一種sbr反硝化除磷同步內源短程反硝化厭氧氨氧化的裝置和方法
【專利摘要】一種SBR反硝化除磷同步內源短程反硝化厭氧氨氧化的裝置和方法，屬于污水生物處理領域。裝置主要包括有城市污水原水箱、厭氧/缺氧SBR、中間水箱、全程硝化SBR、鼓風曝氣機、出水箱。低C/N的城市污水首先進入厭氧/缺氧SBR，PAOs進行厭氧釋磷，同時利用原水中的COD儲存為內碳源PHA。厭氧/缺氧SBR反硝化聚磷菌以生物絮體的形式存在，污泥齡長的短程反硝化菌和厭氧氨氧化菌以生物膜的方式生長在反應器填料中，SBR通過定期排放絮體污泥實現除磷，避免了不同菌種對污泥齡的競爭。該發明能夠高效去除低C/N城市污水的N、P、COD，無需外加碳源；避免了短程硝化難以穩定獲得NO2?的問題，為含NO3?和P的廢水提供了新的處理方式。
【專利說明】
一種SBR反硝化除磷同步內源短程反硝化厭氧氨氧化的裝置和方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種SBR反硝化除磷同步內源短程反硝化厭氧氨氧化的裝置和方法，屬于污水生物處理技術領域。
【背景技術】
[0002]水體富營養化問題日益得到全世界的關注，而導致水體富營養化的直接原因是N、P元素過度排放到水體中，因此污水脫氮除磷成了一個研究熱點。我國污水處理主要存在的技術難題有:污水碳源不足，氮磷去除效率不高，污水處理廠處理費用高，出水達不到一級A等問題。
[0003]荷蘭Delft大學在20世紀末開發了一種污水生物處理的新工藝一一厭氧氨氧化(Anammox)。順4+和N02—在厭氧氨氧化菌的作用下，無需碳源，自養脫氮。相比傳統的硝化/反硝化脫氮過程，厭氧氨氧化脫氮大大節省了需氧量且不需要有機物，大大降低反應成本。此夕卜，厭氧氨氧化反應過程中僅產生硝態氮和氮氣，沒有氧化亞氮的生成，因此沒有二次污染。同時污泥產量很低，節省污泥處理費用。由此可見，厭氧氨氧化技術是一種新型的節能、低成本、環境友好型的自養脫氮技術。隨著厭氧氨氧化技術的發明，給我國目前污水處理界面臨的低碳氮比廢水脫氮難、能耗高、污泥產量大等問題帶來了曙光。
[0004]但是厭氧氨氧化技術只能脫氮不能夠除磷。而且實現厭氧氨氧化的前提是實現穩定的短程硝化，但是亞硝酸鹽氧化菌(NOB)不好控制，因此實際情況并不容易實現穩定的亞硝酸鹽的積累。經過科研工作者的不懈努力，又發現了短程反硝化厭氧氨氧化技術，而短程反硝化和厭氧氨氧化都是在缺氧的環境中進行。無獨有偶，反硝化除磷技術也是在缺氧的條件下進行。因此，就為兩種工藝一體化結合提供了可能，這樣就既能除磷又能脫氮，也充分利用了兩種工藝的優點。這也為含硝酸鹽和磷的廢水提供了一種新的處理思路。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是提供一種SBR反硝化除磷同步內源短程反硝化厭氧氨氧化的裝置和方法，解決目前污水處理碳源不足，出水不達一級A及其處理費用高等問題，實現穩定的脫氮除磷。厭氧/缺氧SBR(2)先厭氧攪拌將COD儲存為內碳源PHA，避免了之后的好氧段浪費了污水中可貴的碳源，同時厭氧釋磷。缺氧段利用內碳源和全程硝化液進行反硝化除磷，同時利用硝態氮和厭氧段儲存的內碳源PHA進行短程反硝化得到亞硝態氮，進而亞硝態氮和厭氧/缺氧SBR( 2)中沒有排的原水中的氨氮進行厭氧氨氧化反應。更為巧妙的是厭氧氨氧化產生的部分硝態氮又能作為短程反硝化繼續去除，因此出水中的硝態氮低于厭氧氨氧化生成的硝態氮濃度。
