一种提高污水处理厂自我循环的新工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种提高污水处理厂自我循环的新工艺。本发明专利技术属于环保技术领域，具体涉及利用一种新兴的反应(DAMO反应)添加到传统的污水处理厂系统中，通过改进污水处理厂的反应单元组成，主要目的是提高含氮废水去除效率的同时消化利用污泥厌氧消化产生的CH4等温室气体以及消化液中硝酸盐和亚硝酸盐，从而在提高废水处理的效率同时减少污水处理厂对环境带来的二次污染。具体包括：污水首先通过主流反应系统：A2/O生物反应池—沉降池—出水，污泥进入硝化系统，硝化系统中进行消化，上清液进入侧流硝化反应池—DAMO反应池—回流到主流生物系统。本发明专利技术在普通工艺基础上，通过工艺改进形成一种新的氮磷分离去除工艺，从而对解决污水处理过程中缺碳和二次污染的问题提供一定帮助，对我国生活污水的处理和污泥资源化，具有重要的环境生态意义。

A New Technology for Improving Self-circulation of Sewage Treatment Plant

The invention discloses a new process for improving the self-circulation of a sewage treatment plant. The invention belongs to the field of environmental protection technology, in particular relates to adding a new reaction (DAMO reaction) to the traditional sewage treatment plant system. By improving the composition of the reaction unit of the sewage treatment plant, the main purpose of the invention is to improve the removal efficiency of nitrogen-containing wastewater and digest greenhouse gases such as CH4 produced by anaerobic digestion of sludge, nitrate and nitrite in digestive liquid at the same time. Improve the efficiency of wastewater treatment and reduce the secondary pollution of wastewater treatment plant to the environment. Specifically, sewage first passes through the mainstream reaction system: A2/O biological reaction tank-settling tank-effluent, sludge enters the nitrification system, sludge digests in the nitrification system, supernatant enters the side-flow nitrification reaction tank-DAMO reaction tank-reflux to the mainstream biological system. On the basis of common technology, the invention forms a new nitrogen and phosphorus separation and removal process through process improvement, thus providing certain help to solve the problems of carbon shortage and secondary pollution in sewage treatment process, and has important environmental and ecological significance for domestic sewage treatment and sludge recycling in China.

