專利名稱：反硝化聚糖菌城市污水處理裝置及處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種反硝化聚糖菌城市污水處理裝置及 處理方法。
背景技術(shù)：
聚糖菌(Glycogen Accumulating Organisms GAOs)的典型特征是以糖原作為厭 氧代謝能源，表現(xiàn)為厭氧吸收并儲存有機物但不釋磷，好氧階段合成糖原而不吸磷。聚糖菌 的研究是由生物除磷系統(tǒng)(EBPR)引發(fā)，近年來的研究發(fā)現(xiàn)，聚糖菌廣泛地存在于EBI5R系統(tǒng)中。長期以來，眾多研究的主要目的是實現(xiàn)調(diào)控EBra系統(tǒng)中以聚磷菌為優(yōu)勢菌群，而 抑制聚糖菌的生長。因此與對聚磷菌的研究比較，對聚糖菌的認識還遠遠不足。直到近年 來研究發(fā)現(xiàn)與聚磷菌類似，聚糖菌具有反硝化能力，將其稱為反硝化聚糖菌(Denitrifying Glycogen Accumul-ating Organisms，DGAOs)。并且在厭氧-缺氧條件下富集 DGAOs。批 式試驗結(jié)果表明該DGAOs能夠還原硝酸鹽，并且，這一重要結(jié)果被研究者廣泛認可，這為聚 糖菌的應(yīng)用提供堅實的理論基礎(chǔ)。然而，如何發(fā)揮聚糖菌的反硝化特征，實現(xiàn)其對污染物的 同步高效去除，并建立以聚糖菌為核心的新型污水生物處理工藝具有重要的現(xiàn)實意義。SBR^ ^ ^ (Sequencing Batch Reactor Activated SludgeProcess) 是一種以間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術(shù)，它的主要特征是SBR反應(yīng)器在運 行上的有序和間歇操作。SBR生化反應(yīng)的基本工作周期可由進水、反應(yīng)、沉淀、排水和閑置幾 個階段組成。其中反應(yīng)階段包括好氧、缺氧及厭氧生化反應(yīng)階段。SBR技術(shù)的核心是SBR反 應(yīng)池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池。設(shè)計、操作簡單，占地面積??；可以 積累高濃度的污泥，承受較高的容積負荷及沖擊負荷，間歇進水可以改善污泥沉淀性能?？?之，由于SBR工藝在時間和空間上的特點形成了其運行操作上的靈活性。如能基于SBR反 應(yīng)池充分利用和發(fā)揮聚糖菌反硝化功能，將會建立一種新型、經(jīng)濟、高效的污水處理工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于針對上述問題，提供一種反硝化聚糖菌城市污水處理裝置 及處理方法，利用序批式反應(yīng)器SBR，采用不同的運行方式，即好氧池中以硝化菌為主體，主 要完成硝化反應(yīng)將氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮；厭氧/缺氧池以反硝化聚糖菌為主體，完成污水中 有機物的去除和反硝化脫氮，最終實現(xiàn)城市污水的有效凈化，達到提高脫氮效率、節(jié)能、二 次污染小、簡化工藝流程、減少運行成本的效果。本發(fā)明的作用原理是厭氧階段聚糖菌利用胞內(nèi)儲存糖原為能量來源，將進水中 有機物轉(zhuǎn)化為胞內(nèi)儲存物質(zhì)儲存，實現(xiàn)對污水中有機物的去除；缺氧階段聚糖菌利用胞內(nèi) 儲存物質(zhì)為碳源，將污水中的硝態(tài)氮還原為氣態(tài)產(chǎn)物，實現(xiàn)對污水中氮的去除。這一過程中 可以最大限度地利用污水中的有機物實現(xiàn)生物脫氮，而無需像傳統(tǒng)工藝那樣依靠外加碳源 進行脫氮，而浪費了污水原有的有機物。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種反硝化聚糖菌城市污水處理裝置，包括序批式反應(yīng)池，中間水箱，其特征在于 所述的序批式反應(yīng)池包括有效體積相同、內(nèi)設(shè)攪拌裝置的A厭氧/缺氧池及B厭氧/缺氧 池，一個有效體積為A厭氧/缺氧池有效體積3 5倍的好氧池，好氧池底部設(shè)置曝氣器， 所述中間水箱的有效體積與好氧池的有效體積相同，A、B厭氧/缺氧池的厭氧水出水口均 連至好氧池上端口，好氧池排水口連至中間水箱上端口，中間水箱內(nèi)的水分別通過兩個潛 水泵輸送到A厭氧/缺氧池及B厭氧/缺氧池。