本发明专利技术涉及同步脱氮除磷的生活污水处理工艺，整个工艺反应都是在一个序批式生物反应器内进行，分别经历厌氧期、好氧期、缺氧期、好氧期、静止沉淀、排水闲置期六个阶段，即在（ＡＯ）↓［３］ＳＢＲ工艺的基础上减少了一个厌氧段和一个好氧段，从而有利于培养反硝化聚磷菌，使其成为聚磷菌中的优势菌属，且反硝化聚磷菌在反应中的“一碳两用”进行反硝化吸磷而无需外加碳源，达到了节省碳源目的，减少了一个好氧段，使好氧时间由原来１３０ｍｉｎ降至９０ｍｉｎ，降低能耗约３１％，又由于（ＡＯ）↓［２］ＳＢＲ工艺相对于（ＡＯ）↓［３］ＳＢＲ工艺少了一个（Ａ／Ｏ）交替操作，从而延长了仪器使用寿命，生活污水的ＴＮ、ＴＰ、ＣＯＤ、ＴＯＣ去除效果分别为７８．４７％、９９．５％、８６％、７９．３％，向生活污水中加入部分乙酸钠则氮磷的去除效果都有所提高。
Synchronous (AO) 2SBR domestic sewage treatment process for simultaneous nitrogen and phosphorus removal
The present invention relates to a sewage treatment process of nitrogen and phosphorus removal process, the reaction is in a batch of bioreactor, anaerobic and aerobic period respectively through the period of anoxia, aerobic period, static precipitation, drainage idle period of six stages, namely in the case of Foundation (AO) 3 SBR process reduces a anaerobic zone and an aerobic section, which is conducive to the cultivation of denitrifying phosphorus removing bacteria, make it become dominant PAOs in the genus, and denitrifying phosphorus removal bacteria in the reaction of \dual-use carbon\ for denitrifying phosphorus uptake without carbon source, save the carbon source to reduce an aerobic, aerobic time from 130min to 90min, reduce the energy consumption of about 31%, and the (AO) relative to the lower 2 SBR process (AO): \ 3 less of a SBR process (A / O) alternating operation, thereby prolonging the service life of the instrument, sewage TN, TP, COD and TOC removal efficiency were 78.47%, 99.5%, 86%, 79.3%, to add sodium acetate in sewage is part of nitrogen and phosphorus removal efficiency are improved.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及同步脱氮除磷的生活污水处理工艺。
技术介绍
