在反应器中搅拌处理7.25h，静置0.75h，并通入氩气；S5.光养BNR阶段：将培养液II通入反应器，反应器中设置厌氧~好氧~缺氧期，所述厌氧期和缺氧期在黑暗条件下运行，所述好氧期在光照条件下运行，厌氧期结束后加入碳酸钠，碳酸钠浓度为10mg/L，废水在反应器中搅拌处理7.25h，静置0.75h，去除上清液，排出污泥，完成水处理。
2.根据权利要求1所述的生物脱氮除磷方法，其特征在于：所述反应器中的反应温度为20℃，pH为7.5。
3.根据权利要求1所述的生物脱氮除磷方法，其特征在于：所述培养液I为K2HPO4253mg/L、KH2PO4154mg/L、C2H3O2Na•3H2O0.64g/L、C3H6O268μL/L、NH4Cl0.59g/L、MgSO4•7H2O0.95g/L、CaCl2•2H2O0.44g/L、烯丙基~N硫脲11.7mg/L、乙二胺四乙酸(EDTA)31.7mg/L、FeCl3•6H2O1.5g/L、H3BO30.15g/L、CuSO4•5H2O0.03g/L、KI0.18g/L、MnCl2•4H2O0.12g/L、Na2MoO•2H2O0.06g/L、ZnSO4•7H2O0.12g/L、CoCl2•6H2O0.15g/L。
4.根据权利要求1所述的生物脱氮除磷方法，其特征在于：所述培养液II为K2HPO4253mg/L、KH2PO4154mg/L、C2H3O2Na•3H2O0.64g/L、C3H6O268μL/L、NH4Cl0.59g/L、MgSO4•7H2O0.95g/L、CaCl2•2H2O0.44g/L、乙二胺四乙酸(EDTA)31.7mg/L、FeCl3•6H2O1.5g/L、H3BO30.15g/L、CuSO4•5H2O0.03g/L、KI0.18g/L、MnCl2•4H2O0.12g/L、Na2MoO•2H2O0.06g/L、ZnSO4•7H2O0.12g/L、CoCl2•6H2O0.15g/L。
5.根据权利要求1所述的生物脱氮除磷方法，其特征在于所述S1中厌氧期处理时间为3h，好氧期处理时间为4h，曝气时长为4h。
6.根据权利要求1所述的生物脱氮除磷方法，其特征在于所述S2中厌氧期处理时间为3h，好氧期处理时间为4h，曝气时长为2h，光强为4.5~6W/L。
7.根据权利要求1所述的生物脱氮除磷方法，其特征在于所述S3中厌氧期处理时间为3h，好氧期处理时间为4h，光强为4.5~6W/L。
8.根据权利要求1所述的生物脱氮除磷方法，其特征在于所述S4中厌氧期处理时间为1.5h，好氧期处理时间为4.5h，缺氧期处理时间为1h，光强为4.5~6W/L。
9.根据权利要求1所述的生物脱氮除磷方法，其特征在于所述S5中厌氧期处理时间为1.75h，好氧期处理时间为3.75h，缺氧期处理时间为1.75h，光强为4.5~6W/L。
10.一种光养强化生物系统，其特征在于：包括权利要求1中的反应器、调节池(1)、污泥池(2)、清水池(3)，所述反应器与所述调节池(1)、污泥池(2)、清水池(3)管道连接。
发明内容
针对以上述背景技术的不足，本发明提供光养强化生物系统及生物脱氮除磷方法及应用。
本发明采用的技术方案如下：光养强化生物系统及生物脱氮除磷方法，关键在于：S1.EBPR阶段：将废水、培养液I通入反应器，在黑暗条件下，反应器中设置厌氧~好氧期，废水在反应器中搅拌处理7h后，静置1h，并通入氩气；
S2.EBPR到光养EBPR的过期阶段：将培养液I通入反应器，反应器中设置厌氧~好氧期，所述厌氧期在黑暗条件下运行，所述好氧期在光照条件下运行，废水在反应器中搅拌处理7h，静置1h，并通入氩气；
S3.光养EBPR阶段：将培养液I通入反应器，反应器中设置厌氧~好氧期，所述厌氧期在黑暗条件下运行，所述好氧期在光照条件下运行，厌氧期结束后加入碳酸钠，碳酸钠浓度为6mg/L，废水在反应器中搅拌处理7h，静置1h，并通入氩气；
