CN101823814A - 一种一体化反硝化除磷脱氮的方法及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种一体化反硝化除磷脱氮方法及其系统。该系统由进水泵、厌氧池、初沉池、好氧硝化池、二沉池、缺氧池、吹脱池和终沉池经水管依次连接而成；所述厌氧池内装有搅拌装置和超越回流泵1，超越回流泵1经水管与终沉池连接；所述好氧硝化池内装有空气泵和硝化回流泵，硝化回流泵经水管与二沉池连接；所述缺氧池内装有搅拌装置和超越回流泵2，超越回流泵2经水管与初沉池连接。本发明非常适合COD/N较低的情形，可实现利用最少的COD消耗量，获得最大的脱氮除磷效率，有效减少占地面积、运行维护方便，较好的解决传统脱氮除磷工艺同时去除氮磷效果不好的弊端。
Description
技术领域
本发明属于水污染控制与处理技术领域，特别涉及一种一体化反硝化除磷脱氮方法及其系统，该发明主要应用于含氮磷污染的城市生活污水的同时生物脱氮除磷的强化处理系统。
背景技术
传统的生物除磷脱氮工艺一直为国内外广泛采用，如人们熟知的A/O、A/A/O、SBR工艺及多种改进的新工艺及其变形如UCT、MUCT、VIP和JHB工艺等，都能有效的去除废水中的氮磷。但是，传统生物脱氮及同时脱氮除磷工艺都存在占地面积比较大、基建投资和运行费用较高，运行控制较为复杂等不足，且存在以下弊端：(1)COD的氧化和氨氮的硝化耗能巨大，且在COD氧化过程中，无形中失去了贮存在COD中的大量化学能；(2)缺氧反硝化与聚磷菌的生物释磷时对COD存在争夺；(3)传统工艺中涉及污泥及混合回流液的多重回流；(4)传统除磷工艺通过好氧排放剩余污泥实现除磷目的，剩余污泥量处理量大，成本高；(5)硝化菌、反硝化菌、聚磷菌和异氧菌等微生物均处于同一系统，不能各自优势繁殖，影响稳定的处理效果。这些已不能满足目前污水处理低能耗，高去除率，减少二次污染的新要求。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的不足之处，本发明的首要目的在于提供一种一体化反硝化除磷脱氮系统；该系统占地紧凑，易于维护运行的污水同时脱氮除磷处理。
本发明的另一目的在于提供一种根据上述一体化反硝化除磷脱氮系统进行反硝化除磷脱氮的方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种一体化反硝化除磷脱氮系统，其特征在于：该系统由进水泵、厌氧池、初沉池、好氧硝化池、二沉池、缺氧池、吹脱池和终沉池经水管依次连接而成；所述厌氧池内装有搅拌装置和超越回流泵1，超越回流泵1经水管与终沉池连接；所述好氧硝化池内装有空气泵和硝化回流泵，硝化回流泵经水管与二沉池连接；所述缺氧池内装有搅拌装置和超越回流泵2，超越回流泵2经水管与初沉池连接。
所述厌氧池的最佳水力停留时间(HRT)为2～3.0h；所述好氧硝化池的最佳水力停留时间为4.5～9.0h；所述缺氧池的最佳水力停留时间为3.0～6.0h；所述吹脱池的最佳水力停留时间为10～30min；所述终沉池的最佳水力停留时间为1.5～3.0h。
所述厌氧池设有取样口3个；所述好氧硝化池设有取样口1个；所述缺氧池设有取样口1个。
所述好氧硝化池内设有曝气装置，曝气装置上有8个曝气头；所述吹脱池内设有曝气装置。
一种根据上述的一体化反硝化除磷脱氮系统进行反硝化除磷脱氮的方法，包括以下操作步骤：
