一种反硝化脱氮除磷的污水处理新工艺

摘要

一种反硝化脱氮除磷的污水处理新工艺由一个反应器和两个污泥池组成，通过两种污泥交替作用，完成污染物质的转化去除，克服了传统脱氮除磷技术存在的缺点，在利用反硝化除磷菌为主的同时又利用了常规的聚磷菌，消除了反硝化除磷技术的不足。本发明工艺以泥循环代替水循环，节省了水循环的动力消耗，可以较常规工艺降低约20％的曝气量和约30％的污泥产量，适宜于广大农村和小城镇生活污水的处理。

说明书

一、技术领域

本发明属于环境工程水处理技术领域，特别适用于农村及小城镇生活污水的处理。

二、背景技术

脱氮除磷是污水处理领域的一大难题。传统的A²/O、改良A²/O、氧化沟等工艺虽普遍具有脱氮除磷效果，但是反应器多，工艺复杂，能耗高，往往脱氮效果好除磷效果差，或者出现正好相反的情况。为了同时取得较好的脱氮除磷率，需要增大污泥回流或外加碳源，不但增加了工艺运行费用，而且产生了大量的剩余污泥。我国小城镇已建成或拟建设的污水处理工艺，绝大部分采用现有大城市大型污水处理厂的污水处理工艺，对小城镇的污水水质、水量等特点缺乏针对性。反硝化除磷是新近兴起的绿色可持续发展的新技术，它以硝酸根代替氧气作为除磷时的电子受体，将脱氮与除磷过程合二为了，可以克服传统工艺脱氮与除磷之间存在的矛盾，降低曝气量，减少污泥产量，但反硝化除磷技术也存在着除磷效率不高，磷和硝酸根需满足一定比例等不足，限制了其在实际污水处理中的应用。中国文献“A₂N反硝化除磷脱氮工艺及其影响因素”(2003，19(9)：8-11)报道了连续流反硝化除磷脱氮工艺，其反应器多，同时需要污水和污泥的循环，没有解决磷和硝酸根比例失衡时磷去除不彻底的矛盾。

三、发明内容

本发明的目的是针对农村及小城镇生活污水的特点，提出一种脱氮除磷新工艺，降低污水处理的建设和运行费用。

本发明“一种反硝化脱氮除磷的污水处理新工艺”，主要关键技术在于由一个反应器和两个污泥池组成，两种污泥在各自污泥池与反应器间循环，交替发生作用。本发明工艺在除磷时以利用反硝化除磷菌为主，同时利用了常规的聚磷菌，聚磷菌在反硝化除磷菌之前完成对磷的部分吸收。本发明工艺装置中的反应器上部可为圆柱形或四棱柱形，上端开口，下面为倾角30度锥体。反应器内设置曝气管和搅拌器，反应器底部设有污泥排放管，侧壁设有排水管。两个污泥池分别存放反硝化除磷菌污泥和硝化污泥，大小形状一样，与反应器类似，上面可以为圆柱形或四棱柱形，上端开口，下面为倾角30度锥体，其体积根据污水的水质确定，一般为反应器有效容积的三分之一。两个污泥池应设在反应器的下面，以便污泥靠重力流动，反应器底部通过管道与污泥池连接，污泥池底部通过管道与污泥回流泵连接，然后连接反应器。存放DPB污泥的污泥池上部另有一水管通过水泵与反应器相连。曝气设备采用空气压缩机，并通过流量计显示流量。

本发明工艺按以下方式运行：

I.污泥的驯化培养。从其它污水处理构筑物中接种活性污泥，然后一分为二投入两个污泥池，

(1)生活污水由进水管进入反应器，同时打开搅拌器，进行搅拌；

(2)一段时间后关闭搅拌器，静置半小时；

(3)打开阀门将反应器内的污泥排入反硝化除磷菌污泥池，然后将硝化污泥池内污泥由泵吸入反应器，然后打开搅拌器进行搅拌，一段时间后关闭搅拌器，然后打开空气压缩机进行曝气；该阶段结束前，将反硝化除磷菌污泥池中充分沉淀后的上清液移入反应器中进行反应；

(4)关闭搅拌器，静置半小时；

(5)打开阀门将反应器内的污泥排入硝化污泥池，然后将反硝化除磷菌污泥池内污泥由泵吸入反应器，然后打开搅拌器，进行搅拌；

(6)一段时间后关闭搅拌器，静置半小时，然后排水

II.污泥驯化培养成熟后，根据水样监测数据，确定(1)-(9)阶段的合理时间，污水的处理按(1)-(9)方式运行。

本发明工艺的特点：

本发明一种反硝化脱氮除磷的污水处理新工艺，采用两种污泥，反应装置由一个反应器和两个污泥池组成，解决了以往脱氮除磷工艺存在的泥龄和碳源竞争的矛盾，节约了曝气量和污泥产量，本发明工艺只有泥循环，省去了水循环，降低了运行费用。

本发明工艺中反硝化除磷菌与常规的聚磷菌同时发挥作用，常规的聚磷菌在反硝化之前利用剩余有机物先去除一部分污水中的磷，解决了反硝化除磷阶段磷与硝酸根的比失衡时磷去除不彻底的不足。

四、附图说明：

图1给出了本发明工艺的装置图，①为反应器，②反硝化除磷污泥池，③硝化污泥池，④为空气压缩机，⑤为污水泵，⑥为污泥回流泵，⑦为进水管，⑧为排水管，⑨为阀门，⑩为空气流量计，为搅拌器

五、具体实施方式

下面给出本发明的一个最佳实施例：

针对每天产生生活污水水量为13吨，水质为BOD100～200mg/L，COD150～450mg/L，氨氮20～50mg/L，磷2～8mg/L的一个小城镇，建造一个半径1.2米的高3米的圆柱体反应器①(如图1所示)，反应器①下面为一倾角为30度的锥形体，同时设两个半径1.2米，高1米的圆柱体污泥池②、③，污泥池下面为一倾角为30度的锥形体。污水管道及水泵、空气压缩机等的连接如图1所示。首先进行活性污泥的驯化培养。从其它污水处理构筑物接种活性污泥，然后一分为二投入污泥池②、③，投入量以保证反应器①内污泥浓度为4000mg/L为标准。将污泥池②中的污泥由污泥泵⑥吸入反应器①，然后打开进水泵⑤，污水从进水管⑦进入反应器，进水完毕后，打开搅拌器进行搅拌，2小时后关闭搅拌器，静置0.5小时，然后打开阀门将反应器①内的污泥排入污泥池②，将污泥池③内污泥由污泥泵⑥吸入反应器①，打开搅拌器进行搅拌0.5小时，关闭搅拌器，然后打开空气压缩机④进行曝气4.5小时，根据流量计⑩显示调整流量大小(曝气结束前1小时，将污泥池②中充分沉淀后的上清液移入反应器①中进行反应)；关闭搅拌器，静置0.5小时；打开阀门将反应器①内的污泥排入污泥池③，然后将污泥池②内污泥由污泥泵⑥吸入反应器；打开搅拌器进行搅拌，反应时间为3小时；关闭搅拌器，静置0.5小时，然后通过排水管⑧排水。每天运行一个周期或连续运行。

污泥驯化培养成熟后，根据水质的监测数据确定各阶段合理的反应时间。然后运行方式按说明进行。出水水质指标如下：COD＜50mg/L，TN＜15mg/L，TP＜0.5mg/L。