延时厌氧实现SNDPR系统强化内源贮存及内源反硝化脱氮除磷的过程控制方法

摘要

延时厌氧实现SNDPR系统强化内源贮存及内源反硝化脱氮除磷的过程控制方法，属于污水生物处理领域，适用于低CN比废水的深度脱氮除磷处理。首先通过缺氧/延时厌氧搅拌，保证内碳源最大量的贮存，同时PAOs释磷；之后进行好氧曝气搅拌，通过控制溶解氧在0.5mg/L～1mg/L，系统实现同步硝化内源反硝化除磷；该方法通过强化厌氧段的内碳源的贮存，该工艺对于低CN比污水中碳源的利用更为充分，可实现SNDPR系统的高效脱氮除磷，保证出水氨氮<5mg/L，为系统的出水达到一级A标准提供了保障。操作方便，系统内微生物种群复杂，抗冲击负荷强。与传统的脱氮除磷工艺相比，工艺更为简单，在一个系统内实现同步硝化内源反硝化脱氮除磷。

说明书

技术领域

发明涉及污水处本理领域，尤其涉及延时厌氧实现SNDPR系统强化内碳源贮存及内源 反硝化脱氮除磷的过程控制方法

背景技术

在传统生物同时脱氮除磷系统中，生物脱氮和除磷是分别由污泥中同时存在的硝化 菌、反硝化菌和聚磷菌等菌群来完成，因此，传统脱氮除磷工艺存在一些缺陷：一方面， 由于这些菌群的世代期不同,工艺设计中为了满足硝化菌的世代期的需要,一般取较长的 污泥龄,而这影响了生物除磷的效果，同时传统的活性污泥法中，聚磷菌的含量降低，除 磷效果不好，单纯的生物除磷出水很难达到标准；另一方面,反硝化菌与聚磷菌存在着对 碳源的竞争,一般城市污水中的BOD不能同时满足两者对碳源的需求。

SNDPR系统即同步硝化反硝化除磷系统，在缺氧段，反硝化菌利用少部分外碳源将上 周期残留下的NO₃^--N、NO₂^--N去除；随后在厌氧段聚磷菌PAOs吸收外碳源，分解细胞内多 聚磷酸盐同时和成PHA贮存在细胞内；最后在好氧曝气阶段，通过调节曝气量实现同步硝 化反硝化除磷。SNDPR系统在一个SBR反应器内实现了“一碳多用”，解决反硝化与除磷 对碳源竞争的矛盾，节省碳源，同时能充分利用有机碳源，进一步降低脱氮除磷过程中碳 源和气量消耗、简化工艺流程，对处理低碳氮比的城市生活污水是具有发展潜力的新型处 理工艺。硝化过程需要碱度，而反硝化过程则刚好能为消耗过程提供二分之一的碱度。

在传统的脱氮除磷系统中，厌氧释磷作用在90min内完成，厌氧搅拌时间通常设定为 120min左右；本发明提供一种通过延时厌氧搅拌实现SNDPR系统强化内碳源贮存及内源反 硝化脱氮除磷的过程控制方法，通过延时厌氧搅拌，保证内碳源最大量的贮存，尤其适合 处理低C/N污水。

发明内容

本发明的目的是提供一种延时厌氧实现SNDPR系统强化内源贮存及内源反硝化脱氮除 磷的过程控制方法，实现低碳氮比生活污水的深度脱氮除磷，解决传统脱氮除磷工艺中存 在碳源不足、除磷效果不好、脱氮和除磷不能同时在同一条件下实现良好共存等问题，工 艺流程简单，节省了曝气量，并降低了运行费用。可有效的维持系统运行稳定性。该发明 通过延时厌氧搅拌，强化内碳源贮存，实现了在好氧阶段的内源反硝化脱氮除磷，可充分 利用有限的碳源实现高效、低能耗的低CN比城市污水处理，出水可稳定达到一级A排放 标准.

延时厌氧实现SNDPR系统强化内源贮存及内源反硝化脱氮除磷的过程控制方法，是通 过以下装置实现的，包括：进水水箱(1)、同步硝化内源反硝化除磷SBR反应器(2)、 磁力搅拌器(3)、鼓风装置(4)、气体流量计(5)、PH和DO测定仪(5)、搅拌子(7)、 PH探头(8)、曝气头(9)、DO探头(11)、取样器(14)；并设置进水口(10)、排 水阀(12)、溢流口(13)、气体溢流口(15)；其中所述生活污水进水箱(1)通过进 水泵与同步硝化反硝化除磷SBR反应器(2)的进水口(10)相链接；出水通过排水阀(12) 排出；