[0006]一種SBR反硝化除磷同步內源短程反硝化厭氧氨氧化的裝置，其特征在于:包括城市污水原水箱(I)、厭氧/缺氧SBR(2)、第一中間水箱(3)、第二中間水箱(4)、全程硝化SBR
(5)、鼓風曝氣機(6)、出水箱(7)。其中所述城市污水原水箱(I)通過第一進水栗(1.1)與厭氧/缺氧SBR( 2)相連接，厭氧/缺氧SBR(2)通過第一排水閥(2.4)與第一中間水箱(3)相連接，第一中間水箱(3)通過第二進水栗(5.1)與全程硝化SBR( 5)相連接，全程硝化SBR( 5)通過第二排水閥(5.3)與第二中間水箱(4)相連接，第二中間水箱(4)通過第三進水栗(2.7)與厭氧/缺氧SBR( 2)相連接，厭氧/缺氧SBR( 2)通過第三排水閥(2.5)與出水箱(7)相連接，鼓風曝氣機(6)通過進氣閥(5.8)與全程硝化SBR( 5)相連接。
[0007]進一步地，所述厭氧/缺氧SBR(2)反應器內置有:第一攪拌槳(2.2)，第一進水閥
(2.1)，第三進水閥(2.3)，第一排水閥(2.4)，第三排水閥(2.5)，第一排泥(取樣)閥(2.6)，短程反硝化菌生物膜海綿填料(2.8)，厭氧氨氧化菌生物膜海綿填料(2.9)，填料的體積填充比均為20-30%。
[0008]進一步地，所述全程硝化SBR( 5)反應器內置有:第二攪拌槳(5.6)，曝氣頭(5.7)第二進水閥(5.4)，第二排水閥(5.3)，第二取樣閥(5.2)，第二排泥閥(5.5)，進氣閥(5.8)。
[0009]本發明還提供一種SBR反硝化除磷同步內源短程反硝化厭氧氨氧化的方法，包括以下步驟:
[0010]I)反應器啟動階段:厭氧/缺氧SBR接種傳統污水處理廠回流污泥，使反應器中污泥濃度為2500?3500mg/L，并接種已經掛好短程反硝化生物膜的海綿填料和已經掛好厭氧氨氧化生物膜的海綿填料。兩種填料的填充比均為20-30%。全程硝化SBR接種傳統污水廠回流污泥，使反應器中污泥濃度為2500?3500mg/L。
[0011]2)反應器正常運行調控:城市生活污水進入到城市污水原水箱(I)，通過第一進水栗(1.1)城市污水進入到厭氧/缺氧SBR(2)中，進行厭氧攪拌l_2h，沉淀排水，排水比為40-50 %，排水進入到第一中間水箱(3)。厭氧/缺氧SBR(2)富含NH4+的出水接著通過第二進水栗(5.1)進入到全程硝化SBR(5)，曝氣3-6h，溶解氧控制在2_8mg/L，沉淀排水，排水比為40-50%，排水進入到第二中間水箱(4)。富含N03-的全程硝化SBR(5)排水通過第三進水栗(2.7)進入到厭氧/缺氧SBR(2)，進行缺氧攪拌2-4h，沉淀排水，排水比為80-85%，最終出水進入出水箱(7)，完成一個周期，接著進行下一個周期。其中厭氧/缺氧SBR(2)絮體污泥污泥齡保持在12-16d。
[0012]一種SBR反硝化除磷同步內源短程反硝化厭氧氨氧化的裝置和方法，具有如下優占.V.
