一体化PD/A耦合反硝化除磷快速启动实现城市生活污水脱氮除磷的装置与方法制造方法及图纸

一体化PD/A耦合反硝化除磷快速启动实现城市生活污水脱氮除磷的装置与方法属于城市污水生物处理领域。首先城市生活污水进入SBR反应器，反硝化聚磷菌利用其中的碳源进行厌氧释磷反应，将外碳源储存为内碳源；其次硝酸盐废水泵入SBR反应器，短程反硝化菌利用碳源将NO3‑

【技术实现步骤摘要】
一体化PD/A耦合反硝化除磷快速启动实现城市生活污水脱氮除磷的装置与方法


[0001]本研究涉及一体化短程反硝化
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厌氧氨氧化耦合反硝化除磷快速启动实现城市生活污水和硝酸盐废水同步脱氮除磷的装置与方法，属于城市污水生物处理领域。

技术介绍

[0002]随着经济社会的不断发展和人们生活水平的不断提高，城市化现象也随之增长。城市生活污水中含有较多的氮、磷等污染物，排放入自然水体中会导致水生生态环境的恶化、水体发黑发臭并且产生水体富营养化的现象，给水环境带来严重威胁。随着排放标准的日益严苛，对于城市污水处理厂，深度脱氮除磷并达标排放仍是一大难题。传统的生物脱氮除磷工艺，存在硝化细菌增殖速率慢且难以维持较高生物浓度，系统总水力停留时间较长，有机负荷较低等问题。而对于C/N较低的城市生活污水，必须添加外碳源进行生物脱氮，出水中的剩余有机物，还需要进行再曝气处理等问题，增加了基建投资，动力消耗和处理运行费用。反硝化除磷、短程硝化、短程反硝化和厌氧氨氧化技术耦合等新型生物脱氮除磷工艺的出现，在降低能耗的同时，减少了污泥和温室气体的产量，为实现绿色经济发展做出了重要贡献。
[0003]与传统硝化
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反硝化脱氮工艺相比，短程反硝化耦合厌氧氨氧化技术可以更加有效利用城市污水中的碳源和硝酸盐废水中的氮源，节省曝气能耗和有机碳源、降低污泥产量，被认为是非常具有发展前景的实现低碳氮比污水深度处理的生物脱氮技术。反硝化除磷工艺(DPR)是指反硝化聚磷菌(DPAOs)在厌氧条件下分解胞内聚磷酸盐和糖原(Gly)提供能量和电子，并同时吸收有机物合成聚β
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羟基烷链酸(PHA)储存于体内；而在缺氧条件下其以NO3‑
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N和NO2‑
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N为电子受体氧化体内的PHA产生能量进行过量吸收磷酸盐合成胞内聚磷酸盐，并伴随着Gly的合成，最终达到污水除磷目的。但目前，有关PDA工艺与DPR工艺一体化耦合用于同时处理城市污水和含硝酸盐废水，并实现稳定亚硝积累和高效磷去除的研究还鲜见报道。
[0004]城市污水中氨氮质量浓度较低，水质波动较大，且生物除磷系统需要定期去除富含磷的污泥，导致厌氧氨氧化菌易流失。传统水厂污泥中聚磷菌大多为好氧吸磷，反硝化聚磷菌需要通过驯化来进行富集和培养。所以如何有效实现厌氧氨氧化菌的持留与富集以及同步驯化富集反硝化聚磷菌是使工艺快速启动并实现稳定脱氮除磷的重要问题。本专利技术利用生物膜工艺与絮体污泥相结合的模式，使厌氧氨氧化微生物在载体上附着生长，使之与除磷污泥分离开来，既能通过定期排泥达到生物除磷的目的，又保证了厌氧氨氧化菌的有效持留和富集。通过先厌氧/好氧/缺氧模式迅速同时富集聚磷菌和反硝化聚磷菌，再通过厌氧/缺氧模式将聚磷菌全部驯化为反硝化聚磷菌。本专利技术利用PDA与反硝化除磷相结合的工艺，利用城市污水中的碳源和少量曝气，在一体化的反应器中实现了稳定高效的生物脱氮除磷性能。本专利技术采用的方法简便易操作，脱氮除磷效率高，碳源需求量少，能耗较低，是一种经济、高效的废水处理工艺，具有较大的潜力，可广泛应用于城市污水处理厂城镇污水
处理系统中。

