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SBR利用污泥內碳源處理城市生活污水深度脫氮除磷的裝置和方法.pdf

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SBR 利用 污泥 碳源 處理 城市生活 污水 深度 裝置 方法
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摘要
申請專利號:

CN201310687338.4

申請日:

2013.12.15

公開號:

CN103663681A

公開日:

2014.03.26

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):C02F 3/12申請日:20131215|||公開
IPC分類號: C02F3/12; C02F3/28 主分類號: C02F3/12
申請人: 北京工業大學
發明人: 彭永臻; 袁悅; 王淑瑩
地址: 100124 北京市朝陽區平樂園100號
優先權:
專利代理機構: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203 代理人: 劉萍
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201310687338.4

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2015.05.20|||2014.04.23|||2014.03.26

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了SBR利用污泥內碳源處理城市生活污水深度脫氮除磷的裝置和方法。裝置包括:污泥發酵罐、發酵液分離池、發酵液脫氮除磷池、碳源儲備箱、城市污水箱、厭氧/好氧/缺氧SBR,其中污泥發酵罐為一密閉池體,設有攪拌器;厭氧/好氧/缺氧SBR為敞開池體,設有攪拌器、曝氣裝置。方法為:城市污水進入SBR反應器,一個周期內首先厭氧下聚磷菌利用原水中的碳源進行厭氧釋磷,接著好氧下硝化菌進行硝化反應、聚磷菌吸磷,最后缺氧下反硝化菌利用污泥厭氧發酵產生的富含短鏈脂肪酸的發酵液進行反硝化,重復以上過程,去除城市污水中的氮、磷。本發明無需外加碳源,利用城市污水及發酵液中的碳源進行脫氮除磷,減低成本并使污泥減量。

權利要求書

權利要求書
1.  SBR利用污泥內碳源處理城市生活污水深度脫氮除磷的裝置,其特征在于設有污泥發酵罐(1)、發酵液分離池(2)、發酵液脫氮除磷池(3)、碳源儲備箱(4)、城市污水箱(5)、厭氧/好氧/缺氧SBR反應器(6);
所述污泥發酵罐(1)為一密閉池體,設有第一攪拌器(1.1),第一pH探頭(1.2),通過排泥管與發酵液分離池(2)連接;
所述發酵液分離池(2)通過排發酵液管與發酵液脫氮除磷池(3)連接;
所述發酵液脫氮除磷池(3)設有第二攪拌器(3.1),通過排液管與碳源儲備箱(4)連接;
所述碳源儲備箱(4)為一密閉箱體,通過第一進水泵(4.1)與厭氧/好氧/缺氧SBR反應器(6)連接;
所述城市污水箱(5)通過第二進水泵(5.1)與厭氧/好氧/缺氧SBR反應器(6)連接;
所述厭氧/好氧/缺氧SBR反應器(6)為一敞開反應器,設有第二pH探頭(6.1),溶解氧探頭(6.2),第三攪拌器(6.3),通過空壓機(6.4)、氣體流量計(6.5)、曝氣頭(6.6)組成的曝氣系統對厭氧/好氧/缺氧SBR反應器進行充氧,通過污泥管與污泥發酵罐(1)連接。