在污水处理过程中，厌氧/缺氧交替运行条件下，易富集一类兼有反硝化作 用和除磷作用的DPAOs (反硝化聚磷菌)，DPAOs可利用氧气、硝酸盐、亚硝 酸盐作为电子受体，且其基于胞内PHAs和糖原的生物代谢作用与传统的PAOs (聚磷菌)相似。厌氧时，DPAOs吸收挥发性脂肪酸贮存为胞内PHAs (聚羟基 垸酸)，同时胞内聚磷水解释磷和糖原；好氧时大量消耗胞内PHAs快速吸磷并 合成糖原；缺氧脱氮吸磷则是以硝酸盐为电子受体，通过降解胞内PHAs吸收胞 外正磷和进行反硝化脱氮，即同步脱氮除磷。DPAOs以硝酸盐为电子受体反硝 化脱氮除磷时无需外加碳源，可实现"一碳两用"，具有处理费用低、能量消耗 小，污泥产量少等优点。序批式活性污泥法(SBR)具有稳定高效的污水处理能力，近年来，又出现 了 SBR新工艺及其变型工艺，如(A0)3SBR工艺、(A2/0+A/0)的工艺、(A/0/A) SBR工艺和(A/O) SBR工艺等。(A/0/A) SBR工艺和(A/0) SBR工艺对生活水中的TN、 TP的去除效果 较低，需要外加碳源才能增大脱氮除磷的效果，既浪费了能源又浪费了碳源。(A0)3SBR工艺相对成熟，脱氮除磷效果较好，其运行方式为厌氧/好氧/缺 氧/好氧/缺氧/好氧(A/0/A/0/AO)，对生活污水中的总氮(TN)、总磷(TP)、化学耗氧量(COD)的去除效果分别为75°/。、 99.5%、 85°/。。然而(A0)3SBR工艺 由于好氧次数多且好氧时间相对较长而消耗了较多的能源，厌氧和好氧交替次 数多又使得仪器的使用寿命大为縮短。(A2/0+A/0)的工艺相对于(AO) 3SBR工艺来说，有两个较长的好氧段 且需要外加碳源既浪费了能源又浪费了碳源，增大了污水处理成本，此外虽然 提高了反硝化除磷的比例但是由于反应不彻底导致整体的脱氮除磷效果较低。自1999年以来，我国生活污水排放量超过了工业废水排放量，而城市污水 处理率依然很低。因此，随着环保要求越来越高，污水脱氮除磷工艺成为水污 染控制中的热点，开发出能源消耗少、处理费用低、氮磷去除效果好的新工艺 就显得尤为重要和紧迫。
技术实现思路
本专利技术为了解决(A0)3SBR工艺中由于好氧次数多且好氧时间相对较长而消 耗了较多的能源，厌氧和好氧交替次数多又使得仪器的使用寿命大为縮短的缺 点问题，开发了能耗少、处理费用大大降低且脱氮除磷效果稳定高效的新工艺， 即(AO)2SBR工艺。本专利技术的技术方案一种同步脱氮除磷的(AO)2SBR生活污水工艺，包括如下步骤 (1)反硝化聚磷菌菌种驯化接种污泥取自上海市长桥水质净化厂，以人工配水为进水驯化取来的接种污 泥的步骤①在序批式生物反应器中以人工配水驯化接种污泥，接种污泥量为序批 式生物反应器容器容积的33%,所用的人工配水水质指标为COD300mg/L， NH4+-N30mg/L， TP8.0mg/L;② 以厌氧2h、好氧4h的运行方式培养两个月以富集聚磷菌(PAOs);③ 然后在厌氧期、好氧期间插入一段缺氧期并逐渐延长缺氧期的时间来 促进反硝化聚磷菌的生长，经验证在厌氧1.5h/好氧l.Oh/缺氧3.0h/ 好氧0.5h的运行方式下反硝化聚磷菌生长最好；在该驯化方式培养两 个月，培养反硝化聚磷菌(DPAOs)使DPAOs成为PAOs (聚磷菌) 中的优势菌属。(2) 生活污水的预处理预处理步骤为泵入的生活污水分别经过粗格栅、细格栅去除漂浮物，再经过初沉池沉降泥沙。(3) 生活污水脱氮除磷处理在序批式反应器中，将步骤(1)中预先经驯化好的菌种与步骤(2) 中预处理过的生活污水以1 : 2的体积比稀释，进水水质指标均值为 COD248.7mg/L， NH4+-N 32mg/L， TN39.2 mg/L ，TP 3.8mg/L，并调整反 应器中生活污水在DO2.0 3.0mg/L(好氧期)，HRT约为7h，SRT-12 15d 的条件下，分别经历厌氧期、好氧期、缺氧期、好氧期、沉淀排水、闲置期六个阶段① 在厌氧期控制周期在1.5h，搅拌速度为100r/m，制DO在《0. 2 mg/L， 污泥中的经驯化的微生物利用水中的有机物合成内碳源并水解体内的 聚磷而向水中释放大量的磷；② 好氧期控制周期在1.0h，以100r/m的速率一边搅拌一边曝气，控制 DO为2.0 3.0 mg/L，在好氧段聚磷菌大量消耗内碳源并以02为电子受体进行好氧吸磷，同时对氨氮进行硝化，使之转化为硝态氮和亚硝 态氮；③ 缺氧期控制周期在3.0h， DO在《0.2mg/L，以硝态氮和亚硝态氮为 电子受体继续利用内碳源进行反硝化吸磷；④ 好氧期控制周期在0.5h， DO在2.0mg/L 3.0mg/L，把亚硝态氮 氧化为硝态氮，防止亚硝态氮对水体产生污染，好氧末排泥，控制泥 龄(SRT)在12 ~ 15d，污泥浓度(MLSS)在3000 ~ 4000mg/L;⑤ 沉淀排水好氧后的泥水混合物静置沉淀，控制周期在lh;⑥ 闲置期排出上清液后进入闲置期，控制周期在lh，残留的污泥和 水保留在序批式生物反应器内的进入下一周期。由于生活污水成分复杂，有机物含量少且难降解，因而COD利用率降低导 致厌氧阶段释磷量大大减少，硝化效果虽然比较好，但是由于合成的内碳源较 少，硝化得到的硝态氮和亚硝态氮无法完全被去除，因而除氮的效果略低，若 向生活污水中加入部分乙酸钠则氮磷的去除效果升高了许多。