您現在的位置: 中國汙水處理工程網 >> 技術轉移 >> 正文

富集反硝化聚磷菌高效脫氮除磷生活汙水處理設備

發布時間:2020-9-16 8:58:48  中國汙水處理工程網

  申請日20200422

  公開(公告)日20200807

  IPC分類號C02F3/34; C02F3/30; C02F101/10; C02F101/16

  摘要

  本發明公開了一種富集反硝化聚磷菌的高效脫氮除磷生活汙水處理設備,包括池體、厭氧池、吸附池、缺氧池、兼性池、好氧池、沉澱池;所述池體為矩形碳鋼敞口式多渠道一體化集成裝配;其左側配置有沉澱池、右側配置有兼性池、中間配置有厭氧池、缺氧池、好氧池、吸附池;周邊配置有回流渠、出水渠、進氣管、進水管、出水管和剩餘汙泥管;通過對工藝、運行條件的控製,使係統內DPB占優勢地位,可實現在低碳源的情況下同步脫氮除磷,實現“一碳兩用”;本發明在低C/N條件下能夠誘導DPB成為優勢菌群發揮反硝化聚磷作用,脫氮除磷效果好,有效防止汙泥膨脹,滿足生活汙水穩定、高效脫氮除磷成套設備需求。

untitled.png

  權利要求書

  1.一種富集反硝化聚磷菌的高效脫氮除磷生活汙水處理設備,簡稱:脫氮除磷設備;其特征在於,包括池體、厭氧池、吸附池、缺氧池、兼性池、好氧池、沉澱池;所述脫氮除磷設備為矩形碳鋼結構,所述池體為敞口式不設頂蓋的多條渠道一體化集成裝配;所述脫氮除磷設備所述渠道長寬比為5:1—10:1,寬深比為1:1—2:1;所述池體的左側配置有沉澱池、右側配置有兼性池、中間下部並列配置有厭氧池和缺氧池、中間上部並列配置有好氧池;所述厭氧池上方配置有吸附池;所述池體內側的左側和上部周邊配置有回流渠;所述池體內側的右邊配置有出水渠;所述池體外側的上部和左側各自分別配置有兩組進氣管,所述池體外側的下部分別配置有進水管、出水管和剩餘汙泥管;所述池體內的左上角配置有空氣提推器;

  所述厭氧池、吸附池、缺氧池、兼性池、好氧池、沉澱池之間均設置有過水孔,水力形態為推流式;所述厭氧池起端設有進水管和潛水推流攪拌器,末端設有氧化還原電位儀;所述吸附池中心設有潛水攪拌器,所述潛水攪拌器配置有上、下兩組槳葉,所述吸附池靠近沉澱池一側配置的過水孔作為汙泥回流孔;所述兼性池的起端設置有潛水推流攪拌器,所述兼性池的起端與好氧池混合液的回流渠通過過水孔連通;所述回流渠底部設有通向缺氧池底部的管道,末端設有ORP儀與潛水回流泵,所述回流泵出口位於所述厭氧池起端並設有拍門;所述兼性池分別配置有前後串聯配置的兩個格,每個格的起端設置有潛水推流攪拌器,其底部設置有曝氣器,所述兼性池的第二格末端設置有ORP儀和溶解氧儀;所述好氧池分為並列、串聯配置的兩個格,每格底部設有曝氣器,所述好氧池內填充有移動床填料,所述好氧池第二格的末端設有DO儀和空氣提推器,所述好氧池中的混合液通過空氣提推器推流至回流渠;所述空氣提推器與好氧池之間設有不鏽鋼網,所述不鏽鋼網阻止移動床填料進入空氣提推器區域內;在通向兼性池與缺氧池的混合液的回流渠上設置有渠道閘,所述渠道閘調節回流量;所述沉澱池采用外側長邊進水、長邊出水形式,所述沉澱池進水渠的下方設置有配水孔,所述配水孔下方設置有水力擋板,所述沉澱池內的汙泥通過行車式刮吸泥機排入汙泥回流渠,回流汙泥通過吸附池上的汙泥回流孔進入吸附池,剩餘汙泥通過渠道末端剩餘汙泥管排出;全程由三個ORP儀與二個DO儀控製,總出水水質指標NH4+<3mg/L,TN<10mg/L,TP<0.5mg/L。