【技术实现步骤摘要】
一种提高污水处理厂自我循环的新工艺
本专利技术主要涉及到环保
，具体使能够提高含氮废水去除效率的同时消化利用污泥厌氧消化产生的CH4等温室气体以及消化液中硝酸盐和亚硝酸盐，从而在提高废水处理的效率同时减少污水处理厂对环境带来的二次污染。技术背景污水处理厂的建设是目前城市废水处理的主要结构和处理系统，活性污泥法由于其具有处理污水成本低，出水水质好，因此传统的活性污泥法是我国污水处理中最早应用，也是应用最广泛的的污水处理工艺。但是随着我国城市化的不断提高，水污染也在不断加重，而为了不断提高生活质量，水污染的排放标准也越来越严格。并且随着城市水资源的进一步短缺，城市污水处理厂也面临着许多问题，例如，整体处理效率不高，氮磷的去除率较低，污泥处置效果差，污泥资源回收利用率低等。针对这些问题我们应该采取积极的研究对策和措施，促进污水处理行业向更好的方向发展。研究表明，我国污水处理的工艺流程主要包括以下几个基本单元：污水首先通过栏栅，去取废水中较大的悬浮物质；之后废水进入沉砂池，目的是去除废水中沙粒和一些颗粒无机物。经过沉砂池的废水进入废水处理的主要单元，即生物处理单元，在此单元中污水中的有机物经过曝气作用通过微生物的氧化分解作用转化为无机物，污水中的有机污染物得到降解、去除的同时污水得到净化，由于此单元主要是利用微生物的净化作用，所以为了保证微生物的活性需要一定的营养物质来维持微生物的。经过处理的污水通过二沉池进行出水排放，同时由于微生物处理的过程中，会产生大量的剩余污泥，目前污水处理厂中的污泥大部分通过厌氧消化进行污泥的处理和处置，但是在污泥处理的过程中会产生大量的污泥消化液同时会产生大量的CH4和N2O等温室气体，对环境造成二次污染。为了解决上述污水处理厂所面临的问题减少污水处理过程中对环境造成的二次污染，目前国际上对生物处理工艺进行的不同方面的改良工艺，目前主要的改良工艺主要包括以下几种：1，倒置A2O工艺，该工艺主要是将缺氧区放在首段，在缺氧段中有机物不会被生物利用，为反硝化反应提供了充足的碳源，提高污水的脱氮能力，污水进入到好氧阶段，在聚磷菌的作用下达到污水处理系统中除磷的目的，此工艺由于简单管理方便在国内外广泛应用；2，短程反硝化工艺，该工艺使劲反硝化反应控制在亚硝酸盐阶段，不进行亚硝酸盐向硝酸盐的转化，直接进行反硝化过程，相对于传统的硝化反硝化过程来说，该工艺可以节省部分氧气消化和糖原，同时也可以降低污泥含量；3，厌氧氨氧化技术，该反应过程是在厌氧条件下直接利用NH4+中电子，将NH4+转化为N2，该工艺的主要优点在于产泥量比较少。虽然不同的工艺对污水处理工艺进行了改进，在一定程度上可以促进污水处理厂运行，为了保证出水水质达到国家更为严格的标准，找到适合自身发展的模式，需要更有创新性的污水处理模式。近几年来，研究者发现在厌氧条件下，甲烷厌氧氧化成二氧化碳的同时可以利用硝酸盐和亚硝酸盐为电子受体，使之还原成氮气。发现在含有高浓度NO2-/NO3-的受污染地下水中可以进行甲烷厌氧氧化，之后Islas-Lima等给出了证明DAMO存在的直接证据，他们在缺氧的条件下将甲烷气体通入以反硝化污泥为种泥的人工合成含NO2-/NO3-的废水中，经过长期运行后NO2-/NO3-和甲烷都可以有效获得去除，而未接入甲烷气体的对照组中则没有NO2-/NO3-的去除甲烷厌氧氧化耦合反硝化技术的发现对目前噬待解决的含氮废水问题提供了又一思路。本专利技术在普通的生物处理工艺的基础上结合甲烷厌氧氧化耦合反硝化技术，主要是利用甲烷厌氧氧化反硝化反应的特点，在缺碳条件下提高废水脱氮效率，同时利用厌氧消化产生的甲烷进行甲烷厌氧氧化反硝化反应，降低甲烷的释放，减少二次污染，对于实现污水处理厂的自循环提供一定研究思路。