延时厌氧实现SNDPR系统强化内源贮存及内源反硝化脱氮除磷的过程控制方法，其特 征在于，包括以下步骤：

1)系统启动：

将同步硝化反硝化除磷污泥投加到同步硝化内源反硝化除磷SBR反应器(1)，使接 种后反应器内的活性污泥浓度达到3000～5000mg/L

2)运行时操作如下：

系统运行分两个阶段：

第一阶段，采用缺氧/厌氧/好氧的运行方式；将生活污水加入生活污水进水水箱(1)， 启动进水泵，将生活污水抽入同步硝化内源反硝化除磷SBR反应器(2)，缺氧搅拌10～60min, 厌氧搅拌60～180min，再曝气搅拌90～180min，并控制同步硝化反硝化除磷SBR反应器(2) 内DO浓度为1.5～2.0mg/L，沉淀排水，排水比为40％～60％。在此阶段，保持进水COD 低于300mg/L，目的在于驯化同步硝化内源反硝化除磷SBR反应器(2)内聚磷菌和聚糖菌 的内碳源贮存能力；同步硝化反硝化除磷SBR反应器(2)运行时需排泥，使同步硝化内 源反硝化除磷SBR反应器(2)内污泥浓度维持在3000～5000mg/L范围内；

第二阶段，采用缺氧/延时厌氧/低氧的方式运行，目的在于强化同步硝化内源反硝化 除磷SBR反应器(2)中聚磷菌和聚糖菌的内碳源贮存作用；将生活污水加入生活污水进 水水箱(1)，启动进水泵，将生活污水抽入同步硝化内源反硝化除磷SBR反应器(2)， 缺氧搅拌10～30min,厌氧搅拌180～240min,低氧曝气搅拌60～240min，沉淀排水，排水 比为40％～60％；此处的低氧是指将同步硝化反硝化除磷SBR反应器(2)内DO浓度控制在 0.5～1.0mg/L；此外，该运行阶段，同步硝化反硝化除磷SBR反应器(2)运行时需排 泥，使同步硝化反硝化除磷SBR反应器(2)内污泥浓度维持在3000～5000mg/L范围内。

与传统同步硝化反硝化除磷工艺相比，本方法通过采用延时厌氧搅拌强化同步硝化内 源反硝化除磷SBR反应器中聚磷菌和聚糖菌的内碳源贮存作用，解决了处理低C/N污水时 由于碳源不足使得脱氮除磷效果较差的问题；同时好氧段TN的去除不依靠外碳源，完全 通过同步硝化内源反硝化作用去除；利用本发明方法COD出水降低5％～15％，出水 TN<15mg/L，出水磷酸盐含量<0.4mg/L；

附图说明

图1为本发明延时厌氧搅拌实现SNDPR系统强化内源贮存及内源反硝化脱氮除磷的过 程控制方法的装置结构示意图。

图中：1—进水水箱、2—同步硝化内源反硝化除磷SBR反应器、3—磁力搅拌器、4— 鼓风装置、5—气体流量计、6—PH和DO测定仪、7—搅拌子、8—PH探头、9—曝气头、 10—进水阀、11—DO探头、12—排水阀、13—污水溢流口、14—取样器、15—气体溢流口；

图2为不同厌氧时间对SNDPR系统处理低C/N比生活污水时脱氮除磷效果的影响。

具体实施方式

下面结合附图和实例做进一步说明：如图1所示，本发明一种延时厌氧搅拌实现SNDPR 系统强化内源贮存及内源反硝化脱氮除磷的过程控制方法，其装置主要包括进水水箱(1)、 同步硝化内源反硝化除磷SBR反应器(2)、磁力搅拌器(3)、鼓风装置(4)、气体流 量计(5)、pH和DO测定仪(5)、搅拌子(7)、pH探头(8)、曝气头(9)、DO探头 (11)、取样器(14)；并设置进水口(10)、排水阀(12)、溢流口(13)、气体溢流 口(15)；其中所述生活污水进水箱(1)通过进水泵与同步硝化反硝化除磷SBR反应器 (2)的进水口(10)相链接；出水通过排水阀(12)排出；