  2.根據權利要求1所述的一種富集反硝化聚磷菌的高效脫氮除磷生活汙水處理設備,其特征在於,所述厭氧池、吸附池、缺氧池、兼性池、好氧池、沉澱池水力停留時間分別為1.5h、0.3h、2h、6h、6h、2h;所述沉澱池的表麵負荷為0.8m3/㎡·h—1.2m3/㎡·h;所述厭氧池的ORP控製範圍為-450mV至-250mV;所述缺氧池的ORP控製範圍為-150mV至0mV;所述兼性池的ORP控製範圍為-100mV至50mV,所述兼性池的DO控製範圍為<0.6mg/L;所述好氧池的DO控製範圍為1.5mg/L—2.5mg/L。

  3.根據權利要求1所述的一種富集反硝化聚磷菌的高效脫氮除磷生活汙水處理設備,其特征在於,所述吸附池內潛水攪拌器采用低速攪拌器,其攪拌速度為40r/min—60r/min;所述厭氧池、缺氧池、兼性池內的潛水推流攪拌器單位功率為2W/m3—4W/m3(汙水)。

  4.根據權利要求1所述的一種富集反硝化聚磷菌的高效脫氮除磷生活汙水處理設備,其特征在於,所述缺氧池回流至厭氧池,其回流比為100%;所述沉澱池的汙泥回流至吸附池,其回流比為50%—100%,通過回流交替進行厭氧/缺氧容積富集DPB,並且通過缺氧池混合液回流至厭氧池的方式,最大程度消除NO3-和DO對DPB與聚磷菌PAOs的抑製。

  5.根據權利要求1所述的一種富集反硝化聚磷菌的高效脫氮除磷生活汙水處理設備,其特征在於,所述兼性池采用間歇曝氣方式,所述缺氧池的混合液與所述好氧池回流的混合液共同進入兼性池,在低C/N比條件下誘導DPB成為優勢菌群,實現同步脫氮除磷作業,具有“一碳兩用”特點;並在低DO條件下強化兼氧脫氮細菌的同步硝化反硝化作用(SND)。

  6.根據權利要求1所述的一種富集反硝化聚磷菌的高效脫氮除磷生活汙水處理設備,其特征在於,所述兼性池曝氣的控製方式為:當出水NH4+≤3mg/L時,以下三種情況開啟曝氣:①所述好氧池DO<1.5mg/L時;②所述兼性池ORP小於-100mV時;③所述缺氧池OPR<-150mV時;當出水NH4+>3mg/L時,所述兼性池開啟曝氣,直至出水NH4+≤3mg/L;當出水NH4+≤3mg/L時,以下兩種情況關閉曝氣:①所述兼性池DO>0.6mg/L;②所述兼性池ORP>50mV。

  7.根據權利要求1所述的一種富集反硝化聚磷菌的高效脫氮除磷生活汙水處理設備,其特征在於,所述好氧池內設置有移動床填料,固定汙泥齡較長的硝化細菌(NOB),所述填料的填充比為20%—50%;所述好氧池混合液的回流采用空氣提推方式,其回流比範圍為100—400%;所述好氧池混合液回流量通過變頻器控製鼓風機增加或者減少提供給空氣提推器的風量來實現。

  8.根據權利要求1所述的一種富集反硝化聚磷菌的高效脫氮除磷生活汙水處理設備,其特征在於,所述好氧池混合液回流量的控製:當所述缺氧池OPR<-150mV時,通過增大渠道閘開度,並適當增大向缺氧池的回流量;當所述兼性池ORP小於-100mV時,通過增大渠道閘開度,並適當增大向兼性池的回流量;當所述缺氧池OPR大於0mV時,通過減小渠道閘開度,並適當減少向缺氧池的回流量;當所述兼性池ORP大於50mV時,通過降低渠道閘開度,並適當減小向兼性池回流量。

