改进ＵＣＴ工艺实现短程硝化的装置属于污水处理领域。针对原有的ＭＵＣＴ工艺耗能较大、反应速度不高等缺点，将好氧反应器分成两级，两个好氧反应器之间设有脱氧反应器。每个好氧反应器设有独立的气体流量控制器。在第一好氧池内控制低的溶解氧实现短程硝化，将氨氮氧化成亚硝酸盐，在第二好氧池内实施高的溶解氧，保证剩余的亚硝酸盐被氧化成为硝酸盐。脱氧池脱除第一好氧池出水的溶解氧，防止其影响第二缺氧反应器反硝化的进行。硝化液回流从脱氧反应器至第二缺氧反应器。在第二缺氧反应器，反硝化除磷菌利用亚硝酸盐作为电子受体进行缺氧吸磷，并将亚硝酸盐还原成氮气。该装置实现了以亚硝酸盐作为电子受体的反硝化除磷，具有稳定的出水水质和较低能耗。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种污水生物处理工艺方法及装置，能同时实现短程硝化和以亚硝酸盐作为电子受体的反硝化除磷，属于污水处理领域。
技术介绍
南非开普敦大学(University of Cape Town)工艺，简称UCT工艺，是最早用于同时生物脱氮除磷的工艺之一，也是目前各国最广泛应用的流程。UCT工艺顺次设有厌氧区、缺氧区、好氧区和沉淀区，每个区内存在活性污泥。工艺设有三个回流管路，分别是从缺氧区到厌氧区的泥水混合液回流，从好氧区到缺氧区的泥水混合液回流和从沉淀区到缺氧区的污泥回流。污水首先进入到厌氧区。在厌氧区内，活性污泥中的大量聚磷菌吸收污水中的脂肪酸，并分解体内的聚磷成为溶解性的磷酸盐，释放到污水中。由于厌氧区流出的泥水混合物不断地流入到缺氧区，导致厌氧区内大量污泥进入到缺氧区。为了保证厌氧区内稳定的活性污泥浓度，设立了从缺氧区到厌氧区的泥水混合液回流。缺氧区在接收来自厌氧区泥水混合液的同时，也接收来自后继好氧区的混合液回流和来自沉淀区的污泥回流。这样在缺氧区内存在大量的硝酸盐和正磷酸盐。活性污泥内的聚磷菌利用存在的硝酸盐作为电子受体超量吸收水中的正磷酸盐进入到细胞内形成聚磷，而硝酸盐被还原成氮气，从而使水中的氮和磷得以去除。此外，在缺氧区内也存在着异氧反硝化菌。反硝化菌会利用水中剩余的有机物作为碳源反硝化硝酸盐成为氮气。从缺氧区流出的混合液进入到好氧区。好氧区的功能有两个一是污水中的氨氮被硝化成硝酸盐；另一个是污水中残余的有机物被氧化。好氧区内泥水混合液进入到沉淀区，在沉淀区实现泥水分离。上清液被作为最终处理后的出水排放。部分剩余污泥被收集作进一步处置。UCT工艺成功地保证厌氧区的厌氧状态，从而提高了系统的除磷能力。但是，随着水处理技术的长足进步和水处理要求的不断提高，这两种工艺的缺点也逐渐显现。从而很大程度上影响其在工程中的应用。首先，工艺耗能较大。由于传统的UCT工艺脱氮过程仍采用传统的全程硝化，这意味着在硝化过程中将耗费大量的氧气。相对于短程硝化，全程硝化的硝化氧耗量增高25％。全程硝化的耗氧造成其水处理成本的显著增高。其次，反应速度不高。降低初期投资和运行成本的一个有效手段是提高污染物去除速率，从而减少反应池的水力停留时间和有效容积。在传统的UCT工艺内，硝化采用传统的全程硝化。相对于短程硝化，全程硝化反应器容积增加了30～40％。由于亚硝酸菌世代时间比硝酸菌短，泥龄也短。所以，控制在亚硝酸阶段可提高微生物浓度和硝化反应速度，缩短硝化反应时间。此外，由于UCT工艺本身很大程度上依靠反硝化除磷实现在单一系统内对有机物、氮、磷等污染物的同时去除。在硝化完成后，以硝酸盐作为电子受体实现反硝化除磷。但是，如果实现短程硝化后，以亚硝酸盐作为电子受体实现反硝化除磷，将进一步提高反硝化除磷速率。反应速度的提高，将减小反应器容积，节省基建投资。短程硝化工艺也称为亚硝酸型生物硝化工艺，是目前出现的水处理新技术，其基本原理就是将硝化过程控制在亚硝酸盐阶段，阻止NO2-的进一步硝化。因此，如何实现传统的UCT工艺中的短程硝化和以亚硝酸盐作为电子受体的反硝化除磷，降低处理能耗，提高反应速率，保证最大的处理效果和能耗的产出比是传统的UCT工艺革新的方向。值得注意的是，短程硝化如果没有取得深远的反硝化，出水中就会含有大量的亚硝硝酸盐。亚硝酸盐作为不稳定的氧化物质具有很大的毒害作用。其致癌，可以迅速与红血球结合，消耗溶解氧，诱发营养化。基于这样的原因，实现短程硝化必须注意最大程度地防止出水中含有高的亚硝酸，将其对环境产生毒害降到最低。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种生物去除污水中氮磷和有机污染物的工艺方法及装置，保证短程硝化和利用亚硝酸盐作为电子受体的反硝化除磷能同时在各自最佳的环境条件下显著发生，提高硝化和吸磷速率。