全混式内核反硝化污水处理系统及工艺技术方案

本发明专利技术涉及一种全混式内核反硝化污水处理系统及工艺，其系统包括设置在同一池体内的除磷厌氧区、曝气区和快速澄清区，所述除磷厌氧区出水经过曝气区后进入快速澄清区，所述曝气区内设有曝气装置，曝气区的出水进入快速澄清区进行泥水分离，所述快速澄清区的部分污水回流至除磷厌氧区；曝气区底部的曝气装置形成直径小于1mm的气泡，曝气区溶解氧浓度为0.7‑1.2mg/L。本发明专利技术可以实现内核反硝化，将除碳、脱氮、除磷及沉淀过程综合于一体进行，节约碳源，降低氧的消耗。

Fully mixed core denitrification sewage treatment system and process

【技术实现步骤摘要】
全混式内核反硝化污水处理系统及工艺
本专利技术涉及污水处理领域，更具体地说，涉及一种全混式内核反硝化污水处理系统及工艺。
技术介绍
现代大多污水处理厂处理污水采用的都是传统的活性污泥法进行脱氮除磷，但传统生物脱氮除磷工艺如A/O、A2/O、Bardenpho、UCT、Phoredox都普遍存在一定的局限性，主要体现在以下方面：一是硝化菌属于自养型好氧菌，繁殖速度慢、世代时间较长，而聚磷菌世代时间较短，磷的去除是通过排除剩余污泥实现的，所以为了保证良好的除磷效果，系统必须短泥龄运行，这就使得系统的运行，在脱氮和除磷的泥龄控制上存在矛盾。二是碳源是微生物生长所需最大的营养元素，在脱氮除磷过程中，碳源主要消耗在反硝化、释磷和异养菌正常代谢等方面，而反硝化和释磷的反应速率与进水中碳源水解成有机脂肪酸的数量有关，因此两者对碳源存在竞争关系。三是传统的生物脱氮除磷工艺对于场地面积具有一定要求，大多需要二沉池，且占地面积大；同时，随着现代污水处理厂对出水水质和水量的要求越来越高，常需要针对原处理工艺进行提标改造，如一些旧工业园区，常常用地紧张，限制多，难以开展设计。四是传统工艺采用的基本是大通量的曝气方式，曝气区内的曝气常常不均匀，导致能耗较高。而曝气方式的选择在很大程度上决定了活性污泥中微生物对氧的利用率，从而影响对污水的处理效率。此外，为了取得较好的脱氮效果，传统的生化法必须通过增加碳源，以及好氧区废水回流到缺氧区等措施来实现，提高了处理成本。因此，如何解决传统脱氮除磷工艺面临的问题，研制出既能满足污水深度处理的要求，又符合节能减排、低碳、环保理念是当前污水处理领域研究的一大热点。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种全混式内核反硝化污水处理系统及工艺，可以实现内核反硝化，将除碳、脱氮、除磷及沉淀过程综合于一体进行，节约碳源，降低氧的消耗。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种全混式内核反硝化污水处理系统，包括设置在同一池体内的除磷厌氧区、曝气区和快速澄清区，所述除磷厌氧区出水经过曝气区后进入快速澄清区，所述曝气区内设有曝气装置，曝气区的出水进入快速澄清区进行泥水分离，所述快速澄清区的部分污水回流至除磷厌氧区；曝气区底部的曝气装置形成直径小于1mm的气泡，曝气区溶解氧浓度为0.7-1.2mg/L。本专利技术还提供了一种全混式内核反硝化污水处理工艺，包括以下步骤：S1、待处理的污水进入除磷厌氧区，释放污水中溶氧，随后与快速澄清区回流的污泥混合均匀，在绝对厌氧条件下，嗜磷菌完成释放磷的反应过程；S2、除磷厌氧区内的污水进入曝气区内；S3、曝气区内，污泥与曝气软管产生的气泡发生充分的接触，完成对CODcr、氨氮的降解过程，同时也完成磷的吸收，之后污水经由曝气区出口流至快速澄清区；曝气装置形成直径小于1mm的气泡，曝气区溶解氧浓度控制在0.7-1.2mg/L；曝气区内污泥的菌胶团内部供氧呈梯度分布；S4、污水进入快速澄清区内进行泥水分离。上述方法中，在所述步骤S1中，快速澄清区回流的污泥与进入除磷厌氧区待处理的污水之间的比例为10-20：1。上述方法中，在所述步骤S1中，嗜磷菌以待处理的污水中的BOD5作为碳源。上述方法中，在所述步骤S2中，除磷厌氧区末端过水廊道的空气扩散器释放出空气，过水廊道内污水与曝气区内污水产生密度差，两个区域之间形成一个水平推动流和上升补偿流，污水不断地被推流进入曝气区内，使污水与污泥充分混合接触。上述方法中，在所述步骤S4中，快速澄清区内分离后的部分污泥从沉淀器底部经过提升泵再次抽吸回流至曝气区，剩余污泥直接流到污泥储池中；快速澄清区内的清水由上部的集水槽收集后排出。上述方法中，在所述步骤S3中，曝气区内污泥浓度为6～8g/L。实施本专利技术的全混式内核反硝化污水处理系统及工艺，具有以下有益效果：1、曝气区内的低溶氧使得污水中的NH3-H+在发生硝化反应时，亚硝化反应占据主导位置，同时，由于氧的供应有限，使得污泥菌胶团内部供氧呈梯度分布，在菌胶团—即颗粒污泥内部发生反硝化反应，大部分为亚硝酸盐参与反应，实现了短程硝化，大大降低了反硝化过程碳源的消耗。2、污泥菌胶团周围富集微小气泡，溶解氧由外至内逐渐呈梯度减小，菌胶团由外至内形成好氧区、缺氧区、厌氧区。在微生物作用下，在好氧区和缺氧区完成生物脱氮作用，在厌氧区完成生物除磷作用。在污泥菌胶团的外表面，溶解氧浓度相对较高，等于反应器内混合液的溶解氧浓度；外表面主要以好氧菌和硝化细菌为主，在此发生硝化反应。进入污泥菌胶团内部，氧传递受阻，并且由于污泥菌胶团外部氧的大量消耗，使得在污泥菌胶团内产生缺氧区，此区内反硝化菌占优势，并进行反硝化反应。因此，曝气区内大量菌胶团形成了大量的好氧区、缺氧区、厌氧环境，完成生物脱氮除磷反应。可在一个池体实现同步硝化反硝化。3、本专利技术曝气区采用内核反硝化微生物技术，将硝化控制在亚硝酸盐阶段，能够直接以亚硝态氮为电子受体；整个脱氮过程可以通过短程硝化反硝化过程实现：NH4++1.5O2→NO2-+2H++H2ONO2-+3H(有机电子供体)→1/2N2+H2O+OH-亚硝酸菌世代周期硝酸菌的世代周期短，污泥龄也短,控制在亚硝酸型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，从而可以减小反应器容积，节省基建投资。另一方面，减小在脱氮和除磷的泥龄控制上存在的矛盾。从亚硝酸菌的生物氧化反应可以看到,控制在亚硝化阶段可节省亚硝酸盐氮到硝酸盐氮的耗氧量。此外，从反硝化角度来看，从亚硝酸盐还原到氮气需要的供氢体更少。因此内核反硝化流程短，节约碳源，更能降低氧的消耗。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术全混式内核反硝化污水处理系统的结构示意图；图2是不同溶氧条件下培养的污泥菌胶团对比示意图；图3是中试运行阶段亚硝态氮的积累情况示意图；图4是污泥菌胶团内反应区的分布和DO浓度的变化示意图。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本专利技术的具体实施方式。如图1所示，本专利技术全混式内核反硝化污水处理系统的池体包括除磷厌氧区100、曝气区200、快速澄清区300三大区域。其中，除磷厌氧区和快速澄清区并列设置在生化池的一侧，曝气区设置在池体的另一侧，除磷厌氧区出水经过曝气区后进入快速澄清区，整体构成一个循环式污水处理系统。除磷厌氧区100顶部设置有进水渠道，原水通过进水渠道首先进入配水槽101，在此预反应区释放污水中溶氧，减小进水中溶氧对厌氧区溶氧影响，随后在全混式推流器102作用下与快速澄清区300回流的污水均匀配水，调节均化，稀释进水；进一步的，除磷厌氧区100设置顶盖，严格密封，使污水在此区域内完成释磷的过程。除磷厌氧区100末端设计有过水廊道，污水经过除磷厌氧区100后，采用过水廊道内空气扩散器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全混式内核反硝化污水处理系统，其特征在于，包括设置在同一池体内的除磷厌氧区、曝气区和快速澄清区，所述除磷厌氧区出水经过曝气区后进入快速澄清区，所述曝气区内设有曝气装置，曝气区的出水进入快速澄清区进行泥水分离，所述快速澄清区的部分污水回流至除磷厌氧区；曝气区底部的曝气装置形成直径小于1mm的气泡，曝气区溶解氧浓度为0.7-1.2mg/L。/n