将含氮磷的实际生活污水进入调节池后，经由进水泵注入厌氧池中，搅拌2～3h之后，引入初沉池中，静置沉淀0.75～1.50h，得到上清液1和厌氧-缺氧污泥；将厌氧-缺氧污泥经超越回流泵2直接泵入缺氧池中；将上清液1引入好氧硝化池中，通过空气泵向好氧消化池中充入空气，进行硝化反应；将硝化反应后的硝化液体引入二沉池中，静置沉淀0.75～1.5h，得到上清液2和好氧污泥；将好氧污泥经硝化回流泵泵回好氧硝化池中；将上清液2引入缺氧池中，与厌氧-缺氧污泥混合搅拌反应3～6h，得到泥水混合物；将泥水混合物引入吹脱池中进行吹脱曝气后，引入终沉池中静置沉淀，所得上清液为最终出水，所得沉淀物按照回流体积百分比为30～35％，经超越回流泵1泵回厌氧池中，剩余沉淀物通过排泥口排出。
所述污水的pH值为6～8。
所述将厌氧-缺氧污泥经超越回流泵2直接泵入缺氧池中的回流体积百分比为30～35％；所述将好氧污泥经硝化回流泵泵回好氧硝化池中的回流体积百分比为150～200％。
所述厌氧-缺氧污泥为带有反硝化除磷菌(DPB菌)的活性污泥；所述好氧污泥为硝化细菌为主的活性污泥。
所述注入、引入、泵入和泵回的流量为10～20L/h。
所述硝化反应中开启曝气装置，曝气量以控制溶解氧(DO)在3.0～4.5mg/L之间调节；所述硝化反应的温度为20～30℃。
所述调节池就是把污水提升到这里面暂时存放调节后进入后续的一体化装置，起到稳定水质的调节作用。
所述吹脱曝气阶段的目的主要是吹脱缺氧段反硝化产生的氮气和强化DPB菌的活性，同时也具有微弱的脱氮除磷作用，对于泥水的有效分离也具有一定的效果，出水的SS会因此而得到较好的控制。
本发明与现有技术相比，具有如下突出优点和有益效果：本发明工艺，非常适合COD/N较低的情形，可实现利用最少的化学需氧量的消耗量，获得最大的脱氮除磷效率，比传统工艺的COD消耗量少30％，耗氧量少20％，产生的污泥量少30％，可减少30％的反应器体积，有效减少占地面积、运行维护方便，较好的解决传统脱氮除磷工艺同时去除氮磷效果不好的弊端。
附图说明
图1是本发明一体化反硝化脱氮除磷系统图。
图2是图1的A-A剖面图。
图3是图1的B-B剖面图。
图4是本发明一体化反硝化脱氮除磷方法流程图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一体化反硝化脱氮除磷系统如图1～3所示：由进水泵、厌氧池、初沉池、好氧硝化池、二沉池、缺氧池、吹脱池和终沉池经水管依次连接而成；所述厌氧池内装有搅拌装置和超越回流泵1，超越回流泵1经水管与终沉池连接；所述好氧硝化池内装有空气泵和硝化回流泵，硝化回流泵经水管与二沉池连接；所述缺氧池内装有搅拌装置和超越回流泵2，超越回流泵2经水管与初沉池连接。
利用上述一体化反硝化脱氮除磷系统对污水进行反硝化脱氮除磷(流程图如图2所示)：
将含氮磷的实际生活污水(氨氮含量＜35mg/L，总磷含量＜5mg/L，化学需氧量＜300mg/L，pH值为6)进入调节池后，以Q＝10L/h的流量经由进水泵注入厌氧池中，搅拌3h之后，引入初沉池中，静置沉淀1.5h，得到上清液1和厌氧-缺氧污泥(为带有反硝化除磷菌的活性污泥)；将厌氧-缺氧污泥经超越回流泵2直接泵入缺氧池中(回流体积百分比为30％)，将上清液1引入好氧硝化池中，通过空气泵向好氧消化池中充入空气，进行硝化反应9h(硝化反应中开启曝气装置，曝气量以控制溶解氧在3.5mg/L之间调节，反应温度控制在25℃)；将硝化反应后的硝化液体引入二沉池中，静置沉淀3.0h，得到上清液2和好氧污泥(为硝化细菌为主的活性污泥)；将好氧污泥经硝化回流泵泵回好氧硝化池(回流体积百分比为150％)中；将上清液2引入缺氧池中，与厌氧-缺氧污泥混合搅拌反应6h，得到泥水混合物；将泥水混合物引入吹脱池中进行吹脱曝气10min后，引入终沉池中静置沉淀3h，所得上清液为最终出水，所得沉淀物按照回流体积百分比为33％，经超越回流泵1泵回厌氧池中，剩余沉淀物通过排泥口排出。上述注入、引入、泵入和泵回的流量为10L/h。控制系统污泥龄(就是控制排泥来达到系统的除磷效果)(SRT)为20天。