  說明書

  一種富集反硝化聚磷菌的高效脫氮除磷生活汙水處理設備

  技術領域

  本發明涉及生活汙水處理技術設備領域,特別涉及一種富集反硝化聚 磷菌的高效脫氮除磷生活汙水處理設備。

  背景技術

  隨著科技進步和社會經濟的發展,城鎮生活汙水處理的標準不斷提 高;汙水中大量的氮磷廢水未經適當處理直接排入水體,嚴重汙染了水 體環境,並對人類健康產生嚴重危害。生活汙水中脫氮除磷問題,對城 鎮汙水的達標排放造成困難。傳統生物脫氮除磷方法在汙水治理方麵起 到了一定的作用,但仍存在很多缺陷。如聚磷菌和反硝化菌對碳源的競 爭始終存在,硝化菌、反硝化菌、聚磷菌菌群汙泥齡不同,各種菌群混 合在一起互相製約,難以使係統達到最優的運行條件;在低C/N比條 件下,好氧生物除磷過程增加了動力消耗且會產生大量的剩餘汙泥;整 個處理工藝流程較長,占地麵積大且基建投資高等。

  隨著汙水處理的不斷深入研究,幾種新型的生物脫氮除磷工藝近幾年 得到了發展和應用,主要包括:同步硝化反硝化工藝、短程硝化反硝化工 藝、厭氧氨氧化工藝、全程自養脫氮工藝和反硝化除磷工藝,這些新工藝 都具有降低能耗,節省碳源,汙泥產量少占地小等優點。尤其反硝化除磷 工藝使除磷和反硝化這兩個獨立的過程在反硝化聚磷菌DPB(Denitrifying phosphorus accumulating bacteria)的參與下僅在缺氧環境下就可同時完 成,吸磷和脫氮過程的結合不僅節省了對碳源的需要,而且吸磷在缺氧內 完成可節省曝氣所需要的能源,產生的剩餘汙泥量也大為降低。因此反硝 化除磷技術已成為目前汙水除磷脫氮研究領域的重點和熱點之一。

  現有技術中,汙水處理工藝脫氮與除磷不能兼顧,需要對工藝進行改進; 現有技術的缺陷表現為:1.設備集成化不夠高;2.汙泥齡矛盾難以解決:自 養亞硝酸鹽氧化菌(NOB)汙泥齡長,而DPB與聚磷菌(PAOs)汙泥齡短,在同 一係統中不能同時發揮最大效能;3.碳源競爭:低C/N比汙水中DPB、PAOs 與反硝化細菌對碳源爭奪;4.汙泥回流中攜帶的DO和NO3-抑製DPB和PAOs 的厭氧釋磷。

  發明內容

  為解決上述技術問題,本發明提供了一種富集反硝化聚磷菌的高效脫 氮除磷生活汙水處理設備,針對現有技術中的不足,研發集成度高、低耗 高效、易操作管理、運行穩定、能夠實現DPB的快速富集;優化富集配置 的設備,並在低C/N條件下,實現高效富集DPB,滿足生活汙水高效脫氮除磷 成套設備需求。

  為達到上述目的,本發明的技術方案如下:一種富集反硝化聚磷菌的 高效脫氮除磷生活汙水處理設備,簡稱:脫氮除磷設備;包括池體、厭氧池、 吸附池、缺氧池、兼性池、好氧池、沉澱池;其特征在於:

  所述脫氮除磷設備為矩形碳鋼結構,所述池體為敞口式不設頂蓋的多 條渠道一體化集成裝配;所述脫氮除磷設備所述渠道長寬比為5:1—10:1, 寬深比為1:1—2:1;所述池體的左側配置有沉澱池、右側配置有兼性池、 中間下部並列配置有厭氧池和缺氧池、中間上部並列配置有好氧池;所述 厭氧池上方配置有吸附池;所述池體內側的左側和上部周邊配置有回流渠; 所述池體內側的右邊配置有出水渠;所述池體外側的上部和左側各自分別 配置有兩組進氣管,所述池體外側的下部分別配置有進水管、出水管和剩餘 汙泥管;所述池體內的左上角配置有空氣提推器;

