公布日：2023.01.31
申请日：2022.10.18
分类号：C02F3/28(2006.01)I;B01J2/00(2006.01)I
摘要
本发明公开了一种升流强化厌氧氨氧化颗粒污泥连续流工艺造粒系统及方法，涉及污水处理技术领域，包括：进药池、一体化反应池、颗粒强化升流选择池和竖流沉淀池，其中颗粒强化升流选择池依次设置有进水渠、布水管、布水挡板、斜坡泥斗，最后通过颗粒强化升流选择池的顶部的排水渠与竖流沉淀池连接，另外通过排泥管和穿孔排泥管与一体化反应池连接；该系统具有结构设计合理、操作使用方便、运行及维护成本低，其造粒方法中部分氮元素通过厌氧氨氧化反应去除，无需外加碳源，对于碳源缺乏的污水脱氮具有优势；污泥产量少，降低污泥处置费用及运行成本。
权利要求书
1.一种升流强化厌氧氨氧化颗粒污泥连续流工艺造粒系统，其特征在于，包括：进药池，所述进药池的进口端与原水进水口连接，所述进药池的出口端通过所述进药泵与一体化反应池的进口端连接，所述一体化反应池的进口端与进药池和原水进水口连接；颗粒强化升流选择池，所述颗粒强化升流选择池包括进水渠和布水管，所述一体化反应池的出口端通过出水孔与所述进水渠连接，所述进水渠底部与所述布水管连接，所述布水管的下端延伸至所述颗粒强化升流选择池的底部并设置有布水挡板，所述颗粒强化升流选择池的底部设置有斜坡泥斗，所述斜坡泥斗的底部设置穿孔排泥管，所述穿孔排泥管与气提装置连接，所述颗粒强化升流选择池的顶部设置有排水渠；竖流沉淀池，与所述排水渠通过进水孔连接，所述竖流沉淀池通过排泥管和污泥回流泵与所述一体化反应池连接。
2.根据权利要求1所述的升流强化厌氧氨氧化颗粒污泥连续流工艺造粒系统，其特征在于，所述一体化反应池包括：池体，所述池体为半封闭结构；穿孔曝气器，设置在所述池体的底部；曝气头，设置在所述池体的底部；鼓风机，设置在所述池体外部，所述鼓风机通过曝气管路与所述穿孔曝气器和所述曝气头连接，所述曝气管路上设置有气体流量计和阀门。
3.根据权利要求2所述的升流强化厌氧氨氧化颗粒污泥连续流工艺造粒系统，其特征在于，所述一体化反应池包括多个依次连接的格室，每个所述格室的底部都设置有所述穿孔曝气器和所述曝气头，每个所述格室的过流孔交错设置。
4.根据权利要求3所述的升流强化厌氧氨氧化颗粒污泥连续流工艺造粒系统，其特征在于，所述气提装置的出水口和所述排泥管均与首个所述格室连接。
5.根据权利要求1所述的升流强化厌氧氨氧化颗粒污泥连续流工艺造粒系统，其特征在于，所述颗粒强化升流选择池包括选择池池体，所述选择池池体为半封闭结构，所述进水渠设置在所述选择池池体的顶部两侧，所述布水管沿竖直方向设置，所述布水管的下端为喇叭口，所述排水渠居中设置。
6.根据权利要求1所述的升流强化厌氧氨氧化颗粒污泥连续流工艺造粒系统，其特征在于，所述竖流沉淀池包括：沉淀池，所述沉淀池的一侧设有单侧出水渠，所述沉淀池的底部设置有泥斗，所述排泥管与所述泥斗的下方连接；中心进水管，居中设置在所述沉淀池内，所述中心进水管的进水端与所述排水渠连接，所述中心进水管的排水端设置在所述沉淀池的下方。
7.根据权利要求1所述的升流强化厌氧氨氧化颗粒污泥连续流工艺造粒系统，其特征在于，所述进药池包括进药池体，所述进药池体为半封闭结构，所述进药池体内设置有搅拌器，所述进药池前端设置有初沉水进水泵，所述初沉水进水泵通过初沉水进水管分别与所述进药池和所述一体化反应池连接，所述进药池和所述一体化反应池连接之间还设置有加药泵。