对我国生活污水的处理，以及现在污水处理厂中资源再利用，具有重要的环境生态意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供利用甲烷厌氧氧化耦合反硝化(DAMO)技术，参与到传统的生物处理工艺中从而可以实现一种低碳源条件下高脱氮效率同时减少污水处理厂带来的二次污染的新工艺。本专利技术主要提出是在传统污水处理工艺中结合DAMO反应过程来运行污水处理厂的运行，在提高污水碳源的同时减少污水处理厂对环境造成的二次污染。主要的处理单元有以下装置组成(见图1)，包括：传统生物反应池3，沉降池6，消化反应系统13，亚硝化反应系统18，DAMO反应池21以及进水阀2、4、14、19、22，进水管1、5、15、20、23，出水阀7，出水管8，排泥阀10,12，排泥管9，11，气体排出阀16，气体运输管17。本专利技术在主要目的是利用污泥消化上清液中大量的有机物质循环到主流生物反应系统中来补充主流反应的碳源，同时在侧流反应系统中添加了一个亚硝化反应池和一个DAMO反应池，这两个反应系统主要是为了消除消化液中NH4+、NO3-和NO2-，避免在回流液中氮的浓度过高，同时DAMO反应池还可以利用厌氧消化过程中产生的甲烷，减少了污水处理过程中产生的甲烷，避免了对环境造成的二次污染。本专利技术的技术方案之一是，该技术工艺流程从前到后由如下10个阶段组成：(1)、打开进水阀2，污水通过进水管1在反应器3中进行传统的生物脱氮处理反应，时间为5-6h；(2)、随后打开进水阀4，生物处理之后的泥水混合物通过进水管5进入沉降池6，进水完毕后关闭进水阀4，进行污泥的沉降，沉降时间为2h；(3)、在沉降池中沉降之后，打开出水阀7，上清液通过出水管8排放，排放完毕后关闭出水阀7，排放时间为0.5-1h；(4)、随后打开排泥阀10，在沉降池6中的污泥通过排泥管9，排放到消化反应池13，关闭排泥阀10，进行污泥资源化处理，消化时间为4-5h；(5)、打开排泥阀12，把未完全消化的污泥通过排泥管11，进行污泥处理和处置；(6)、打开侧流进水阀14，部分消化污泥产生的上清液通过进水管15，关闭进水阀14，上清液在侧流硝化反应池18进行硝化反应，反应时间为5-6h；(7)、打开侧流进水阀19，消化完成的上清液通过进水管20，进入DAMO反应池21，关闭进水阀19，进行甲烷厌氧氧化耦合反硝化反应，反应时间为5-6h；(8)、打开侧流进水阀19，消化完成的上清液通过进水管20，进入DAMO反应池21，关闭进水阀19；(9)、打开气体排出阀16，厌氧消化产生的甲烷，通过气体运输管17，进入DAMO反应池21，关闭气体排出阀16，进行甲烷厌氧氧化耦合反硝化反应，反应时间为5-6h；(10)、打开侧流进水阀22，消化完成的上清液通过进水管23，关闭进水阀22，进入主流反应系统，通过(1)操作，进行进一步的生物脱氮；本专利技术的技术方案之二：本专利技术主流反应系统主要采用的是传统的A2/O工艺，主要的组成包括(见图2)：进水阀1，进水管2，出水阀4，出水管5，生物反应池6，搅拌装置3，曝气装置7，氧气流量控制器8，空气压缩机9。该反应主要的反应阶段有6阶段完成：(1)、打开反应器6的进水阀1，污水从进水管2进入反应器主体装置3，待进水完毕后，关闭进水阀1；(2)、进水完毕后，打开搅拌装置3使反应器中泥水充分混合，搅拌转速为1000-1200r·min-1，缺氧搅拌时间为60-80min；(3)、缺氧结束后，调整本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.本专利技术主要提出是在传统污水处理工艺中结合DAMO反应过程来运行污水处理厂的运行，在提高污水碳源的同时减少污水处理厂对环境造成的二次污染。主要的处理单元有以下装置组成(见图1)，包括：传统生物反应池3，沉降池6，消化反应系统13，亚硝化反应系统18，DAMO反应池21以及进水阀2、4、14、19、22，进水管1、5、15、20、23，出水阀7，出水管8，排泥阀10,12，排泥管9，11，气体排出阀16，气体运输管17。