[0013]I)有效結合了短程反硝化除磷、短程反硝化厭氧氨氧化工藝的優點，實現了氮和磷的同步去除。
[0014]2)有效利用了污水中的碳源，短程反硝化節省了碳源，無需投加外碳源，節省成本。能夠處理低C/N污水。
[0015]3)工藝簡單易控，能夠穩定實現脫氮除磷。
[0016]4)為含有N03—和P的廢水提供了一種新的處理思路。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明一種SBR反硝化除磷同步內源短程反硝化厭氧氨氧化的裝置結構示意圖。
[0018]圖1中:I為城市污水原水箱、2為厭氧/缺氧SBR、3為第一中間水箱、4為第二中間水箱、5為全程硝化SBR、6為鼓風曝氣機、7為出水箱、1.1為第一進水栗、2.1為第一進水閥、2.2為第一攪拌槳、2.3為第三進水閥、2.4為第一排水閥、2.5為第三排水閥、2.6為第一排泥(取樣)閥、2.7為第三進水栗、2.8為短程反硝化菌生物膜海綿填料、2.9為厭氧氨氧化菌生物膜海綿填料、5.1為第二進水栗、5.2為第二取樣閥、5.3為第二排水閥、5.4為第二進水閥、5.5為第二排泥閥、5.6為第二攪拌槳、5.7為曝氣頭、5.8為進氣閥。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和實施例詳細說明本發明的實施方案。
[0020]如圖1所示一種SBR反硝化除磷同步內源短程反硝化厭氧氨氧化的裝置，包括城市污水原水箱(I)、厭氧/缺氧SBR(2)、第一中間水箱(3)、第二中間水箱(4)、全程硝化SBR(5)、鼓風曝氣機(6)、出水箱(7)。其中所述城市污水原水箱(I)通過第一進水栗(1.1)與厭氧/缺氧SBR( 2)相連接，厭氧/缺氧SBR( 2)通過第一排水閥(2.4)與第一中間水箱(3)相連接，第一中間水箱(3)通過第二進水栗(5.1)與全程硝化SBR( 5)相連接，全程硝化SBR( 5)通過第二排水閥(5.3)與第二中間水箱(4)相連接，第二中間水箱(4)通過第三進水栗(2.7)與厭氧/缺氧SBR( 2)相連接，厭氧/缺氧SBR( 2)通過第三排水閥(2.5)與出水箱(7)相連接，鼓風曝氣機
(6)通過進氣閥(5.8)與全程硝化SBR( 5)相連接。
[0021 ]所述厭氧/缺氧SBR( 2)反應器內置有:第一攪拌槳(2.2)，第一進水閥(2.1)，第三進水閥(2.3)，第一排水閥(2.4)，第三排水閥(2.5)，第一排泥(取樣)閥(2.6)，短程反硝化菌生物膜海綿填料(2.8)，厭氧氨氧化菌生物膜海綿填料(2.9)，填料的體積填充比均為20-30%。
[0022]所述全程硝化SBR(5)反應器內置有:第二攪拌槳(5.6)，曝氣頭(5.7)第二進水閥
(5.4)，第二排水閥(5.3)，第二取樣閥(5.2)，第二排泥閥(5.5)，進氣閥(5.8)。
[0023]以北京某大學家屬區生活污水，考察系統的脫氮除磷除碳性能，原水具體水質如下:0?濃度為120?26011^/1，冊4+-咐農度為50?7511^/1，勵2—-咐農度〈0.111^/1，勵3—-咐農度〈
0.81^/1，？濃度為5?711^/1，？!1為7?8。試驗系統如圖1所示，反應器采用有機玻璃制作，厭氧/缺氧SBR(2)和全程硝化SBR(5)，有效容積均為10L。
[0024]具體運行操作如下:
[0025]I)反應器啟動階段:厭氧/缺氧SBR接種傳統污水處理廠回流污泥，使反應器中污泥濃度為3200mg/L，并接種已經掛好短程反硝化生物膜的海綿填料和已經掛好厭氧氨氧化生物膜的海綿填料。兩種填料的填充比均為20-30%。全程硝化SBR接種傳統污水廠回流污泥，使反應器中污泥濃度為3300mg/L。
