基于液体单向流动的升流式好氧/缺氧系统强化城市污水脱氮同步污泥减量的装置和方法制造方法及图纸

基于液体单向流动的升流式好氧/缺氧系统强化城市污水脱氮同步污泥减量的装置和方法，属于污水污泥生物处理领域。本发明专利技术首次将好氧区和缺氧区耦合于同一升流式系统。该方法采用连续进水模式，城市污水首先进入自养

【技术实现步骤摘要】
基于液体单向流动的升流式好氧/缺氧系统强化城市污水脱氮同步污泥减量的装置和方法


[0001]本专利技术涉及一种基于液体单向流动的升流式好氧/缺氧系统强化城市污水脱氮同步污泥减量的装置和方法，属于污水生物脱氮和污泥减量


技术介绍

[0002]随着人民生活水平的不断提高以及对生存环境质量要求的增加，我国污水处理量逐渐提高且污水排放标准日趋严格，特别是对氮、磷控制要求加强以遏制富营养化现象的发生。而我国实际城市污水C/N较低，难以满足深度脱氮的需求，采用传统的生物脱氮工艺需要外加大量的碳源(葡萄糖、乙酸等)，一方面增加运行成本，另一方面增加剩余污泥产量。与此同时，污泥减量化和资源化是污水处理过程中的重要环节。传统的污泥处理方式不仅耗资巨大且对环境产生二次污染，同时也会造成污泥中含有的蛋白质、多糖等有机资源的浪费。
[0003]近年来，厌氧氨氧化因其无需曝气、无需添加碳源、污泥产量低、氮去除负荷高等优势，被认为是最经济高效的生物脱氮工艺。作为其重要底物的亚硝酸盐来源问题是该工艺的研究热点，短程硝化和短程反硝化途径均可以为厌氧氨氧氨氧化工艺提供稳定的亚硝酸盐。目前，厌氧氨氧化技术已在高氨氮废水中实现大规模工程化应用，而在低氨氮城市污水中还未有。传统的短程硝化厌氧氨氧化工艺难以完全将亚硝酸盐氧化菌淘洗从而造成部分亚硝酸盐氧化为硝酸盐，同时厌氧氨氧化过程中有11％氮素转化为硝酸盐，导致出水总氮浓度较高，而短程反硝化耦合厌氧氨氧化工艺可以将硝酸盐高效转化为亚硝酸盐，其与氨氮通过厌氧氨氧化过程同步去除。此外，污泥发酵技术所产生的挥发性脂肪酸是反硝化过程的优质碳源，具有回收能源、污泥减量化和无害化的优点。现有工艺大多数为污泥发酵过程与脱氮过程在不同反应器内分别进行。本方法在已有工艺基础上，采用短程硝化厌氧氨氧化和短程反硝化厌氧氨氧化耦合污泥发酵一体化形式，无需严格控制短程硝化厌氧氨氧化工艺亚硝酸盐/氨氮比例，有效解决了出水中硝酸盐积累问题，实现高效脱氮，无需外加碳源，操作简单，同时实现污泥减量化，在城市污水深度脱氮及污泥处理方面具有重要优势。