该技术工艺流程从前到后由如下10个阶段组成：(1)、打开进水阀2，污水通过进水管1在反应器3中进行传统的生物脱氮处理反应，时间为5‑6h；(2)、随后打开进水阀4，生物处理之后的泥水混合物通过进水管5进入沉降池6，进水完毕后关闭进水阀4，进行污泥的沉降，沉降时间为2h；(3)、在沉降池中沉降之后，打开出水阀7，上清液通过出水管8排放，排放完毕后关闭出水阀7，排放时间为0.5‑1h；(4)、随后打开排泥阀10，在沉降池6中的污泥通过排泥管9，排放到消化反应池13，关闭排泥阀10，进行污泥资源化处理，消化时间为4‑5h；(5)、打开排泥阀12，把未完全消化的污泥通过排泥管11，进行污泥处理和处置；(6)、打开侧流进水阀14，部分消化污泥产生的上清液通过进水管15，关闭进水阀14，上清液在侧流硝化反应池18进行硝化反应，反应时间为5‑6h；(7)、打开侧流进水阀19，消化完成的上清液通过进水管20，进入DAMO反应池21，关闭进水阀19，进行甲烷厌氧氧化耦合反硝化反应，反应时间为5‑6h；(8)、打开侧流进水阀19，消化完成的上清液通过进水管20，进入DAMO反应池21，关闭进水阀19；(9)、打开气体排出阀16，厌氧消化产生的甲烷，通过气体运输管17，进入DAMO反应池21，关闭气体排出阀16，进行甲烷厌氧氧化耦合反硝化反应，反应时间为5‑6h；(10)、打开侧流进水阀22，消化完成的上清液通过进水管23，关闭进水阀22，进入主流反应系统，通过(1)操作，进行进一步的生物脱氮。...

【技术特征摘要】
1.本发明主要提出是在传统污水处理工艺中结合DAMO反应过程来运行污水处理厂的运行，在提高污水碳源的同时减少污水处理厂对环境造成的二次污染。主要的处理单元有以下装置组成(见图1)，包括：传统生物反应池3，沉降池6，消化反应系统13，亚硝化反应系统18，DAMO反应池21以及进水阀2、4、14、19、22，进水管1、5、15、20、23，出水阀7，出水管8，排泥阀10,12，排泥管9，11，气体排出阀16，气体运输管17。该技术工艺流程从前到后由如下10个阶段组成：(1)、打开进水阀2，污水通过进水管1在反应器3中进行传统的生物脱氮处理反应，时间为5-6h；(2)、随后打开进水阀4，生物处理之后的泥水混合物通过进水管5进入沉降池6，进水完毕后关闭进水阀4，进行污泥的沉降，沉降时间为2h；(3)、在沉降池中沉降之后，打开出水阀7，上清液通过出水管8排放，排放完毕后关闭出水阀7，排放时间为0.5-1h；(4)、随后打开排泥阀10，在沉降池6中的污泥通过排泥管9，排放到消化反应池13，关闭排泥阀10，进行污泥资源化处理，消化时间为4-5h；(5)、打开排泥阀12，把未完全消化的污泥通过排泥管11，进行污泥处理和处置；(6)、打开侧流进水阀14，部分消化污泥产生的上清液通过进水管15，关闭进水阀14，上清液在侧流硝化反应池18进行硝化反应，反应时间为5-6h；(7)、打开侧流进水阀19，消化完成的上清液通过进水管20，进入DAMO反应池21，关闭进水阀19，进行甲烷厌氧氧化耦合反硝化反应，反应时间为5-6h；(8)、打开侧流进水阀19，消化完成的上清液通过进水管20，进入DAMO反应池21，关闭进水阀19；(9)、打开气体排出阀16，厌氧消化产生的甲烷，通过气体运输管17，进入DAMO反应池21，关闭气体排出阀16，进行甲烷厌氧氧化耦合反硝化反应，反应时间为5-6h；(10)、打开侧流进水阀22，消化完成的上清液通过进水管23，关闭进水阀22，进入主流反应系统，通过(1)操作，进行进一步的生物脱氮。2.本发明主流反应系统主要采用的是传统的A2/O工艺，主要的组成包括(见图2)：进水阀1，进水管2，出水阀4，出水管5，生物反应池6，搅拌装置3，曝气装置7，氧气流量控制器8，空气压缩机9。该反应主要的反应阶段有6阶段完成：(1)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王亚利，王冬波，陈飞，李小明，曾光明，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43