[0026]2)反應器正常運行調控:城市生活污水進入到城市污水原水箱(I)，通過第一進水栗(1.1)城市污水進入到厭氧/缺氧SBR(2)中，進行厭氧攪拌l_2h，沉淀排水，排水比為40-50 %，排水進入到第一中間水箱(3)。厭氧/缺氧SBR(2)富含NH4+的出水接著通過第二進水栗(5.1)進入到全程硝化SBR(5)，曝氣3-6h，溶解氧控制在2_8mg/L，沉淀排水，排水比為40-50%，排水進入到第二中間水箱(4)。富含N03-的全程硝化SBR(5)排水通過第三進水栗(2.7)進入到厭氧/缺氧SBR(2)，進行缺氧攪拌2-4h，沉淀排水，排水比為80-85%，最終出水進入出水箱(7)，完成一個周期，接著進行下一個周期。厭氧/缺氧SBR(2)和全程硝化SBR(5)污泥濃度均保持在2500?3500mg/L，其中厭氧/缺氧SBR(2)絮體污泥污泥齡保持在12-16d。
[0027]在該運行條件下，最終出水平均(:00、冊4+4、腸2--^_3-4、了^了？分別為36.32mg/L、1.64mg/L、1.73mg/L、3.26mg/L、6.63mg/L、0.214mg/L。出水各水質指標均達至Ij
一級A標準。
[0028]以上是本發明的具體實施例，便于該技術領域的技術人員能更好的理解和應用本發明，但本發明的實施不限于此，因此該技術領域的技術人員對本發明所做的簡單改進都在本發明保護范圍之內。
【主權項】
1.一種SBR反硝化除磷同步內源短程反硝化厭氧氨氧化的裝置，其特征在于:包括城市污水原水箱(I)、厭氧/缺氧SBR(2)、第一中間水箱(3)、第二中間水箱(4)、全程硝化SBR(5)、鼓風曝氣機(6)和出水箱(7);其中所述城市污水原水箱(I)通過第一進水栗(1.1)與厭氧/缺氧SBR( 2)相連接，厭氧/缺氧SBR( 2)通過第一排水閥(2.4)與第一中間水箱(3)相連接，第一中間水箱(3)通過第二進水栗(5.1)與全程硝化SBR( 5)相連接，全程硝化SBR( 5)通過第二排水閥(5.3)與第二中間水箱(4)相連接，第二中間水箱(4)通過第三進水栗(2.7)與厭氧/缺氧SBR(2)相連接，厭氧/缺氧SBR( 2)通過第三排水閥(2.5)與出水箱(7)相連接，鼓風曝氣機(6)通過進氣閥(5.8)與全程硝化SBR( 5)相連接； 所述厭氧/缺氧SBR(2)反應器內置有:第一攪拌槳(2.2)，第一進水閥(2.1)，第三進水閥(2.3)，第一排水閥(2.4)，第三排水閥(2.5)，第一排泥(取樣)閥(2.6)，短程反硝化菌生物膜海綿填料(2.8)，厭氧氨氧化菌生物膜海綿填料(2.9)，填料的體積填充比均為20-.30% ； 所述全程硝化SBR(5)反應器內置有:第二攪拌槳(5.6)，曝氣頭(5.7)第二進水閥(5.4)，第二排水閥(5.3)，第二取樣閥(5.2)，第二排泥閥(5.5)，進氣閥(5.8)。2.應權利要求1所述裝置的方法，其特征在于以下步驟: .1)反應器啟動階段:厭氧/缺氧SBR接種傳統污水處理廠回流污泥，使反應器中污泥濃度為2500?3500mg/L，并接種已經掛好短程反硝化生物膜的海綿填料和已經掛好厭氧氨氧化生物膜的海綿填料;兩種填料的填充比均為20?30%;全程硝化SBR接種傳統污水廠回流污泥，使反應器中污泥濃度為2500?3500mg/L; .2)反應器正常運行調控:城市生活污水進入到城市污水原水箱(I)，通過第一進水栗(1.1)城市污水進入到厭氧/缺氧SBR(2)中，進行厭氧攪拌l-2h，沉淀排水，排水比為40-.50%，排水進入到第一中間水箱(3);厭氧/缺氧SBR(2)富含NH4+的出水接著通過第二進水栗(5.1)進入到全程硝化381?(5)，曝氣3-611，溶解氧控制在2-811^/1，沉淀排水，排水比為40-.50 %，排水進入到第二中間水箱(4);富含NO3-的全程硝化SBR( 5)排水通過第三進水栗(2.7)進入到厭氧/缺氧SBR(2)，進行缺氧攪拌2-4h，沉淀排水，排水比為80-85 %，最終出水進入出水箱(7)，完成一個周期，接著進行下一個周期;其中厭氧/缺氧SBR(2)絮體污泥污泥齡保持在 12-16d。
【文檔編號】C02F3/12GK106006963SQ201610366367
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月28日
【發明人】彭永臻, 袁傳勝, 王淑瑩, 王博
【申請人】北京工業大學