测定出水的COD为32mg/L，氨氮浓度仅有0.50mg/L，总磷的浓度有效控制在0.7mg/L，总氮浓度被控制在5.0mg/L。COD、氨氮、总磷、总氮的去除率分别达到了90％、98％、87％和87％，满足城镇污水处理厂污染物排放标准GB 18918-2002的一级B标准。
实施例2
利用实施例1所述一体化反硝化脱氮除磷系统对污水进行反硝化脱氮除磷(流程图如图2所示)：
将含氮磷的实际生活污水(氨氮含量＜35mg/L，总磷含量＜5mg/L，化学需氧量＜300mg/L，pH值为8)进入调节池后，以Q＝15L/h的流量经由进水泵注入厌氧池中，搅拌2h之后，引入初沉池中，静置沉淀1.0h，得到上清液1和厌氧-缺氧污泥(为带有反硝化除磷菌的活性污泥)；将厌氧-缺氧污泥经超越回流泵2直接泵入缺氧池中(回流体积百分比为30％)，将上清液1引入好氧硝化池中，通过空气泵向好氧消化池中充入空气，进行硝化反应6h(硝化反应中开启曝气装置，曝气量以控制溶解氧在3.0mg/L之间调节，反应温度控制在20℃)；将硝化反应后的硝化液体引入二沉池中，静置沉1.5h，得到上清液2和好氧污泥(为硝化细菌为主的活性污泥)；将好氧污泥经硝化回流泵泵回好氧硝化池(回流体积百分比为150％)中；将上清液2引入缺氧池中，与厌氧-缺氧污泥混合搅拌反应4h，得到泥水混合物；将泥水混合物引入吹脱池中进行吹脱曝气30min后，引入终沉池中静置沉淀1.5h，所得上清液为最终出水，所得沉淀物按照回流体积百分比为30％，经超越回流泵1泵回厌氧池中，剩余沉淀物通过排泥口排出。上述注入、引入、泵入和泵回的流量为15L/h。控制系统污泥龄(就是控制排泥来达到系统的除磷效果)(SRT)为20天。
测定出水的COD为30mg/L，氨氮浓度仅有1.00mg/L，总磷的浓度有效控制在0.5mg/L之内，总氮浓度被控制在5.0mg/L。COD、氨氮、总磷、总氮的去除率分别达到了91％、97％、88％和87％，满足城镇污水处理厂污染物排放标准GB 18918-2002的一级A标准。
实施例3
利用实施例1所述一体化反硝化脱氮除磷系统对污水进行反硝化脱氮除磷(流程图如图2所示)：
将含氮磷的实际生活污水(氨氮含量＜35mg/L，总磷含量＜5mg/L，化学需氧量＜300mg/L，pH值为7)进入调节池后，以Q＝20L/h的流量经由进水泵注入厌氧池中，搅拌2.5h之后，引入初沉池中，静置沉淀0.75h，得到上清液1和厌氧-缺氧污泥(为带有反硝化除磷菌的活性污泥)；将厌氧-缺氧污泥经超越回流泵2直接泵入缺氧池中(回流体积百分比为35％)，将上清液1引入好氧硝化池中，通过空气泵向好氧消化池中充入空气，进行硝化反应4.5h(硝化反应中开启曝气装置，曝气量以控制溶解氧在4.5mg/L之间调节，反应温度控制在20℃)；将硝化反应后的硝化液体引入二沉池中，静置沉淀1.5h，得到上清液2和好氧污泥(为硝化细菌为主的活性污泥)；将好氧污泥经硝化回流泵泵回好氧硝化池(回流体积百分比为250％)中；将上清液2引入缺氧池中，与厌氧-缺氧污泥混合搅拌反应3h，得到泥水混合物；将泥水混合物引入吹脱池中进行吹脱曝气20min后，引入终沉池中静置沉淀2h，所得上清液为最终出水，所得沉淀物按照回流体积百分比为35％，经超越回流泵1泵回厌氧池中，剩余沉淀物通过排泥口排出。上述注入、引入、泵入和泵回的流量为20L/h。控制系统污泥龄(就是控制排泥来达到系统的除磷效果)(SRT)为20天。