2.  根據權利要求1所述裝置進行深度脫氮除磷的方法,其特征在于包含以下內容:
1)啟動階段:接種脫氮除磷污泥至厭氧/好氧/缺氧SBR反應器,控制污泥濃度在1500-2500mg/L;將濃度為6000-8000mg/L的剩余污泥加入至污泥發酵罐厭氧攪拌,控制發酵pH在9-10,溫度25-30℃;
2)運行階段:
污泥發酵罐:控制污泥停留時間SRT在6-8d,進泥濃度在6000-8000mg/Lmg/L,發酵pH在9-10,溫度在25-30℃,根據SRT排放發酵混合物至發酵液分離池進行泥水分離,分離后的上層發酵液進入發酵液脫氮除磷池,根據發酵液脫氮除磷池中氨氮和磷的含量,向其中投加鎂鹽和磷酸鹽,使Mg:P:N摩爾比=1.2:0.8:1以去除發酵液中的氨氮和磷,之后富含短鏈脂肪酸的發酵液進入碳源儲備箱中供厭氧/好氧/缺氧SBR反應器使用;
厭氧/好氧/缺氧SBR反應器:城市污水進入后,首先厭氧攪拌,接著好氧攪 拌,控制溶解氧濃度在2-4mg/L,然后停止曝氣并將碳源儲備箱中的發酵液輸入反應中繼續攪拌,然后靜置排水,最后閑置;控制排水比在0.4-0.6,反應器中污泥濃度在1500-2500mg/L,污泥齡在10-15d,排出的污泥作為污泥發酵罐的污泥來源。

