基于A-B法利用污泥发酵强化主流厌氧氨氧化实现碳氮磷同步去除的方法与装置制造方法及图纸

基于A

【技术实现步骤摘要】
基于A
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B法利用污泥发酵强化主流厌氧氨氧化实现碳氮磷同步去除的方法与装置


[0001]本专利技术涉及一种基于吸附
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降解(A
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B)法利用污泥发酵强化主流厌氧氨氧化实现碳氮磷同步去除的方法与装置，属于城镇污水处理与污泥生化处理领域。本方法适用于低C/N城市生活污水的强化脱氮除磷。

技术介绍

[0002]在我国，随着经济的发展、城市化不断推进以及人们生活水平的提高，生活用水量不断增大，我国水资源匮乏愈发严重，与此同时大量的污染物排入江湖海河造成了严重的水污染，其中氮磷元素造成的水体富营养化严重情况尤其突出，解决城镇污水脱氮除磷问题具有重大意义，同时，污水处理厂产生的大量剩余污泥如何让处理处置也是一大难题
[0003]生物脱氮除磷技术广泛应用于各大、小型城镇污水处理厂。传统的硝化反硝化工艺过程中曝气能耗过高，而且在反硝化中需投加外碳源，这也增加了污水处理的运行费用，弊端日益显著。厌氧氨氧化工艺是近年来备受关注的自养脱氮工艺，不仅节省外加碳源和曝气能耗，还减少污泥产量。短程硝化耦合厌氧氨氧化工艺在处理高氨氮废水中得到了广泛应用，但在处理实际生活污水时一直存在一些瓶颈，如系统难以稳定维持。
[0004]在城市生活污水主流厌氧氨氧化研究中，吸附
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降解(A
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B)工艺备受关注，A段为强化生物除磷系统(EBPR)或高负荷活性污泥系统(HRAS)等，进行有机物和磷的去除，氨氮在此阶段不受影响，在B段基于厌氧氨氧化的工艺进行生物脱氮。此工艺在A段充分利用原水碳源，避免了有机物对B段的厌氧氨氧化菌的不利影响，在污水处理的同时还能实现能源回收再利用。
[0005]在A
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B工艺中不免会产生剩余污泥，在污水处理中，近1/3的有机物会转化成污泥，剩余污泥厌氧发酵会产生大量短链脂肪酸，可作为生物脱氮的优质碳源，也能达到污泥减量的效果。在先前研究中，有研究人员将污泥发酵液投加到生物脱氮系统中，发现污泥发酵液对AOB和NOB的抑制效果不同(对NOB抑制更强)，成功实现了短程硝化获得了较高的亚硝积累率，因此投加污泥发酵液是一种有效实现短程硝化并为厌氧氨氧化提供底物的工程策略。若将A段的剩余污泥发酵液投加到B段，可利用污泥发酵液的上述特性来实现短程硝化并与厌氧氨氧化耦合，此外污泥发酵液中的优质碳源可为反硝化提供底物。
[0006]因城市生活污水碳源不足、剩余污泥产量较大且处理成本较高等问题，本方法基于A
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B法利用污泥发酵强化主流厌氧氨氧化实现碳氮磷同步去除，利用了系统自身产生的剩余污泥，其优点在于不仅降低了运行费用、实现了污泥减量化，还大大提高了脱氮除磷效率。