本专利技术的技术效果通过本专利技术的工艺结果发现，厌氧/好氧/缺氧/好氧的运行方式更有利于培 养反硝化聚磷菌，使其成为聚磷菌中的优势菌属(77.3%)，而反硝化聚磷菌在 反应中的"一碳两用"进行反硝化吸磷而无需外加碳源的机理，达到了节省碳 源目的；减少了一个好氧操作，使好氧时间由原来的130min降至90min，降低 能耗约31%; (AO)2SBR工艺相对于(A0)3SBR工艺减少了一个(A/O)交替操 作，从而延长了仪器的使用寿命。本专利技术的(AO)2SBR同步脱氮除磷的工艺，该工艺一天运行三个周期，每周期8h，最终运行方式是厌氧/好氧/缺氧/好氧/静止沉淀/排水闲置，在DO=2.0~3.0mg/L (好氧期)，HRT=20h， SRT-12 15d的条件下对氮、磷处理效 果最佳。使用该工艺无需外加碳源的情况下对生活污水的TN、 TP、 COD、 TOC 去除效果分别为78.47%、 99.5%、 86%、 79.3%。若向生活污水中加入部分乙酸 钠(COD=350mg/L)后则氮磷的去除效果都有所提高，其中氮的去除率提高了 20.23%,磷的去除率提高了0.47%。 附图说明图1， (AO) 2SBR工艺流程示意图图2，生活废水一个周期内1^+-:^、 N02—-N 、 N03_-N、 TP浓度变化曲线 图3，生活废水一个周期内TC、 TOC、 TIC、 COD浓度变化曲线具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术进一步阐述。 实施例一、 实验水质序批式反应器采用生活污水作为进水，进水水质指标均值如下COD 248.7mg/L， NH4+-N 32mg/L， TN39.2 mg/L ,TP 3.8mg/L。二、 实验测试试验中本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种同步脱氮除磷的（ＡＯ）↓［２］ＳＢＲ生活污水工艺，其特征在于包括如下步骤： （１）反硝化聚磷菌菌种驯化 ①在序批式生物反应器中以人工配水驯化接种污泥，接种污泥量为序批式生物反应器容器容积的３３％，所用的人工配水水质指标为：Ｃ ＯＤ３００ｍｇ／Ｌ，ＮＨ↓［４］↑［＋］－Ｎ３０ｍｇ／Ｌ，ＴＰ８．０ｍｇ／Ｌ； ②以厌氧２ｈ、好氧４ｈ的运行方式培养两个月以富集聚磷菌； ③以厌氧１．５ｈ／好氧１．０ｈ／缺氧３．０ｈ／好氧０．５ｈ条件下运行两个月，培养反硝化聚磷 菌使其成为聚磷菌中的优势菌属； （２）生活污水的预处理 ①待处理的生活污水分别经过粗格栅、细格栅去除污水中的漂浮物； ②经过初沉池去除部分泥沙； （３）生活污水脱氮除磷处理 在序批式反应器中，将步骤（１）中预先 经驯化好的菌种与步骤（２）中预处理过的生活污水以１∶２的体积比混合，进水水质指标均值为ＣＯＤ ２４８．７ｍｇ／Ｌ，ＮＨ↓［４］↑［＋］－Ｎ３２ｍｇ／Ｌ，ＴＮ３９．２ｍｇ／Ｌ，ＴＰ３．８ｍｇ／Ｌ，分别经历厌氧期、好氧期（ＤＯ＝２．０～３．０ ｍｇ／Ｌ）、缺氧期、好氧期、沉淀排水、闲置期六个阶段： ①在厌氧期：控制周期在１．５ｈ，搅拌速度为１００ｒ／ｍ，ＤＯ≤０．２ｍｇ／Ｌ，污泥中的经驯化的微生物利用水中的有机物合成内碳源并水解体内的聚磷而向水中释放大量的磷； ②好氧 期：控制周期在１．０ｈ，以１００ｒ／ｍ的速率一边搅拌一边曝气，控制ＤＯ约为２．５ｍｇ／Ｌ，聚磷菌大量消耗内碳源并以Ｏ↓［２］为电子受体进行好氧吸磷，同时对氨氮进行硝化，使之转化为硝态氮和亚硝态氮； ③缺氧期：控制周期在３．０ｈ，搅拌速 度为１００ｒ／ｍ，控制ＤＯ≤０．２ｍｇ／Ｌ，以硝态氮和亚硝态氮为电子受体继续利用内碳源进行反硝化吸磷； ④好氧期：控制周期在０．５ｈ，搅拌速度为１００ｒ／ｍ，ＤＯ在２．０ｍｇ／Ｌ～３．０ｍｇ／Ｌ，把亚硝态氮氧化为硝态氮，防止亚硝态氮对 水体产生污染，好氧末排泥，控制泥龄（ＳＲＴ）在１２～１５ｄ，污泥浓度（ＭＬＳＳ）在３０００～４０００ｍｇ／Ｌ； ⑤沉淀排水：好氧后的泥水混合物静置沉淀，控制周期在１ｈ； ⑥闲置期：排出上清液后进入闲置期，控制周期在１ｈ，残留的污 泥和水保留在序批式生物反应器内的进入下一周期。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王罗春，张超，徐伟锋，刘克家，
申请(专利权)人：上海电力学院，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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