8.一种升流强化厌氧氨氧化颗粒污泥连续流工艺造粒方法，利用根据权利要求1-7任一项所述的升流强化厌氧氨氧化颗粒污泥连续流工艺造粒系统，其特征在于，该方法包括：步骤一，将取自城市污水厂曝气池具有硝化作用的活性污泥及厌氧氨氧化生物膜种泥投加到一体化反应池内，启动初沉水进水泵，将初沉水引入进药池，投加碳酸氢铵及碳酸氢钠，配置高氨氮废水，氨氮浓度维持在500-1000mg/L；并将初沉水引入一体化反应池，启动加药泵，控制进药配比，调节一体化反应池第一格室内氨氮浓度为300-400mg/L；启动鼓风机，调节阀门及气体流量计，控制DO为0.1-0.5mg/L；测定污泥浓度及混合污泥粒径，不定时启动污泥回流泵及气提装置，控制一体化反应池内污泥浓度为约4000-5000mg/L；一体化反应池内混合液温度控制在27-35℃，pH值控制在7-8.4之间；步骤二，根据一体化反应池中混合液的pH值、温度、氮素指标及污泥浓度，调整进水NH4+-N负荷，即调整进水流量、曝气量和改变污泥回流量，当游离氨FA浓度高时，降低进水氨氮浓度或降低进水量；当游离亚硝酸FNA浓度高时，降低曝气量；当MLSS浓度降低时，增大污泥回流量；步骤三，根据一体化反应池内的污泥浓度调节颗粒强化升流选择池及竖流沉淀池的污泥回流量及进水流量；根据污泥粒径及污泥浓度增长情况，调整颗粒强化升流选择池的上升流速为0.8-2.0m/h；工艺初始运行时，系统内颗粒化程度低，控制上升流速小于1m/h，降低污泥流失，利用水力剪切力及沉淀压缩作用逐渐形成厌氧氨氧化污泥颗粒；随着系统的稳定运行及污泥粒径的增长，可逐步增大上升流速至2m/h，加大絮体污泥的淘洗；步骤四，根据一体化反应池内颗粒的粒径规律调节穿孔曝气器的使用频率及颗粒强化升流选择池的污泥回流量，即通过穿孔曝气器的开启增大一体化反应池内的水力剪切力；调节颗粒强化升流选择池的污泥回流量，改善絮体污泥的淘洗作用及池内压缩沉淀作用。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供了一种升流强化厌氧氨氧化颗粒污泥连续流工艺造粒系统及方法，该系统具有结构设计合理、操作使用方便、运行及维护成本低、能耗相对较低、无需额外增加碳源等优点，能够实现厌氧氨氧化颗粒污泥的快速形成及稳定维持，为该工艺的应用提供一定的基础。
为了实现上述目的，本发明提供了一种升流强化厌氧氨氧化颗粒污泥连续流工艺造粒系统，包括：
进药池，所述进药池的进口端与原水进水口连接，所述进药池的出口端通过所述进药泵与一体化反应池的进口端连接，所述一体化反应池的进口端与进药池和原水进水口连接；
颗粒强化升流选择池，所述颗粒强化升流选择池包括进水渠和布水管，所述一体化反应池的出口端通过出水孔与所述进水渠连接，所述进水渠底部与所述布水管连接，所述布水管的下端延伸至所述颗粒强化升流选择池的底部并设置有布水挡板，所述颗粒强化升流选择池的底部设置有斜坡泥斗，所述斜坡泥斗的底部设置穿孔排泥管，所述穿孔排泥管与气提装置连接，所述颗粒强化升流选择池的顶部设置有排水渠；
竖流沉淀池，与所述排水渠通过进水孔连接，所述竖流沉淀池通过排泥管和污泥回流泵与所述一体化反应池连接。
可选地，所述一体化反应池包括：
池体，所述池体为半封闭结构；
穿孔曝气器，设置在所述池体的底部；
曝气头，设置在所述池体的底部；
鼓风机，设置在所述池体外部，所述鼓风机通过曝气管路与所述穿孔曝气器和所述曝气头连接，所述曝气管路上设置有气体流量计和阀门。
可选地，所述一体化反应池包括多个依次连接的格室，每个所述格室都设置有所述穿孔曝气器和所述曝气头，每个所述格室的过流孔交错设置。
可选地，所述气提装置的出水口和所述排泥管均与首个所述格室连接。