技术实现思路

[0007]针对污水处理存在的问题和现有技术的不足，本专利技术提出了一种基于吸附
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降解(A
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B)法利用污泥发酵强化主流厌氧氨氧化实现碳氮磷同步去除的方法与装置。A段进行强
化生物除磷，其中在厌氧段污水中的碳源储存在胞内并释放磷酸盐，好氧段过量吸收磷酸盐，最终产生的剩余污泥进行污泥碱性发酵，发酵得到的污泥发酵产物经过离心和磷回收处理后得到发酵液，与A段的出水共同泵入B段，发酵液使NOB受到抑制，有利于好氧段生成亚硝态氮，在缺氧段亚硝态氮与进水中的氨氮为厌氧氨氧化提供底物。厌氧氨氧化会生成部分硝态氮，此时可利用污泥发酵液中的优质碳源进行反硝化将其还原为氮气。通过上述过程达到深度脱氮除磷的目的。
[0008]本方案通过以下技术方案来实现
[0009](Ⅰ)第一SBR的启动：第一SBR(1)中接种全程硝化污泥，进水为城市生活污水，以厌氧/好氧的运行方式驯化聚磷菌，厌氧搅拌30
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60min后进行曝气，控制好氧时间45
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90min，通过第一DO探头(1.4)实时在线监控DO浓度，将DO维持在0.5
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3.0mg/L，在有机物的氧化和磷吸收反应结束，硝化反应开始前停止曝气，并采用较短的SRT(5
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15天)，逐渐淘洗硝化细菌，使异养菌和聚磷菌占优势。当出水COD小于70mg/L，总磷小于0.5mg/L时，完成第一SBR中EBPR的启动。
[0010](Ⅱ)第二SBR的启动：第二SBR(2)是半连续反应器，接种污泥为第一SBR(1)除有机物除磷后的剩余污泥，全程进行厌氧搅拌，温度控制在30
±
2℃，污泥停留时间为10
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20天，控制pH为9
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10，每天排出污泥发酵产物，并加入新鲜的等体积剩余污泥。
[0011](Ⅲ)第三SBR的启动：第三SBR(3)中接种全程硝化污泥，通过第二蠕动泵(1.13)将第一SBR出水(1)从中间水箱(1.12)泵入第三SBR(3)，设定进水量为反应器有效容积的50％，排水比为50％。每天运行2
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3个周期，每个周期包括进水，曝气，缺氧搅拌，沉淀，排水和闲置。曝气阶段通过第三DO探头(3.3)实时监测DO，维持DO在0.5
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1.0mg/L。当好氧末亚硝积累率达80％以上，氨氮与亚硝的质量浓度之比在1:1
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1:1.4，出水硝态氮浓度小于2mg/L时，完成第三SBR(3)中短程硝化的启动。。
[0012](Ⅳ)短程硝化启动完成后，对第三SBR(3)接种厌氧氨氧化颗粒污泥，将发酵液储存罐(3.13)中的发酵液泵入第三SBR(3)，污泥发酵液的体积是进水体积的1/20。每周期依次进行进水，曝气，缺氧搅拌，沉淀，排水和闲置。排水比为50％，控制絮体污泥的污泥龄在20
‑
50天。当出水总氮小于15mg/L时，第三SBR(3)启动完成。
[0013](
Ⅴ
)以下为第二SBR(2)和第三SBR(3)的具体运行模式：
[0014]①
第二SBR(2)接种污泥为第一SBR(1)除有机物除磷后的剩余污泥，全程进行厌氧搅拌，温度控制在30
±
2℃，污泥停留时间为10
‑
20天，控制pH为9
‑
10，每天排出污泥发酵产物。
[0015]②
污泥发酵产物在离心机中经过离心后得到发酵上清液，并向其中投加MgCl2·
6H2O和KH2PO4进行磷回收处理，使混合液中Mg：N摩尔比为1.5
‑
2.0，P：N摩尔比为1.0
‑
1.3，机械搅拌后以沉淀形式回收磷酸盐并取上清液置于发酵液储存罐(3.13)。
[0016]③
每天将等体积的新鲜第一SBR(1)剩余污泥投入第二SBR(2)。
[0017]④
第三SBR(3)每周期进水和进污泥发酵液的总量为有效容积的50％，中间水箱(1.12)中的EBPR出水通过第二蠕动泵(1.13)泵入第三SBR(3)，污泥发酵液通过第四蠕动泵(3.1)泵入第三SBR本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于A
‑
B法利用污泥发酵强化主流厌氧氨氧化实现碳氮磷同步去除的装置，其特征在于：该装置包括城市污水原水水箱(1.1)通过第一蠕动泵(1.2)进入第一SBR(1)；第一SBR中设有第一搅拌器(1.3)，第一DO探头(1.4)，第一pH探头(1.5)，第一溢流口(1.6)，第一排泥口(1.7)，第一排水口(1.8)，第一SBR(1)底部设有第一曝气头(1.9)，第一气泵(1.10)连接该曝气头(1.9)，并通过第一气体流量计(1.11)控制该曝气量，第一SBR(1)出水进入中间水箱(1.12)，通过第二蠕动泵(1.13)泵入第三SBR(3)，剩余污泥通过第一排泥口(1.7)进入储泥罐(1.14)，污泥通过第三蠕动泵(2.1)泵入第二SBR(2)，第二SBR(2)中安装第二搅拌器(2.2)，第二DO探头(2.3)，第二pH探头(2.4)，温度控制器(2.5)，第二溢流口(2.6)，第二放空口(2.7)，第二SBR(2)密封并且外部缠有加热带，通过温度控制器(2.5)控制温度，污泥发酵产物经离心后进行磷回收处理，取上清液置于发酵液储存罐(3.13)，发酵液储存罐(3.13)通过第四蠕动泵(3.1)与第三SBR(3)连接；第三SBR(3)中设有第三搅拌器(3.2)，第三DO探头(3.3)，第三pH探头(3.4)，第三溢流口(3.5)，第三放空口(3.6)，第三排水口(3.7)，底部设有第二曝气头(3.8)，第二气泵(3.9)连接该曝气头，并通过第二气体流量计(3.10)控制该曝气量；第三SBR(3)出水进入出水水箱(3.11)，排出的污泥进入排泥桶(3.12)。2.应用如权利要求1所述装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：(Ⅰ)第一SBR的启动：第一SBR(1)中接种全程硝化污泥，进水为城市生活污水，以厌氧/好氧的运行方式驯化聚磷菌，厌氧搅拌30
‑
60min后进行曝气，控制好氧时间45
‑
90min，通过第一DO探头(1.4)实时在线监控DO浓度，将DO浓度维持在0.5
‑
3.0mg/L，在有机物的氧化和磷吸收反应结束，硝化反应开始前停止曝气，并采用较短的SRT(5
‑
15天)，逐渐淘洗硝化细菌，使异养菌和聚磷菌占优势；当出水COD小于70mg/L，总磷的小于0.5mg/L时，完成第一SBR中EBPR的启动；(Ⅱ)第二SBR的启动：第二SBR(2)是半连续反应器，接种污泥为第一SBR(1)除有机物除磷后的剩余污泥，全程进行厌氧搅拌，温度控制在30
±
2℃，污泥停留时间为10
‑
20天，控制pH为9
‑
10，每天排出污泥发酵产物，并加入新鲜的等体积剩余污泥；(Ⅲ)第三SBR的启动：第三SBR(3)中接种全程硝化污泥，通过第二蠕动泵(1.13)将第一SBR(1)出水从中间水箱(1.12)泵入第三SBR(3)，设...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭永臻，段晨雪，李家麟，冯婉仪，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：