  所述厭氧池、吸附池、缺氧池、兼性池、好氧池、沉澱池之間均設置 有過水孔,水力形態為推流式;所述厭氧池起端設有進水管和潛水推流攪拌 器,末端設有氧化還原電位儀(ORP儀);所述吸附池中心設有潛水攪拌 器,所述潛水攪拌器配置有上、下兩組槳葉,所述吸附池靠近沉澱池一側 配置的過水孔作為汙泥回流孔;所述兼性池的起端設置有潛水推流攪拌器, 所述兼性池的起端與好氧池混合液的回流渠通過過水孔連通;所述回流渠 底部設有通向缺氧池底部的管道,末端設有ORP儀與潛水回流泵,所述回 流泵出口位於所述厭氧池起端並設有拍門;所述兼性池分別配置有前後串 聯配置的兩個格,每個格的起端設置有潛水推流攪拌器,其底部設置有曝 氣器,所述兼性池的第二格末端設置有ORP儀和溶解氧儀(DO儀);所述 好氧池分為並列、串聯配置的兩個格,每格底部設有曝氣器,所述好氧池 內填充有移動床填料,所述好氧池第二格的末端設有DO儀和空氣提推器, 所述好氧池中的混合液通過空氣提推器推流至回流渠;所述空氣提推器與 好氧池之間設有不鏽鋼網,所述不鏽鋼網用於防止移動床填料進入空氣提 推器區域內;在通向兼性池與缺氧池的混合液的回流渠上設置有渠道閘,所 述渠道閘用來調節回流量;所述沉澱池采用外側長邊進水、長邊出水形式, 所述沉澱池進水渠的下方設置有配水孔,所述配水孔下方設置有水力擋板, 所述沉澱池內的汙泥通過行車式刮吸泥機排入汙泥回流渠,回流汙泥通過 吸附池上的汙泥回流孔進入吸附池,剩餘汙泥通過渠道末端剩餘汙泥管排 出;全程由三個ORP儀與二個DO儀控製,保證出水NH4+<3mg/L,TN<10mg/L, TP<0.5mg/L。

  所述厭氧池、吸附池、缺氧池、兼性池、好氧池、沉澱池水力停留時 間分別為1.5h、0.3h、2h、6h、6h、2h;所述沉澱池的表麵負荷為0.8m3/ ㎡·h—1.2m3/㎡·h;所述厭氧池的ORP控製範圍為-450mV至-250mV;所述 缺氧池的ORP控製範圍為-150mV至0mV;所述兼性池的ORP控製範圍為 -100mV至50mV,所述兼性池的DO控製範圍為<0.6mg/L;所述好氧池的DO控製範圍為1.5mg/L—2.5mg/L。

  所述吸附池內潛水攪拌器采用低速攪拌器,其攪拌速度為40r/min— 60r/min;所述厭氧池、缺氧池、兼性池內的潛水推流攪拌器單位功率為2W/m 3—4W/m3(汙水)。

  所述缺氧池回流至厭氧池,其回流比為100%;所述沉澱池的汙泥回流 至吸附池,其回流比為50%—100%,通過回流交替進行厭氧/缺氧容積富集 DPB,並且通過缺氧池混合液回流至厭氧池的方式,最大程度消除NO3-和DO 對DPB與聚磷菌PAOs的抑製。

  所述兼性池采用間歇曝氣方式,所述缺氧池的混合液與所述好氧池回 流的混合液共同進入兼性池,在低C/N比條件下誘導DPB成為優勢菌群, 實現同步脫氮除磷作業,具有“一碳兩用”特點;並在低DO條件下強化兼 氧脫氮細菌的同步硝化反硝化作用(SND)。

  所述兼性池曝氣的控製方式為:當出水NH4+≤3mg/L時,以下三種情況 開啟曝氣:①所述好氧池DO<1.5mg/L時;②所述兼性池ORP小於-100mV時; ③所述缺氧池OPR<-150mV時;當出水NH4+>3mg/L時,所述兼性池開啟曝 氣,直至出水NH4+≤3mg/L;當出水NH4+≤3mg/L時,以下兩種情況關閉曝氣: ①所述兼性池DO>0.6mg/L;②所述兼性池ORP>50mV。