技术实现思路

[0005]本专利技术提出了一种一体化短程反硝化
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厌氧氨氧化耦合反硝化除磷快速启动实现城市生活污水和硝酸盐废水同步脱氮除磷的装置与方法。该方法先利用厌氧/好氧/缺氧运行模式，可迅速同时富集聚磷菌和反硝化聚磷菌，再通过厌氧/缺氧模式将聚磷菌全部驯化为反硝化聚磷菌，可缩短反硝化聚磷菌富集时间。另一方面该方法克服了生物除磷排泥与厌氧氨氧化菌富集与持留之间的矛盾，可在节省大量曝气能耗的同时有效利用城市生活污水中的碳源，减少碳源投加并进一步降低出水COD；同时可将Anammox反应生成的NO3‑
消耗，降低出水NO3‑
，使系统节能降耗的同时达到绿色环保的排放要求。本专利技术可以使短程反硝化耦合厌氧氨氧化与反硝化除磷相结合的工艺广泛应用于低C/N比城市污水和硝酸盐废水的深度脱氮除磷处理中，解决了传统污水处理厂生活污水碳源浪费、曝气能耗高、污泥产量大、碳源投加以及快速富集驯化反硝化聚磷菌的问题。该专利技术创造性的提出了利用生物膜和絮体污泥的双污泥系统，使同一反应器中的污泥具有两种不同的污泥龄，从而达到AnAOB和反硝化除磷菌各自适宜生长的条件。以及通过AOA运行模式同时迅速富集聚磷菌和反硝化聚磷菌，再通过AA运行将聚磷菌驯化为反硝化聚磷菌的模式。本专利技术在厌氧段将城市污水中的有机碳源储存于微生物体内，缺氧段利用储存的内碳源及少量外碳源发生PDA及反硝化吸磷反应，实现生活污水和硝酸盐废水中污染物的同步去除。专利技术中仅用较短较少曝气量的好氧段进行聚磷菌的富集和后期的深度除磷，在减少曝气量的同时充分利用了原水中的碳源，实现同时迅速富集聚磷菌和反硝化聚磷菌及反硝化聚磷菌驯化，在达到稳定高效的脱氮除磷性能的同时，更加的经济节能。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案来解决的：一种一体化短程反硝化
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厌氧氨氧化耦合反硝化除磷快速启动实现城市生活污水和硝酸盐废水同步脱氮除磷的装置与方法，其特征在于：
[0007]所用装置包括城市污水原水水箱(1)、硝酸盐废水水箱(2)、SBR反应器(3)、出水水箱(4)；所述城市污水原水箱(1)为密闭箱体，设有排空阀Ⅰ(1.1)和排水管Ⅰ(1.2)；所述硝酸盐废水水箱(2)为密闭箱体，设有排空阀Ⅱ(2.1)和排水管Ⅱ(2.2)；所述SBR反应器(3)设有进水蠕动泵(3.1、3.2)、曝气泵(3.3)、转子流量计(3.4)、曝气盘(3.5)、搅拌装置(3.6)、pH/DO在线监测仪(3.7)、溢流管Ⅰ(3.8)、排水阀Ⅰ(3.9)、排泥阀(3.10)、排泥蠕动泵(3.11)；所述出水水箱(4)为密闭箱体，设有排空阀Ⅲ(4.1)、排水管Ⅲ(4.2)；
[0008]所述城市污水原水箱(1)通过蠕动泵(3.1)与SBR反应器(3)相连接；所述硝酸盐废水水箱(2)通过蠕动泵(3.2)与SBR反应器(3)相连接；SBR反应器(3)通过溢流管Ⅰ(3.8)、排水阀Ⅰ(3.9)与出水水箱(4)相连接。
[0009]2.应用所述装置实现城市生活污水和硝酸盐废水同步脱氮除磷的方法，其特征在于，具体启动与调控步骤如下：
[0010]1)系统启动阶段：
[0011]SBR反应器(3)接种污泥为实验室的短程反硝化
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厌氧氨氧化生物膜及城市污水处理厂二沉池的絮体污泥，使反应器内生物膜上的MLSS＝1400
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1500mg/L，填充比10
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20％，二沉池的絮体污泥浓度MLSS＝3000
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3500mg/L；
[0012]2)运行阶段：
[0013]2.1)阶段一：城市污水原水箱(1)中的污水通过蠕动泵(3.1)进入SBR反应器(3)中，进
[0014]水的同时开始厌氧搅拌，厌氧搅拌120min；好氧曝气60min，通过气体转子流量计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一体化PD/A耦合反硝化除磷快速启动实现城市生活污水脱氮除磷的装置，其特征在于：包括城市污水原水水箱(1)、硝酸盐废水水箱(2)、SBR反应器(3)、出水水箱(4)；所述城市污水原水箱(1)为密闭箱体，设有排空阀Ⅰ(1.1)和排水管Ⅰ(1.2)；所述硝酸盐废水水箱(2)为密闭箱体，设有排空阀Ⅱ(2.1)和排水管Ⅱ(2.2)；所述SBR反应器(3)设有进水蠕动泵(3.1、3.2)、曝气泵(3.3)、转子流量计(3.4)、曝气盘(3.5)、搅拌装置(3.6)、pH/DO在线监测仪(3.7)、溢流管Ⅰ(3.8)、排水阀Ⅰ(3.9)、排泥阀(3.10)、排泥蠕动泵(3.11)；所述出水水箱(4)为密闭箱体，设有排空阀Ⅲ(4.1)、排水管Ⅲ(4.2)；所述城市污水原水箱(1)通过蠕动泵(3.1)与SBR反应器(3)相连接；所述硝酸盐废水水箱(2)通过蠕动泵(3.2)与SBR反应器(3)相连接；SBR反应器(3)通过溢流管Ⅰ(3.8)、排水阀Ⅰ(3.9)与出水水箱(4)相连接。2.应用如权利要求1所述装置实现城市生活污水和硝酸盐废水同步脱氮除磷的方法，其特征在于，具体启动与调控步骤如下：1)系统启动阶段：SBR反应器(3)接种污泥为实验室的短程反硝化
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厌氧氨氧化生物膜及城市污水处理厂二沉池的絮体污泥，使反应器内生物膜上的MLSS＝1400
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1500mg/L，填充比10
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20％，二沉池的絮体污泥浓度MLSS＝3000
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3500mg/L；2)运行阶段：2.1)阶段一：城市污水原水箱(1)中的污水通过蠕动泵(3.1)进入SBR反应器(3)中，进水的同时开始厌氧搅拌，厌氧搅拌120min；好氧曝气60min，通过气体转子流量计(2.3)控制反应器内溶解氧1.0
±
0.3mg/L；硝酸盐废水水箱(2)中的污水通过蠕动泵(3.2)进入SBR反应器(3)中，缺氧搅拌240min；然后沉淀30min，排水10min，排水比为50％，排水后闲置20min，开始下一周期，继续进行进水厌氧搅拌，好氧曝气，进水缺氧搅拌，沉淀排水和闲置，每天运行三周期；SBR反应器(3)中出水NH
4+
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N为...

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