【技术特征摘要】
1.一种全混式内核反硝化污水处理系统，其特征在于，包括设置在同一池体内的除磷厌氧区、曝气区和快速澄清区，所述除磷厌氧区出水经过曝气区后进入快速澄清区，所述曝气区内设有曝气装置，曝气区的出水进入快速澄清区进行泥水分离，所述快速澄清区的部分污水回流至除磷厌氧区；曝气区底部的曝气装置形成直径小于1mm的气泡，曝气区溶解氧浓度为0.7-1.2mg/L。


2.一种全混式内核反硝化污水处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、待处理的污水进入除磷厌氧区，释放污水中溶氧，随后与快速澄清区回流的污泥混合均匀，在绝对厌氧条件下，嗜磷菌完成释放磷的反应过程；
S2、除磷厌氧区内的污水进入曝气区内；
S3、曝气区内，污泥与曝气软管产生的气泡发生充分的接触，完成对CODcr、氨氮的降解过程，同时也完成磷的吸收，之后污水经由曝气区出口流至快速澄清区；曝气装置形成直径小于1mm的气泡，曝气区溶解氧浓度控制在0.7-1.2mg/L；曝气区内污泥的菌胶团内部供氧呈梯度分布；
S4、污水进入快速澄清区内进行泥水分离。


3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：左右，沈瑶，袁鹏飞，马彩凤，周桃红，张立民，
申请(专利权)人：湖北加德科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42