說明書

說明書SBR利用污泥內碳源處理城市生活污水深度脫氮除磷的裝置和方法
技術領域
本發明涉及SBR利用污泥內碳源處理城市生活污水深度脫氮除磷的裝置和方法,屬于污泥污水處理技術領域。
背景技術
傳統的缺氧\厭氧\好氧SBR中,反硝化細菌優先利用碳源進行反硝化,待厭氧時聚磷菌往往因碳源的缺乏釋磷效果降低,也由此聚磷菌好氧吸磷受到限制,此外好氧時硝化菌進行硝化反應,即NH4+-N被氧化成NO2--N、NO3--N,出水中氨氮雖降低了,但TN依然很高,難以達到一級A標準,要想深度脫氮除磷,需投加外碳源,這無疑增加了運行成本。
短鏈脂肪酸是生物脫氮除磷的優質碳源,污泥厭氧發酵時可產生大量的短鏈脂肪酸,并且此短鏈脂肪酸用于污水處理工藝中能代替外加碳源去除污水的氨氮和磷,然而伴隨短鏈脂肪酸的生成,污泥發酵過程會釋放較高濃度的氨氮和磷,為避免增加工藝負荷,在使用發酵液作為碳源時,需去除其中的氨氮和磷。
因此本發明通過后置反硝化利用已去除氨氮和磷的污泥發酵液碳源將氮去除,下周期開始時反硝化菌不再和聚磷菌爭奪碳源,聚磷菌便可利用城市污水中的碳源進行釋磷,最終達到既無需外加碳源又能深度脫氮除磷的目的。
發明內容
本發明的目的就是為提高低C/N/P生活污水脫氮效果,降低運行成本,提出了SBR利用污泥內碳源處理城市污水深度脫氮除磷的裝置和方法。該裝置和方法中城市污水進入厭氧/好氧/缺氧SBR反應器,一個周期內首先厭氧下聚磷菌利用原水中的碳源進行厭氧釋磷,接著好氧下硝化菌進行硝化反應、聚磷菌吸磷,最后缺氧下反硝化菌利用污泥厭氧發酵產生的富含短鏈脂肪酸 的發酵液進行反硝化,重復以上過程,去除城市污水中的氮、磷。
本發明的目的是通過以下解決方案來解決的:SBR利用污泥內碳源處理城市生活污水深度脫氮除磷的裝置特征在于:設有污泥發酵罐1、發酵液分離池2、發酵液脫氮除磷池3、碳源儲備箱4、城市污水箱5、厭氧/好氧/缺氧SBR反應器6。
所述污泥發酵罐1為一密閉池體,設有第一攪拌器1.1,第一pH探頭1.2,通過排泥管與發酵液分離池2連接;
所述發酵液分離池2通過排發酵液管與發酵液脫氮除磷池3連接;
所述發酵液脫氮除磷池3設有第二攪拌器3.1,通過排液管與碳源儲備箱4連接;
所述碳源儲備箱4為一密閉箱體,通過第一進水泵4.1與厭氧/好氧/缺氧SBR反應器6連接;
所述城市污水箱5通過第二進水泵5.1與厭氧/好氧/缺氧SBR反應器6連接;
所述厭氧/好氧/缺氧SBR反應器6為一敞開反應器,設有第二pH探頭6.1,溶解氧探頭6.2,第三攪拌器6.3,通過空壓機6.4、氣體流量計6.5、曝氣頭6.6組成的曝氣系統對厭氧/好氧/缺氧SBR反應器進行充氧,通過污泥管與污泥發酵罐1連接。
城市污水、污泥在此裝置中的處理流程為:SBR排放的剩余污泥進入污泥發酵罐發酵,根據SRT排放發酵混合物至發酵液分離池進行泥水分離,分離后的上層發酵液進入發酵液脫氮除磷池去除發酵液中的氨氮和磷,之后富含短鏈脂肪酸的發酵液進入碳源儲備箱中供厭氧/好氧/缺氧SBR反應器使用;城市污水進入厭氧/好氧/缺氧SBR反應器,一個周期內首先厭氧下聚磷菌利用原水中的碳源進行厭氧釋磷,接著好氧下硝化菌進行硝化反應、聚磷菌吸磷,最后缺氧下反硝化菌利用污泥厭氧發酵產生的富含短鏈脂肪酸的發酵液進行反硝化。
SBR利用污泥內碳源處理城市生活污水深度脫氮除磷的方法,其特征在于 包括以下內容:
1)啟動階段:接種脫氮除磷污泥至SBR,控制污泥濃度在1500-2500mg/L;將濃度為6000-8000mg/L的剩余污泥加入至污泥發酵罐厭氧攪拌,控制發酵pH在9-10,溫度25-30℃。
2)運行階段:
污泥發酵罐:控制污泥停留時間SRT在6-8d,進泥濃度在6000-8000mg/L mg/L,發酵pH在9-10,溫度在25-30℃,根據SRT排放發酵混合物至發酵液分離池進行泥水分離,分離后的上層發酵液進入發酵液脫氮除磷池,根據發酵液脫氮除磷池中氨氮和磷的含量,向其中投加鎂鹽和磷酸鹽,使Mg:P:N摩爾比=1.2:0.8:1以去除發酵液中的氨氮和磷,之后富含短鏈脂肪酸的發酵液進入碳源儲備箱中供厭氧/好氧/缺氧SBR反應器使用。
厭氧/好氧/缺氧SBR反應器:城市污水進入后,首先厭氧攪拌,接著好氧攪拌,控制溶解氧濃度在2-4mg/L,然后停止曝氣并將碳源儲備箱中的發酵液輸入反應中繼續攪拌,然后靜置排水,最后閑置。控制排水比在0.4-0.6,反應器中污泥濃度在1500-2500mg/L,污泥齡在10-15d,排出的污泥作為污泥發酵罐的污泥來源。