  所述好氧池內設置有移動床填料,固定汙泥齡較長的硝化細菌(NOB), 強化NH4+去除效果,所述填料的填充比為20%—50%;所述好氧池混合液的回 流采用空氣提推方式,降低能耗的同時實現大回流比,其回流比範圍為100 —400%;所述好氧池混合液回流量通過變頻器控製鼓風機增加或者減少提 供給空氣提推器的風量來實現。

  所述好氧池混合液回流量的控製:當所述缺氧池OPR<-150mV時,通過 增大渠道閘開度,並適當增大向缺氧池的回流量;當所述兼性池ORP小於 -100mV時,通過增大渠道閘開度,並適當增大向兼性池的回流量;當所述缺 氧池OPR大於0mV時,通過減小渠道閘開度,並適當減少向缺氧池的回流量; 當所述兼性池ORP大於50mV時,通過降低渠道閘開度,並適當減小向兼性 池回流量。

  本發明的工作原理為:

  生活汙水首先進入厭氧池,聚磷菌(PAOS)與DPB厭氧釋磷並利用進水 COD合成聚-β羥基丁酸(PHB),此過程易受到NO3-和DO的幹擾,而降低 厭氧釋磷效率;因此通過沉澱池回流汙泥至吸附池與來自厭氧池的混合液 充分混合,吸附剩餘COD防止汙泥膨脹,並合成PHB;DPB利用PHB作為電 子供體、NO3-作為電子受體進行內源反硝化,該過程在缺氧池中繼續進行, 缺氧池末端的NO3-和DO含量幾乎為零,該缺氧混合液通過回流泵回流至厭 氧池起端,給DPB厭氧釋磷創造“壓抑”的良好環境;缺氧池混合液與好 氧池回流的混合液共同進入兼性池,在低DO條件下實現同步硝化反硝化 (SND),並保證硝化與反硝化分別在好氧池和兼性池中以各自最大反應速 率進行的,同時DPB進行反硝化除磷;進入好氧池的COD已經很少,NOB 在好氧池中占據優勢地位,在好氧池內投加移動床填料,對汙泥齡較長的 NOB進行固定,強化硝化效果;同時DPB、PAOS進行除磷與汙泥再生,好氧 池混合液回流至兼性池和缺氧池,回流缺氧池目的是輔助回流汙泥向缺氧 池補充NO3-,滿足DPB利用NO3-作為電子受體實現反硝化作用,誘導DPB在 交替厭氧/缺氧條件下富集。好氧池出水至沉澱池,汙泥通過行車式刮吸泥 機提升至汙泥回流渠,進而流入吸附池。

  通過上述技術方案,本發明技術方案的有益效果是:本脫氮除磷設備 一體集成化程度高、低C/N條件下脫氮除磷效果好;脫氮除磷設備通過對工 藝、運行條件的控製,使係統內DPB占優勢地位,可實現在低碳源的情況 下同步脫氮除磷,實現“一碳兩用”;好氧池混合液通過空氣提推器回流至 缺氧池與兼性池,兼性池通過控製氧化還原電位和溶解氧,在低C/N條件 下能夠誘導DPB成為優勢菌群發揮反硝化聚磷作用,並且強化同步硝化反 硝化作用;沉澱池汙泥回流至吸附池,快速吸附有機物防止汙泥膨脹;汙 泥中攜帶的NO3-和DO通過缺氧池反硝化後回流至厭氧池,最大程度消除NO3-和DO對DPB與聚磷菌PAOs的抑製,給DPB厭氧釋磷創造“壓抑”環境; 交替厭氧/缺氧能夠富集DPB,最大程度消除NO3-和DO對DPB與聚磷菌PAOs 的抑製;該工藝設備在低C/N情況下具有良好脫氮除磷效果。(發明人段遠晗;邵洪;劉長林)

相關推薦
項目深度追蹤
數據獨家提供
服務開通便捷 >