S4.光养EBPR到光养BNR的过渡阶段：将培养液II通入反应器，反应器中设置厌氧~好氧~缺氧期，所述厌氧期和缺氧期在黑暗条件下运行，所述好氧期在光照条件下运行，厌氧期结束后加入碳酸钠，碳酸钠浓度为6mg/L，废水在反应器中搅拌处理7.25h，静置0.75h，并通入氩气；
S5.光养BNR阶段：将培养液II通入反应器，反应器中设置厌氧~好氧~缺氧期，所述厌氧期和缺氧期在黑暗条件下运行，所述好氧期在光照条件下运行，厌氧期结束后加入碳酸钠，碳酸钠浓度为10mg/L，废水在反应器中搅拌处理7.25h，静置0.75h，去除上清液，排出污泥，完成水处理。
优选的，所述反应器中的反应温度为20℃，pH为7.5。
优选的，所述培养液I为K2HPO4253mg/L、KH2PO4154mg/L、C2H3O2Na•3H2O0.64g/L、C3H6O268μL/L、NH4Cl0.59g/L、MgSO4•7H2O0.95g/L、CaCl2•2H2O0.44g/L、烯丙基~N硫脲11.7mg/L、乙二胺四乙酸(EDTA)31.7mg/L、FeCl3•6H2O1.5g/L、H3BO30.15g/L、CuSO4•5H2O0.03g/L、KI0.18g/L、MnCl2•4H2O0.12g/L、Na2MoO•2H2O0.06g/L、ZnSO4•7H2O0.12g/L、CoCl2•6H2O0.15g/L。
优选的，所述培养液II为K2HPO4253mg/L、KH2PO4154mg/L、C2H3O2Na•3H2O0.64g/L、C3H6O268μL/L、NH4Cl0.59g/L、MgSO4•7H2O0.95g/L、CaCl2•2H2O0.44g/L、乙二胺四乙酸(EDTA)31.7mg/L、FeCl3•6H2O1.5g/L、H3BO30.15g/L、CuSO4•5H2O0.03g/L、KI0.18g/L、MnCl2•4H2O0.12g/L、Na2MoO•2H2O0.06g/L、ZnSO4•7H2O0.12g/L、CoCl2•6H2O0.15g/L。
优选的，所述S1中厌氧期处理时间为3h，好氧期处理时间为4h，，曝气时长为2h。
优选的，所述S2中厌氧期处理时间为3h，好氧期处理时间为4h，曝气时长为2h，光强为4.5~6W/L。
优选的，所述S3中厌氧期处理时间为3h，好氧期处理时间为4h，光强为4.5~6W/L。
优选的，所述S4中厌氧期处理时间为1.5h，好氧期处理时间为4.5h，缺氧期处理时间为1h，光强为4.5~6W/L。
优选的，所述S5中厌氧期处理时间为1.75h，好氧期处理时间为3.75h，缺氧期处理时间为1.75h，光强为4.5~6W/L。
一种光养强化生物系统，关键在于：包括权利要求1中的反应器、调节池、污泥池、清水池，所述反应器与所述调节池、污泥池、清水池管道连接。
与现有技术相比，本发明提供的光养强化生物系统及生物脱氮除磷方法具有以下有益效果：
1.通过设置光照条件、曝气及搅拌条件，交替进行，经过EBPR阶段~EBPR到光养EBPR的过期阶段~光养EBPR阶段~光养EBPR到光养BNR的过渡阶段~光养BNR阶段，并且在每个阶段内多重内循环，创造适当的好氧、缺氧、厌氧环境，强化微藻~细菌聚生体的协同作用，由于在光照期间，微藻消耗CO2并为聚磷菌和硝化菌产生氧气，同时吸收P和氨，以促进生长，从而降低了氧含量需求；
2.由于微藻和细菌之间的相互作用，细胞可以更容易地聚集成絮凝物并非常快速地沉降，从而可以消除生物营养物质去除的曝气要求，曝气成本减少50％；
3.由于反应器中没有添加外部碳源，聚磷菌可以通过耗尽厌氧储存的聚羟基脂肪酸进行反硝化，无需昂贵的外部COD加药，且由于微藻和硝化细菌活动的结合，能固定大气CO2并消耗异养细菌呼吸代谢过程中产生的CO2，从而降低了污水处理厂的运营成本和碳排放量。
（发明人：王馨悦;杨阳;骆坚平;郭行;潘涛）