一种适当延长厌氧搅拌时间实现低碳氮比污水强化内碳源储存及同步硝化内碳源反 硝化除磷的方法确定，其特征在于，包括以下步骤：

1)系统启动：

将同步硝化反硝化除磷污泥投加到同步硝化内源反硝化除磷SBR反应器(2)，使接 种后反应器内的活性污泥浓度达到3500mg/L；

2)运行时操作如下：

第一阶段，采用缺氧/厌氧/好氧的运行方式；将生活污水加入生活污水进水水箱(1)， 启动进水泵，将生活污水抽入同步硝化内源反硝化除磷SBR反应器(2)，缺氧搅拌30min, 厌氧搅拌180min，再曝气搅拌180min，并控制同步硝化反硝化除磷SBR反应器(2)内DO 浓度为1.5～2.0mg/L，沉淀排水，排水比为50％。在此阶段，保持进水COD低于300mg/L， 目的在于驯化同步硝化内源反硝化除磷SBR反应器(2)内聚磷菌和聚糖菌的内碳源贮存 能力；同步硝化反硝化除磷SBR反应器(2)运行时需排泥，使同步硝化内源反硝化除磷 SBR反应器(2)内污泥浓度维持在3000～5000mg/L范围内；

方案一

采用缺氧/厌氧搅拌/低氧曝气的方式；将生活污水加入生活污水进水水箱(1)，启 动进水泵将生活污水抽入同步硝化内源反硝化除磷SBR反应器(2)，缺氧搅拌20min,厌 氧搅拌90min，再低氧曝气搅拌150min，同步硝化内源反硝化除磷SBR反应器(2)内DO 浓度为1.5～2.0mg/L，沉淀排水，排水比为50％。此阶段，生活污水为低CN比生活污 水，COD为150～250mg/L，此外同步硝化反硝化除磷SBR反应器(2)运行时需排泥，使同 步硝化内源反硝化除磷SBR反应器(2)内污泥浓度维持在2500～3500mg/L范围内；

方案二

采用缺氧/厌氧搅拌/低氧曝气的方式；将生活污水加入生活污水进水水箱(1)，启动 进水泵将生活污水抽入同步硝化内源反硝化除磷SBR反应器(2)，缺氧搅拌20min,厌氧 搅拌120min，再低氧曝气搅拌150min，同步硝化内源反硝化除磷SBR反应器(2)内DO 浓度为1.5～2.0mg/L，沉淀排水，排水比为50％。此阶段，生活污水为低CN比生活污 水，COD为150～250mg/L，此外同步硝化反硝化除磷SBR反应器(2)运行时需排泥，使同 步硝化内源反硝化除磷SBR反应器(2)内污泥浓度维持在2500～3500mg/L范围内；

方案三

采用缺氧/厌氧搅拌/低氧曝气的方式；将生活污水加入生活污水进水水箱(1)，启动 进水泵将生活污水抽入同步硝化内源反硝化除磷SBR反应器(2)，缺氧搅拌20min,延时厌 氧搅拌180min，再低氧曝气搅拌150min，同步硝化内源反硝化除磷SBR反应器(2)内DO 浓度为1.5～2.0mg/L，沉淀排水，排水比为50％。此阶段，生活污水为低CN比生活污 水，COD为150～250mg/L，此外同步硝化反硝化除磷SBR反应器(2)运行时需排泥，使同 步硝化内源反硝化除磷SBR反应器(2)内污泥浓度维持在2500～3500mg/L范围内；

方案四

采用缺氧/厌氧搅拌/低氧曝气的方式；将生活污水加入生活污水进水水箱(1)，启动 进水泵将生活污水抽入同步硝化内源反硝化除磷SBR反应器(2)，缺氧搅拌20min,延时 厌氧搅拌210min，再低氧曝气搅拌150min，同步硝化内源反硝化除磷SBR反应器(2)内 DO浓度为1.5～2.0mg/L，沉淀排水，排水比为50％。此阶段，生活污水为低CN比生活 污水，COD为150～250mg/L，此外同步硝化反硝化除磷SBR反应器(2)运行时需排泥，使 同步硝化内源反硝化除磷SBR反应器(2)内污泥浓度维持在2500～3500mg/L范围内；

试验结果表明:图2显示，SNDPR系统出水PO₄^3-浓度范围为0.1mg/L～0.35mg/L，出水 NH₄⁺-N浓度范围为3mg/L～5.05mg/L，当SNDPR系统采用延时厌氧搅拌出水NO₂^--N浓度降低 1mg/L～2mg/L，NO₃^--N浓度降低5mg/L～10mg/L，说明延时厌氧搅拌有利于SNDPR系统TN 的去除。

表1表明，SNDPR系统采用延时厌氧搅拌时，厌氧段PHA合成量和GLY消耗量增加， 好氧段PHA消耗量和GLY合成量也同样随之增加；由于处理低C/N比污水时，COD值在好 氧段几乎不变，说明好氧段同步硝化反硝化作用利用的是内碳源PHA(主要是PHB)；延时 厌氧搅拌有利于SNDPR系统外源COD转化与储存，为好氧段同步硝化反硝化提供充足的内 碳源。

表1