在保证出水水质和安全的前提下，大幅度提高处理效率，节省运行能耗和费用。一种能同时实现短程硝化和以亚硝酸盐作为电子受体的反硝化除磷工艺的装置，即改进UCT工艺实现短程硝化的装置，以下简称改进的UCT工艺装置；顺次连接的厌氧反应器1、缺氧反应器2、好氧反应器和沉淀反应器6，厌氧反应器1、缺氧反应器2内分别设有搅拌装置7，缺氧反应器2出水端通过回流泵11和缺氧至厌氧回流管路12与厌氧反应器1的进水端相连接，沉淀反应器6的下端通过污泥回流管路14和回流泵11与缺氧反应器2进水端相连接； 其特征在于将好氧反应器分成两个，两个好氧反应器之间设有脱氧反应器4，缺氧反应器2连接第一好氧反应器3、第一好氧反应器3连接脱氧反应器4、脱氧反应器4连接第二好氧反应器5，第二好氧反应器5连接沉淀反应器6，第一好氧反应器3和第二好氧反应器5内分别设置曝气器10，曝气器10通过各自的气体流量控制器9与外置的气泵8连接，脱氧反应器4的出水端通过硝化液回流管路13和回流泵11与缺氧反应器2的进水端相连接；一种能同时实现短程硝化和以亚硝酸盐作为电子受体的反硝化除磷工艺，即改进的UCT工艺运行步骤为(1)接种来自市政污水处理厂二沉池的活性污泥到各反应器内。调整各反应器内的工艺参数对活性污泥进行驯化，使得聚磷菌、反硝化除磷菌、亚硝酸菌和普通异养菌大量生长，并成为处理系统的优势种属；(2)将原污水注入厌氧反应器1，并启动厌氧反应器1内的搅拌装置7，在搅拌的作用下使原污水进行缺氧放磷反应，水力停留时间为1.2～2.0小时后，厌氧反应器1出水混合液进入到缺氧反应器2；(3)厌氧反应器1出水混合液进入到缺氧反应器2后，启动缺氧反应器2内的搅拌装置7，在搅拌的作用下进行缺氧吸磷反应，同时，硝酸盐被还原成氮气，实现污水脱氮的目的，缺氧反应器2中的上清液出水进入第一好氧反应器3，混合液经过回流泵11和缺氧至厌氧回流管路12回流到厌氧反应器1，回流比为1～2；(5)液体进入到第一好氧反应器3后，启动第一好氧反应器3内的曝气器10和与曝气器10相连接的气体流量控制器9，进行曝气反应，去除剩余的有机物，氧化氨氮，第一好氧反应器3内控制溶解氧浓度在1mg/L以下，控制低的溶解氧可以实现短程硝化，将氨氮氧化成亚硝酸盐，水力停留时间为2～5小时后，控制长的水力停留时间保证氨氮氧化完全，出水进入脱氧反应器5；(6)液体进入脱氧反应器4脱氧反应器后，启动脱氧反应器4内的搅拌器7，在搅拌的作用下去除第一好氧反应器3出水中的溶解氧，10～20分钟后，上清液进入第二好氧反应器5，混合液经硝化液回流管路13和回流泵11回流到缺氧反应器2，回流比为1～2；(7)液体进入第二好氧反应器5后，启动第二好氧反应器5内的曝气器10和与曝气器10相连接的气体流量控制器9，进行进一步的曝气反应，将未被利用的亚硝酸盐氧化成硝酸盐，液体在第二好氧反应器5中的溶解氧浓度在2.0～2.5mg/L之间，水力停留时间1～2小时，高的的溶解氧水平保证亚硝酸迅速氧化成硝酸盐，防止出水中含有亚硝酸对环境产生毒害作用，出水进入沉淀反应器6；(8)液体进入沉淀反应器6后进行泥水分离，时间为0.5～1小时，泥水分离后上清液外排，污泥经过污泥回流管路14和回流泵11回流进入到缺氧反应器2，回流比为0.5～1.0；本技术具有以下优点(1)将原始UCT工艺流程的好氧反应器进行分级，分别创造了有本文档来自技高网...
【技术保护点】
改进ＵＣＴ工艺实现短程硝化的装置，包括顺次连接的厌氧反应器（１）、缺氧反应器（２）、好氧反应器和沉淀反应器（６），厌氧反应器（１）、缺氧反应器（２）内分别设有搅拌装置（７），缺氧反应器（２）出水端通过回流泵（１１）和缺氧至厌氧回流管路（１２）与厌氧反应器（１）的进水端相连接，沉淀反应器（６）的下端通过污泥回流管路（１４）和回流泵（１１）与缺氧反应器（２）进水端相连接； 其特征在于：将好氧反应器分成两个，两个好氧反应器之间设有脱氧反应器（４），缺氧反应器（２）连接第一好氧反应器（３）、第一好氧反应器（３）连接脱氧反应器（４）、脱氧反应器（４）连接第二好氧反应器（５），第二好氧反应器（５）连接沉淀反应器（６），第一好氧反应器（３）和第二好氧反应器（５）内分别设置曝气器（１０），曝气器（１０）通过各自的气体流量控制器（９）与外置的气泵（８）连接，脱氧反应器（４）的出水端通过硝化液回流管路（１３）和回流泵（１１）与缺氧反应器（２）的进水端相连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王淑莹，崔有为，彭永臻，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。