一种实现低碳氮比城市污水碳源吸附与强化脱氮除磷同步污泥减量的装置和方法制造方法及图纸

一种实现低碳氮比城市污水碳源吸附与强化脱氮除磷同步污泥减量的装置和方法，属于污水污泥生物处理领域。城市污水进入生物吸附有机物与除磷单元，厌氧段释磷，好氧段吸磷并通过絮凝作用吸附剩余有机物至污泥中，出水进入中间水箱且部分含磷污泥排至第一储泥池；含磷污泥在污泥厌氧处理单元进行处理，含磷上清液回流至原水箱，剩余污泥贮存于第二储泥池；短程硝化

【技术实现步骤摘要】
一种实现低碳氮比城市污水碳源吸附与强化脱氮除磷同步污泥减量的装置和方法


[0001]本专利技术涉及一种实现低碳氮比城市污水碳源吸附与强化脱氮除磷同步污泥减量的装置和方法，属于污水污泥生物处理
本专利技术适用于低碳氮比城市污水氮磷同步去除，污水中碳源回收利用和污泥减量化、资源化处理。

技术介绍

[0002]随着城市化进程加快，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，污水处理量日益增大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。因此，研究和开发高效、低耗的生物脱氮除磷工艺是城市污水处理中迫在眉睫的问题。
[0003]目前，大多数污水处理厂仍使用传统的硝化反硝化脱氮技术，而这一过程需要耗费大量曝气量及碳源投加费用，能耗较高且会产较多温室气体。厌氧氨氧化工艺是一种高效生物脱氮技术，该工艺是指在缺氧条件下以亚硝酸盐作为电子受体将氨氮氧化为氮气的反应，具有无需曝气，无需碳源，污泥产量低的优势，近年来受到研究者们的广泛关注。短程硝化
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厌氧氨氧工艺串联处理高氨氮废水的研究较为常见，但其在城市污水中的实际应用仍较少。短程硝化工艺是指在硝化过程中，通过调控溶解氧、曝气时间等运行参数将氨氮氧化控制在亚硝酸盐阶段，不进行亚硝酸盐氧化为硝酸盐的过程。此过程往往需要多种控制策略协同进行方能保证短程硝化的实现，而在实际运行中亚硝酸盐往往难以稳定积累，导致出水中含有硝酸盐，厌氧氨氧化工艺无法将硝酸盐去除，进而影响整体脱氮效果。
[0004]此外，污水生物脱氮过程产生大量剩余污泥，由于剩余污泥成分复杂，需要进行进一步处理以免其对环境造成二次污染。传统的剩余污泥处理方法主要为填埋、堆肥和焚烧，处理工序繁杂且处理处置费用较高。开发利用污泥发酵技术可以有效减少污泥产量，实现污泥资源化及无害化处理，同时污泥水解、发酵后产生的挥发性脂肪酸是一种优质碳源，可用于反硝化脱氮过程，从而降低碳源投加费用以及污泥处置费用。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是解决上述问题，而提出一种实现低碳氮比城市污水碳源捕获，强化脱氮除磷同步污泥减量的装置和方法。在该装置和方法中，城市污水首先进入生物吸附有机物与除磷单元，在厌氧段利用污水中部分有机物储存为内碳源并释磷，而后在好氧段进行吸磷并将污水中剩余有机物通过生物吸附作用捕获到污泥中，部分含磷污泥排出并进行短时间厌氧处理，生物吸附有机物与除磷单元出水再进入短程硝化
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厌氧氨氧化耦合污泥原位发酵反硝化单元，在好氧曝气阶段实现同步短程硝化
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厌氧氨氧化，随后缺氧段中利用厌氧处理后的剩余污泥原位发酵产生的短链脂肪酸作为碳源进行反硝化，将硝酸盐去除，实现低碳氮比城市污水的碳源回收利用，强化除磷脱氮以及剩余污泥减量化和资源化。
[0006]本专利技术的目的是通过以下方案来实现的：
[0007]一种实现低碳氮比城市污水碳源捕获与强化脱氮除磷的装置，其特征在于，包括原水箱1、生物吸附有机物与除磷单元2、中间水箱3、污泥厌氧处理单元4和短程硝化
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厌氧氨氧化耦合污泥原位发酵反硝化单元5。
[0008]原水箱1通过第一蠕动泵2.1与生物吸附有机物与除磷单元2相连；该单元设有第一搅拌装置2.2，pH/DO在线监测装置2.3，曝气盘2.4，气体流量计2.5以及气泵2.6；生物吸附有机物与除磷单元2出水通过第一排水装置2.7排入中间水箱3；部分含磷污泥通过第一排泥装置2.8进入第一储泥池4.1；污泥厌氧处理单元4通过第二蠕动泵4.2和第一储泥池连接；该单元为密闭结构，设有磁力搅拌装置4.3；厌氧处理后的含磷上清液通过第三蠕动泵4.4回流至原水箱；剩余污泥通过第二排泥装置4.5排入第二储泥池4.6；中间水箱通过第四蠕动泵5.1与短程硝化
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厌氧氨氧化耦合污泥原位发酵反硝化单元5相连；该反应器设有第二搅拌装置5.2、曝气头5.3、气量调节阀5.4、空压机5.5、温控装置5.6、聚氨酯海绵填料5.7；第二储泥池通过第五蠕动泵5.8与短程硝化
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厌氧氨氧化耦合污泥原位发酵反硝化单元相连。
[0009]应用权利要求1所述装置实现低碳氮比城市污水碳源捕获与强化脱氮除磷的方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0010]接种污水处理厂二沉池排出的剩余污泥于生物吸附有机物与除磷单元中，控制污泥浓度为3000
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4000mg/L；接种短程硝化絮体污泥和厌氧消化污泥于短程硝化
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厌氧氨氧化耦合污泥原位发酵反硝化单元，短程硝化絮体污泥浓度为2000
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3000mg/L，厌氧消化污泥浓度为8000
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10000mg/L，两种污泥质量比为2：1，投加厌氧氨氧化海绵填料，填充比为30