可选地，所述颗粒强化升流选择池包括选择池池体，所述选择池池体为半封闭结构，所述进水渠设置在所述选择池池体的顶部两侧，所述布水管沿竖直方向设置，所述布水管的下端为喇叭口，所述排水渠居中设置。
可选地，所述竖流沉淀池包括：
沉淀池，所述沉淀池的一侧设有单侧出水渠，所述沉淀池的底部设置有泥斗，所述排泥管与所述泥斗的下方连接；
中心进水管，居中设置在所述沉淀池内，所述中心进水管的进水端与所述排水渠连接，所述中心进水管的排水端设置在所述沉淀池的下方。
可选地，所述进药池包括进药池体，所述进药池体为半封闭结构，所述进药池体内设置有搅拌器，所述进药池前端设置有初沉水进水泵，所述初沉水进水泵通过初沉水进水管分别与所述进药池和所述一体化反应池连接，所述进药池和所述一体化反应池连接之间还设置有加药泵。
本发明提供了一种升流强化厌氧氨氧化颗粒污泥连续流工艺造粒方法，利用根据上述的升流强化厌氧氨氧化颗粒污泥连续流工艺造粒系统，该方法包括：
步骤一，将取自城市污水厂曝气池具有硝化作用的活性污泥及厌氧氨氧化生物膜种泥投加到一体化反应池内，启动初沉水进水泵，将初沉水引入进药池，投加碳酸氢铵及碳酸氢钠，配置高氨氮废水，氨氮浓度维持在500-1000mg/L；并将初沉水引入一体化反应池，启动加药泵，控制进药配比，调节一体化反应池第一格室内氨氮浓度为300-400mg/L；启动鼓风机，调节阀门及气体流量计，控制DO为0.1-0.5mg/L；测定污泥浓度及混合污泥粒径，不定时启动污泥回流泵及气提装置，控制一体化反应池内污泥浓度为约4000-5000mg/L；一体化反应池内混合液温度控制在27-35℃，pH值控制在7-8.4之间；
步骤二，根据一体化反应池中混合液的pH值、温度、氮素指标及污泥浓度，调整进水NH4+-N负荷，即调整进水流量、曝气量和改变污泥回流量，当游离氨FA浓度高时，降低进水氨氮浓度或降低进水量；当游离亚硝酸FNA浓度高时，降低曝气量；当MLSS浓度降低时，增大污泥回流量；
步骤三，根据一体化反应池内的污泥浓度调节颗粒强化升流选择池及竖流沉淀池的污泥回流量及进水流量；根据污泥粒径及污泥浓度增长情况，调整颗粒强化升流选择池的上升流速为0.8-2.0m/h；工艺初始运行时，系统内颗粒化程度低，控制上升流速小于1m/h，降低污泥流失，利用水力剪切力及沉淀压缩作用逐渐形成厌氧氨氧化污泥颗粒；随着系统的稳定运行及污泥粒径的增长，可逐步增大上升流速至2m/h，加大絮体污泥的淘洗；
步骤四，根据一体化反应池内颗粒的粒径规律调节穿孔曝气器的使用频率及颗粒强化升流选择池的污泥回流量，即通过穿孔曝气器的开启增大一体化反应池内的水力剪切力；调节颗粒强化升流选择池的污泥回流量，改善絮体污泥的淘洗作用及池内压缩沉淀作用。
本发明提供了一种升流强化厌氧氨氧化颗粒污泥连续流工艺造粒系统及方法，其有益效果在于：
1、该系统采用连续流工艺快速培养厌氧氨氧化颗粒污泥，运行管理简便，设施成本较低，一体化反应稳定，其抗低温、水量、水质冲击能力强；
2、该系统中的颗粒强化升流选择池能够对系统内污泥进行压缩沉淀，同时加速了絮体污泥的淘洗过程，形成一定的生物选择压，大大助力了厌氧氨氧化颗粒污泥的形成；
3、该系统中穿孔曝气器及曝气头两种曝气设施的设置，使一体化反应池具有多样的曝气方式，能够灵活调整污泥驯化过程中的曝气形式，不仅为活性污泥提供所需氧气，而且为颗粒污泥的形成提供必要的剪切力，有利于厌氧氨氧化颗粒污泥的形成；
4、该系统具有短程硝化厌氧氨氧化反应所固有的特点：耗氧量少，能耗降低，部分氮元素通过厌氧氨氧化反应去除，无需外加碳源，对于碳源缺乏的污水脱氮具有优势；污泥产量少，降低污泥处置费用及运行成本。
（发明人：张树军;赵丹;韩晓宇;黄京;李宁;王晓聪）