技术实现思路

[0004]本专利技术基于短程硝化技术、厌氧氨氧化技术、短程反硝化技术、污泥发酵技术，提供了一种在液体单向流动的升流式好氧/缺氧一体化反应器中实现低C/N城市污水深度脱氮与污泥减量的装置和方法。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现：
[0006]基于液体单向流动的升流式好氧/缺氧PNA/PDA系统强化城市污水脱氮同步污泥减量的装置，其特征在于设有城市污水原水箱(1)、自养
‑
异养脱氮一体化反应器(2)、储泥池(3)；自养
‑
异养脱氮一体化反应器设有好氧区(2.1)、缺氧区(2.2)、进水口(2.4)、曝气装
置(2.5)、第一回流口(2.7)、第二回流口(2.8)、挡板(2.9)、加泥口(2.11)、第三回流口(2.13)、第四回流口(2.14)、固液分离区(2.15)、漏斗状分离器(2.16)、出水口(2.17)；漏斗状分离器分为锥形漏斗底部和出气管顶部；城市污水原水箱(1)通过进水泵(2.3)与自养
‑
异养脱氮一体化反应器进水口(2.4)相连；自养
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异养脱氮一体化反应器加泥口(2.11)通过加泥泵(2.10)与储泥池(3)相连；自养
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异养脱氮一体化反应器第一回流口(2.7)通过第一回流泵(2.6)与第二回流口(2.8)相连；自养
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异养脱氮一体化反应器第三回流口(2.13)通过第二回流泵(2.12)与第四回流口(2.14)相连。
[0007]基于液体单向流动的升流式好氧/缺氧PNA/PDA系统强化城市污水脱氮同步污泥减量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0008](1)启动自养
‑
异养脱氮一体化反应器：向自养
‑
异养脱氮一体化反应器好氧区接种实验室培养的总氮去除负荷达0.3kgN/(m3·
d)的短程硝化厌氧氨氧化聚丙烯填料，其填充比为30
‑
40％，接种后污泥浓度为3000
‑
5000mg/L；进水采用碳酸氢铵配制的人工配水，氨氮质量浓度控制在60
‑
70mg/L，维持溶解氧浓度在0.2
‑
0.5mg/L，当总氮去除率达75％以上且稳定维持15天时，短程硝化厌氧氨氧化启动成功；随后向自养
‑
异养脱氮一体化反应器缺氧区接种总氮去除率达90％的厌氧氨氧化耦合污泥发酵反硝化系统污泥，保持污泥浓度为8000
‑
10000mg/L，以污水处理厂二沉池排放的剩余污泥作为发酵底物，每日向缺氧区投加浓缩的剩余污泥，污泥体积投配比例为进水流量的1/100，当出水总氮质量浓度低于5mg/L且持续维持15天以上时，自养
‑
异养脱氮一体化反应器启动成功。
[0009](2)运行控制：城市污水原水箱中含有实际城市污水，具体水质如下：pH为7.1
‑
7.6，氨氮质量浓度为50
‑
70mg/L，亚硝酸盐和硝酸盐质量浓度低于0.5mg/L，COD浓度为180
‑
300mg/L；实际城市污水连续泵入自养
‑
异养脱氮一体化反应器，进水负荷为0.5
‑
1.0kgN/(m3
·
d)，开启曝气装置，控制好氧区溶解氧浓度为0.1
‑
0.3mg/L，好氧区水力停留时间为2
‑
4h，开启第一回流泵并控制流量与进水流量比为100
‑
200％；储泥池中的剩余污泥按照投加体积比例为进水流量的1/120
‑
1/50通过加泥泵进入缺氧区，污泥龄控制在25
‑
40d，开启第二回流泵并控制流量与进水流量比为200
‑
300％，缺氧区水力停留时间为4
‑
8h；当出水中氨氮质量浓度高于5mg/L时，增大好氧区曝气流量使溶解氧浓度达0.5mg/L；当出水中硝酸盐质量浓度高于10mg/L时，增加缺氧区污泥体积投配比例直至硝酸盐质量浓度低于10mg/L。
[0010]本专利技术具有以下优势：
[0011]1.减弱了对短程硝化出水基质比例的要求，有效解决了短程硝化厌氧氨氧化过程硝酸盐积累的问题，大幅降低出水总氮浓度，理论上可实现100％总氮去除率，实现城市污水的深度脱氮。
[0012]2.开发与利用污泥内碳源，实现剩余污泥减量化和资源化利用，节省污泥处置费用，无需外加碳源，大大降低运行成本。
[0013]3.采用单一反应器形式，简化运行，节省占地面积，同时设立好氧区和缺氧区，将短程硝化和短程反硝化耦合污泥发酵系统区分开，有利于菌种的种群优化。
附图说明
[0014]图1是本专利技术的装置。
具体实施方式
[0015]下面结合图1和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于液体单向流动的升流式好氧/缺氧系统强化城市污水脱氮同步污泥减量的装置，其特征在于设有城市污水原水箱(1)、自养
‑
异养脱氮一体化反应器(2)、储泥池(3)；自养
‑
异养脱氮一体化反应器设有好氧区(2.1)、缺氧区(2.2)、进水口(2.4)、曝气装置(2.5)、第一回流口(2.7)、第二回流口(2.8)、挡板(2.9)、加泥口(2.11)、第三回流口(2.13)、第四回流口(2.14)、固液分离区(2.15)、漏斗状分离器(2.16)、出水口(2.17)；漏斗状分离器分为锥形漏斗底部和出气管顶部；城市污水原水箱(1)通过进水泵(2.3)与自养
‑
异养脱氮一体化反应器进水口(2.4)相连；自养
‑
异养脱氮一体化反应器加泥口(2.11)通过加泥泵(2.10)与储泥池(3)相连；自养
‑
异养脱氮一体化反应器第一回流口(2.7)通过第一回流泵(2.6)与第二回流口(2.8)相连；自养
‑
异养脱氮一体化反应器第三回流口(2.13)通过第二回流泵(2.12)与第四回流口(2.14)相连。2.应用权利要求1所述装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)启动自养
‑
异养脱氮一体化反应器：向自养
‑
异养脱氮一体化反应器好氧区接种实验室培养的总氮去除负荷达0.3kgN/(m3·
d)的短程硝化厌氧氨氧化聚丙烯填料，其填充比为30
‑
40％，接种后污泥浓度为3000
‑
5000mg/L；进水采用碳酸氢铵配制的人工配水，氨氮质量浓度控制在60
‑
70mg/L，维持溶解氧浓度在0.2
‑
0.5mg/L，当总氮去除率达75％以上且稳定维持15天时...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭永臻，宫小斐，王淑莹，张琼，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：