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40％；
[0011]城市污水收集于原水箱中，污水具体水质特点如下：氨氮浓度为60
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75mg/L，COD浓度为150
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250mg/L，碳氮比为2.0
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4.0。原水箱中的城市污水通过第一蠕动泵进入生物吸附有机物与除磷单元，进水后进行厌氧搅拌0.5
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2h；随后进入好氧过程，控制溶解氧在0.5
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1.5mg/L，曝气0.5
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1h；沉淀30
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40min后排水至中间水箱，排水比为40
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50％，污泥龄控制在0.5
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3d，排出的含磷污泥储存在第一储泥池中；
[0012]第一储泥池中的含磷污泥通过第二蠕动泵进入污泥厌氧处理单元；进泥后进行厌氧处理0.5
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1h；沉淀后的含磷上清液通过第三蠕动泵回流至原水箱，剩余污泥排入第二储泥池；
[0013]中间水箱中的废水通过第四蠕动泵进入短程硝化
‑
厌氧氨氧化耦合污泥原位发酵反硝化单元，温度控制在30
±
1℃；进水后进入好氧段曝气2
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3h，曝气过程中溶解氧浓度维持0.3
‑
0.5mg/L；而后进行缺氧搅拌4
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6h，缺氧初始通过第五蠕动泵将第二储泥池中的剩余污泥泵入反应器内；缺氧结束后沉淀40
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60min，排出上清液，排水比50
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60％，控制絮体污泥的污泥龄为30
‑
40d。
[0014]技术原理
[0015]一种实现低碳氮比城市污水碳源吸附与强化脱氮除磷同步污泥减量的装置和方法是指城市污水首先进入生物吸附有机物与除磷单元，在厌氧搅拌过程中，聚磷菌将污水中部分有机物储存为内碳源并释磷，而后在好氧段，控制溶解氧浓度和曝气时间，聚磷菌将水中的磷去除，同时经生物絮凝吸附作用将剩余的胶体态和颗粒态有机物捕获到污泥中，COD去除率可达到80
‑
90％且磷酸盐去除率达90
‑
95％，出水中含有氨氮；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实现低碳氮比城市污水碳源捕获与强化脱氮除磷的装置，其特征在于，包括原水箱(1)、生物吸附有机物与除磷单元(2)、中间水箱(3)、污泥厌氧处理单元(4)和短程硝化
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厌氧氨氧化耦合污泥原位发酵反硝化单元(5)；原水箱(1)通过第一蠕动泵(2.1)与生物吸附有机物与除磷单元(2)相连；该单元设有第一搅拌装置(2.2)，pH/DO在线监测装置(2.3)，曝气盘(2.4)，气体流量计(2.5)以及气泵(2.6)；生物吸附有机物与除磷单元(2)出水通过第一排水装置(2.7)排入中间水箱(3)；部分含磷污泥通过第一排泥装置(2.8)进入第一储泥池(4.1)；污泥厌氧处理单元(4)通过第二蠕动泵(4.2)和第一储泥池连接；该单元为密闭结构，设有磁力搅拌装置(4.3)；厌氧处理后的含磷上清液通过第三蠕动泵(4.4)回流至原水箱；剩余污泥通过第二排泥装置(4.5)排入第二储泥池(4.6)；中间水箱通过第四蠕动泵(5.1)与短程硝化
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厌氧氨氧化耦合污泥原位发酵反硝化单元(5)相连；该反应器设有第二搅拌装置(5.2)、曝气头(5.3)、气量调节阀(5.4)、空压机(5.5)、温控装置(5.6)、聚氨酯海绵填料(5.7)；第二储泥池通过第五蠕动泵(5.8)与短程硝化
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厌氧氨氧化耦合污泥原位发酵反硝化单元相连。2.应用权利要求1所述装置实现低碳氮比城市污水碳源捕获与强化脱氮除磷的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)接种污水处理厂二沉池排出的剩余污泥于生物吸附有机物与除磷单元中，控制污泥浓度为3000
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4000mg/L；接种短程硝化絮体污泥和厌氧消化污泥于短程硝化
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厌氧氨氧化耦合污泥原位发酵反硝化单元，短程硝化絮体污泥浓度为2000
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3000mg/L，厌氧消化污泥浓度为...

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