本發明SBR利用污泥內碳源處理城市生活污水深度脫氮除磷的裝置和方法具有以下優點:
1)無外加碳源,利用污泥內碳源進行反硝化脫氮,降低了運行成本;
2)通過后置反硝化利用已去除氨氮和磷的污泥發酵液碳源將氮去除,下周期開始時反硝化菌不再和聚磷菌爭奪碳源,聚磷菌便可利用城市污水中的碳源進行釋磷;
3)厭氧/好氧/缺氧SBR反應器排放的污泥直接作為污泥發酵罐的污泥來源,實現自身污泥碳源開發,同時污泥減量。
附圖說明
圖1為本發明SBR利用污泥內碳源處理城市生活污水深度脫氮除磷的裝 置結構示意圖。
圖中1為污泥發酵罐、2為發酵液分離池、3為發酵液脫氮除磷池、4為碳源儲備箱、5為城市污水箱、6為厭氧/好氧/缺氧SBR反應器;1.1為第一攪拌器、1.2為第一pH探頭;3.1為第二攪拌器;4.1為第一進水泵;5.1為第二進水泵;6.1為第二pH探頭、6.2為溶解氧探頭、6.3為第三攪拌器、6.4為空壓機、6.5為氣體流量計、6.6為曝氣頭。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發明做進一步說明:SBR利用污泥內碳源處理城市生活污水深度脫氮除磷的裝置設有污泥發酵罐1、發酵液分離池2、發酵液脫氮除磷池3、碳源儲備箱4、城市污水箱5、厭氧/好氧/缺氧SBR反應器6。
所述污泥發酵罐1為一密閉池體,設有第一攪拌器1.1,第一pH探頭1.2,通過排泥管與發酵液分離池2連接;
所述發酵液分離池2通過排發酵液管與發酵液脫氮除磷池3連接;
所述發酵液脫氮除磷池3設有第二攪拌器3.1,通過排液管與碳源儲備箱4連接;
所述碳源儲備箱4為一密閉箱體,通過第一進水泵4.1與厭氧/好氧/缺氧SBR反應器6連接;
所述城市污水箱5通過第二進水泵5.1與厭氧/好氧/缺氧SBR反應器6連接;
所述厭氧/好氧/缺氧SBR反應器6為一敞開反應器,設有第二pH探頭6.1,溶解氧探頭6.2,第三攪拌器6.3,通過空壓機6.4、氣體流量計6.5、曝氣頭6.6組成的曝氣系統對厭氧/好氧/缺氧SBR反應器進行充氧,通過污泥管與污泥發酵罐1連接。
試驗采用北京工業大學家屬區生活污水作為原水,具體水質如下:COD濃度為120-200mg/L;-N濃度為50-67mg/L,-N≤0.5mg/L,-N ≤0.5mg/L。試驗系統如圖1所示,各反應器均采用有機玻璃制成,SBR有效體積為30L,污泥發酵罐有效體積4L。
具體操作如下:
1)啟動階段:接種脫氮除磷污泥至SBR,控制污泥濃度在2000mg/L;將濃度為6000mg/L的剩余污泥加入至污泥發酵罐厭氧攪拌,控制發酵pH在9-10,溫度25-30℃。
2)運行階段:
污泥發酵罐:控制污泥停留時間SRT在8d,進泥濃度在6000mg/L,進泥體積為500mL,發酵pH在9-10,溫度在25-30℃,根據SRT每天排放500mL的發酵混合物至發酵液分離池進行泥水分離,分離后的上層發酵液進入發酵液脫氮除磷池,向其中投加鎂鹽和磷酸鹽使Mg:P:N=1.2:0.8:1,去除發酵液中的氨氮和磷,之后富含短鏈脂肪酸的發酵液進入碳源儲備箱中供厭氧/好氧/缺氧SBR反應器使用。
厭氧/好氧/缺氧SBR反應器:啟動第二水泵將12L城市污水打入反應器,首先厭氧攪拌1h,接著好氧攪拌2h,控制溶解氧濃度在2-4mg/L,然后停止曝氣,在線監測反應器中-N和-N的濃度,根據1g-N需1.72gCOD,1g-N需2.85gCOD的關系,通過第二水泵將碳源儲備箱中的發酵液輸入反應器中,繼續攪拌1.5h,然后靜置30min后排水,最后閑置1h。控制排水比在0.4,反應器中污泥濃度在2000mg/L,污泥齡在12d,排出的污泥作為污泥發酵罐的污泥來源。
試驗結果表明:運行穩定后,SBR出水COD濃度為36-53mg/L,-N濃度0.3-0.7mg/L,-N濃度為0.3-0.7mg/L,-N濃度為0.2-0.8mg/L,PO43--P濃度為0.2-0.4mg/L;污泥發酵產酸量在800-1000mg/L,污泥減量30%。

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