分段进水工艺强化同步硝化反硝化生物脱氮除磷的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种分段进水工艺强化同步硝化反硝化生物脱氮除磷的装置，属于生物法污水处理技术领域。通过进水管连接原水箱(1)、进水泵(2)、装置主体和沉淀池(16)；沉淀池(16)设置出水管(19)和排泥管(18)，通过污泥回流泵(13)连接第一段缺氧区(6)；开孔隔板将装置主体分为7个区域。为保证现有分段进水工艺段数小于等于三段时，末端出水总氮持续稳定地达标排放，本实用新型专利技术将改良分段进水工艺、曝气生物滤池工艺的技术优点相结合，开发了同时具有反硝化除磷技术、抗冲击负荷、同步硝化反硝化技术强化生物脱氮除磷工艺。通过在改良分段进水脱氮除磷工艺装置的末段好氧区增加填料，强化末段同步硝化反硝化反应的程度，最大可能地降低出水总氮的浓度，实现稳定达标排放的同时达到节能与污泥减量的目的。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种分段进水工艺强化同步硝化反硝化生物脱氮除磷的装置，属于生物法污水处理
，它将改良分段进水工艺与生物接触氧化相结合，同时具有反硝化除磷技术、抗冲击负荷、同步硝化反硝化(SND)技术强化生物脱氮除磷等优点。技术背景连续流分段进水工艺是一种高效的污水生物脱氮工艺，是近年来国内外新开发的生物脱氮除磷工艺，它耦合传统A/0工艺和UCT工艺，采用多点进水的方式在各段厌氧区、缺氧区进水。首段厌氧区为后段好氧吸磷提供充足动力，第一段的缺氧区反硝化菌利用部分进水碳源对污泥回流液中的硝态氮进行反硝化；后续每段好氧区的硝化液和部分进水同时流入下一段的缺氧区进行反硝化。保证了系统除磷效率，交替缺氧/好氧的设置充分利用了原水碳源，不设硝化液回流，节省动力消耗。该组合工艺具有多种工艺优点①原水多·点进入系统，可省去硝化液内回流设施，并充分利用原水中有机碳源进行反硝化，节省药剂费用；②多点进水使得系统对溶解氧的需求更加平衡，并有效避免或降低洪峰流量时污泥被冲刷的危险，有较强的抗冲击负荷能力；③对现有水厂的升级改造相对简单，只需将污水改为分段进入主体反应池体，部分池体改为缺氧运行，其他设施无需改动。但是目前城市污水处理厂生活污水碳氮比比较低，夏季原水碳源更容易出现不足，需要寻求一种更为有效的脱氮除磷工艺。反硝化除磷技术是由反硝化聚磷菌(DPB)在厌氧/缺氧(A/A)交替环境中，通过它们独特的新陈代谢功能同时完成过量吸磷和反硝化脱氮双重目的。反硝化除磷技术作为一种新型高效低能耗的技术成为近年来水处理领域的热点。反硝化除磷作用可以在缺氧段无碳源的情况下进行，不仅实现同时脱氮除磷，还克服了生活污水中基质缺乏的问题，尤其适用于高氮磷废水及产生挥发性脂肪酸潜力低的城市生活污水。高酸菌在厌氧条件下分解大分子有机物为低分子脂肪酸，DPB则在厌氧条件下分解体内的多聚磷酸盐产生能量ATP,以主动运输方式吸收脂肪酸并合成聚β -羟基丁酸盐(PHB)，与此同时释放出PO4'积累了大量PHB的DPB进入缺氧状态后，以NO3-作为氧化PHB的电子受体，利用降解PHB以产生能量并提供还原力，以NADH2作为电子运输链的载体以排除质子，从而形成质子推动力，质子推动力将体外PO/—输送到体内，在ATP酶作用下合成ΑΤΡ，将过剩的PO/—聚合成多聚磷酸盐。同步硝化反硝化现象，可以从微环境理论和生物学两方面加以解释。微环境理论认为由于微生物种群结构、物质分布和生化反应的不均匀性，在活性污泥菌胶团内部和生物膜内部存在多种微环境类型。由于氧扩散的限制，在微生物絮体或生物膜内产生溶解氧梯度，其外表面溶解氧较高，以好氧菌、硝化菌为主；深人絮体或生物膜内部，氧传递受阻及外部氧的大量消耗，产生缺氧区，甚至厌氧区，反硝化菌占优势。控制反应器内溶解氧的水平，调整缺氧厌氧微环境及好氧环境所占的比例，从而促进反硝化作用，达到脱氮的目的。生物学的解释有别于传统的脱氮理论，已有报道发现了许多异养微生物能够对有机及无机含氮化合物进行硝化作用。与自养硝化菌相比，异养硝化菌生长快，产量高，能忍受较低的溶解氧浓度和更酸的环境。另有研究表明，大多数异养硝化菌同时也是好氧反硝化菌，好氧反硝化和自养反硝化等概念被相继提出，奠定了同步硝化反硝化反应生物脱氮新技术的理论基础。生物接触氧化也叫淹没式生物滤池，是污水与附着有生物膜的载体相接触而得到净化的生物膜法。填料外层表面与气、液相直接接触而溶解氧较高，微生物群体以好氧菌、硝化菌为主；填料内层由于氧传递受阻以及外部氧被大量消耗形成了缺氧微环境，反硝化菌占优势。因此通过控制内部的溶解氧环境，使得同步硝化反硝化 脱氮作用在接触氧化反应器中得到强化。该工艺具有高效的处理能力，特征原理分析如下①传质条件好，微生物对有机物的代谢速度比较快。在接触氧化法中由于空气的搅动，整个氧化池的污水在填料之间流动，使生物膜和水流之间产生较大的相对速度，加快了细菌表面的介质更新，增强了传质效果，加快了生物代谢速度，缩短了处理时间。②充氧效率高，有机物的氧化速度相应提高。接触氧化法的填料有增进充氧效果的作用，动力效率在3kg02/kw，比无填料的曝气提高30%。③有较高的生物浓度。一般活性污泥法的污泥浓度为2 3g/L，而接触氧化法可达10 20g/L。由于微生物浓度高，故大大提高了 BOD5容积负荷和处理效率