测定出水的COD为40mg/L，氨氮浓度仅有3.0mg/L，总磷的浓度有效控制在1.2mg/L，总氮浓度被控制在10.0mg/L。COD、氨氮、总磷、总氮的去除率分别达到了85％、92％、75％和80％，满足城镇污水处理厂污染物排放标准GB 18918-2002的二级排放标准。
上述实施例，特别是实施例2为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种一体化反硝化除磷脱氮系统，其特征在于：该系统由进水泵、厌氧池、初沉池、好氧硝化池、二沉池、缺氧池、吹脱池和终沉池经水管依次连接而成；所述厌氧池内装有搅拌装置和超越回流泵1，超越回流泵1经水管与终沉池连接；所述好氧硝化池内装有空气泵和硝化回流泵，硝化回流泵经水管与二沉池连接；所述缺氧池内装有搅拌装置和超越回流泵2，超越回流泵2经水管与初沉池连接。
2.根据权利要求1所述的一种一体化反硝化除磷脱氮系统，其特征在于：所述厌氧池的最佳水力停留时间为2～3h；所述好氧硝化池的最佳水力停留时间为4.5～9h；所述缺氧池的最佳水力停留时间为3～6h；所述吹脱池的最佳水力停留时间为20～30min；所述终沉池的最佳水力停留时间为1.5～3.0h。
3.根据权利要求1所述的一种一体化反硝化除磷脱氮系统，其特征在于：所述厌氧池设有取样口3个；所述好氧硝化池设有取样口1个；所述缺氧池设有取样口1个。
4.根据权利要求1所述的一种一体化反硝化除磷脱氮系统，其特征在于：所述好氧硝化池内设有曝气装置，曝气装置上有8个曝气头；所述吹脱池内设有曝气装置；所述系统由不锈钢材料制成。
5.一种根据权利要求1所述的一体化反硝化除磷脱氮系统进行反硝化除磷脱氮的方法，其特征在于包括以下操作步骤：
将含氮磷的实际生活污水进入调节池后，经由进水泵注入厌氧池中，搅拌2～3h之后，引入初沉池中，静置沉淀1.0～1.5h，得到上清液1和厌氧-缺氧污泥；将厌氧-缺氧污泥经超越回流泵2直接泵入缺氧池中；将上清液1引入好氧硝化池中，通过空气泵向好氧消化池中充入空气，进行硝化反应；将硝化反应后的硝化液体引入二沉池中，静置沉淀1.0～1.5h，得到上清液2和好氧污泥；将好氧污泥经硝化回流泵泵回好氧硝化池中；将上清液2引入缺氧池中，与厌氧-缺氧污泥混合搅拌反应3～6h，得到泥水混合物；将泥水混合物引入吹脱池中进行吹脱曝气后，引入终沉池中静置沉淀，所得上清液为最终出水，所得沉淀物按照回流体积百分比为30～35％，经超越回流泵1泵回厌氧池中，剩余沉淀物通过排泥口排出。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述实际生活污水中的氨氮含量＜35mg/L，总磷含量＜5mg/L，化学需氧量＜300mg/L，pH值为6～8。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述将厌氧-缺氧污泥经超越回流泵2直接泵入缺氧池中的回流体积百分比为30～35％；所述将好氧污泥经硝化回流泵泵回好氧硝化池中的回流体积百分比为150～250％。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述注入、引入、泵入和泵回的流量为10～20L/h。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述硝化反应中开启曝气装置，曝气量以控制溶解氧在3.0～4.5mg/L之间调节。
10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述硝化反应的温度为20～30℃。
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