技术实现思路
本技术结合连续流分段进水工艺和生物接触氧化工艺，利用反硝化除磷技术和同步硝化反硝化技术强化生物脱氮来实现生活污水最优化处理效果的耦合。分段进水工艺强化同步硝化反硝化生物脱氮除磷的装置，其组成如下通过进水管连接原水箱I、进水泵2、装置主体和沉淀池16 ;沉淀池16设置出水管19和排泥管18，通过污泥回流泵13连接第一段缺氧区6 ;开孔隔板将装置主体分为7个区域，沿进水方向分别为厌氧区5、第一段缺氧区6、第一段好氧区7、第二段缺氧区8、第二段好氧区9、第三段缺氧区10、第三段生物接触氧化区11 ;其中厌氧区5、第一段缺氧区6、第二段缺氧区8、第三段缺氧区10中设置有搅拌器3 ;第一段缺氧区6通过内循环泵12与厌氧区5连通；原水分三段进入厌氧区5、第二段缺氧区8、第三段缺氧区10 ;所述第一段好氧区7、第二段好氧区9、第三段生物接触氧化区11底部设有曝气头14，曝气头与鼓风机15相连接；第一段好氧区7、第二段好氧区9、第三段生物接触氧化区11中放置DO在线监测探头4 ;第三段生物接触氧化区11内放置填料17。分段进水工艺强化同步硝化反硝化生物脱氮除磷的装置的技术原理包括(I)生活污水分三部分经进水泵同时进入厌氧区、第二段缺氧区和第三段缺氧区，厌氧区内聚磷菌吸收可降解有机物以内碳源形式贮存在体内，释放大量正磷酸盐；含有大量磷酸盐的出水进入第一段缺氧区，部分与携带硝酸盐的回流污泥反应实现反硝化除磷，第一段好氧区硝化反应生成的硝态氮流入第二段缺氧区经反硝化途径得到去除，同理第二段好氧区硝化反应生成的硝态氮在第三段缺氧区被去除，第三段接触氧化区硝化反应生成的硝态氮利用填料上附着的生物膜形成的“微环境”实现同步硝化反硝化脱氮，保证了较低的出水总氮排放，进一步节省碳源的同时提高了系统的脱氮效率。(2)通过污泥排放控制污泥龄为1(Γ20天，水力停留时间为8 10小时，污泥回流比为100%，内回流比为75%，无硝化液回流，节省动力消耗；第三段末端接触氧化区填充海绵填料，2cm*2cm*2cm,比表面积 350 500m2/m3。分段进水工艺强化同步硝化反硝化生物脱氮除磷的装置与现有技术相比具有以下效果(I)合理控制接触氧化区的溶解氧浓度，利用填料上附着的生物膜形成的“微环境”实现同步硝化反硝化脱氮，结合分段进水工艺特点及反硝化除磷技术，最大程度地保证的出水水质的达标排放。(2)接触氧化区充氧效率高，接触氧化法的填料可增进充氧效果，动力效率比无填料的曝气提高30%，且不需硝化液回流，节约曝气及泵的动力消耗。附图说明图I是本技术的装置示意图。图中，I-原水箱；2_进水泵；3_搅拌器；4_在线监测探头；5_厌氧区；6_第一段缺氧区；7_第一段好氧区；8_第二段缺氧区；9_第二段好氧区；10_第三段缺氧区；11_第三段生物接触氧化区；12_内循本文档来自技高网...

【技术保护点】
分段进水工艺强化同步硝化反硝化生物脱氮除磷的装置，其特征在于：通过进水管连接原水箱(1)、进水泵(2)、装置主体和沉淀池(16)；沉淀池(16)设置出水管(19)和排泥管(18)，通过污泥回流泵(13)连接第一段缺氧区(6)；开孔隔板将装置主体分为7个区域，沿进水方向分别为厌氧区(5)、第一段缺氧区(6)、第一段好氧区(7)、第二段缺氧区(8)、第二段好氧区(9)、第三段缺氧区(10)、第三段生物接触氧化区(11)；其中厌氧区(5)、第一段缺氧区(6)、第二段缺氧区(8)、第三段缺氧区(10)中设置有搅拌器(3)；第一段缺氧区(6)通过内循环泵(12)与厌氧区(5)连通；原水分三段进入厌氧区(5)、第二段缺氧区(8)、第三段缺氧区(10)；所述第一段好氧区(7)、第二段好氧区(9)、第三段生物接触氧化区(11)底部设有曝气头(14)，曝气头与鼓风机(15)相连接；第一段好氧区(7)、第二段好氧区(9)、第三段生物接触氧化区(11)中放置DO在线监测探头(4)；第三段生物接触氧化区(11)内放置填料(17)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王淑莹，曹旭，路聪聪，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：实用新型
国别省市：