一種采用上述反硝化聚糖菌城市污水處理裝置進行城市污水處理的方法，其特征 在于采用序批式運行方式，A、B厭氧/缺氧池的污泥濃度為2000 7000mg/L ；好氧池的污 泥濃度為1500 4000mg/L ；所述各反應(yīng)池的排水體積交換率為60 % 80 %，污泥泥齡均 控制在30 60天；A、B厭氧/缺氧池及好氧池在12 37°C溫度范圍內(nèi)同時運行，具體操 作如下A厭氧/缺氧池的運行方式為進污水-厭氧攪拌-沉淀-排水至好氧池-進中 間水箱的水-缺氧攪拌-沉淀-由排水口排水；B厭氧/缺氧池的運行方式為進中間水箱的水-缺氧攪拌-沉淀-由排水口排 水-進污水-厭氧攪拌-沉淀-排水至好氧池；好氧池的運行方式為進污水，進水體積為A厭氧/缺氧池進水體積的1 2 倍-好氧曝氣，控制好氧池的溶解氧濃度為2. 0 6. Omg/L,好氧曝氣過程中進A厭氧/缺 氧池的厭氧出水-沉淀-排水至中間水箱-進B厭氧/缺氧池的厭氧出水；其中進污水時間為5 20分鐘，厭氧攪拌時間為60 120分鐘，沉淀時間為 10 30分鐘，排水至好氧池時間為10 30分鐘，進中間水箱水時間為5 20分鐘，缺氧 攪拌時間為60 180分鐘，排水時間為10 30分鐘，好氧曝氣時間為140 300分鐘。本發(fā)明的有益效果是提供的反硝化聚糖菌城市污水處理裝置及采用該裝置的處 理方法與傳統(tǒng)城市污水生物脫氮工藝比較具有如下優(yōu)勢(1)該裝置及其方法有效利用聚 糖菌胞內(nèi)儲存機制，可以最大限度地利用污水中碳源進行反硝化，無需外加碳源。另外，有 機碳源的合理利用也最大限度地避免了好氧氧化產(chǎn)生的大量二氧化碳等溫室效應(yīng)氣體，因 此具有節(jié)能、二次污染小的特點；( 該裝置及其應(yīng)用方法將不同代謝功能的菌群分置在 不同的反應(yīng)器中，因此，可充分利用聚糖菌和硝化菌的代謝功能，與常規(guī)工藝比較脫氮效率 高；脫氮效率通?？蛇_到70-98% ； (3)無需污泥回流，減少運行成本，且工藝流程簡單，運 行自動化程度高，操作簡便。


圖1是反硝化聚糖菌城市污水處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中IA厭氧/缺氧池，IOA厭氧/缺氧池排水口，1IA厭氧/缺氧池污水進水口， 12A厭氧/缺氧池厭氧水出水口，13A厭氧/缺氧池中間水箱水進水口，2B厭氧/缺氧池， 20B厭氧/缺氧池排水口，21B厭氧/缺氧池污水進水口，22B厭氧/缺氧池厭氧水出水口， 23B厭氧/缺氧池中間水箱水進水口，3好氧池，31好氧池污水進水口，32好氧池排水口，4 曝氣器，51-52攪拌裝置，61-62潛水泵，7中間水箱。以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明詳細說明。
具體實施例方式實施例1圖1是反硝化聚糖菌城市污水處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，是一種反硝化 聚糖菌城市污水處理裝置，包括序批式反應(yīng)池，中間水箱，其特征在于上述的序批式反應(yīng)池 包括有效體積相同、分別內(nèi)設(shè)攪拌裝置51、52的A厭氧/缺氧池1及B厭氧/缺氧池2及 一個有效體積為A厭氧/缺氧池1有效體積3 5倍的好氧池3，好氧池3內(nèi)底部設(shè)置曝 氣器4，上述中間水箱7的有效體積與好氧池3的有效體積相同，A厭氧/缺氧池1及B厭 氧/缺氧池2的厭氧水出水口 12、22均連至好氧池3上端口，好氧池排水口 32連至中間水 箱7上端口，中間水箱7內(nèi)的水分別通過兩個潛水泵61、62輸送到A厭氧/缺氧池1中間 水箱水進水口 13及B厭氧/缺氧池2中間水箱水進水口 23，A厭氧/缺氧池1及B厭氧/ 缺氧池2還分別設(shè)有污水進水口 11、21及排水口 10、20。好氧池3設(shè)有污水進水口 31。實施例2-1本實施例為一種采用實施例1所述的反硝化聚糖菌城市污水處理裝置進行城市 污水處理的方法。A厭氧/缺氧池1和B厭氧/缺氧池2的有效體積均為10升，好氧池3 的有效體積為30升，中間水箱有效體積為30升，采用序批式運行方式，A、B厭氧/缺氧池 1、2污泥濃度為3000 7000mg/L ；好氧池3的污泥濃度為1500 2500mg/L ；上述各反應(yīng)池 的排水體積交換率為60% ；污泥泥齡均控制在30天；處理某城市污水，按照國家環(huán)境保護 總局編寫、中國環(huán)境科學(xué)出版社出版的《水和廢水監(jiān)測分析方法(第四版)》規(guī)定的國家標 準方法進行水質(zhì)檢測，進水以COD計濃度為150 200mg/L，氨氮30 40mg/L，總氮35 50mg/L。A厭氧/缺氧池1、B厭氧/缺氧池2及好氧池3在15 25°C溫度范圍內(nèi)同時運 行，具體操作如下A厭氧/缺氧池1運行方式為由污水進水口 11進污水5分鐘-厭氧攪拌60分 鐘-沉淀10分鐘-由厭氧水出水口 12排水至好氧池10分鐘-由中間水箱水進水口 13進 中間水箱7的水5分鐘-缺氧攪拌60分鐘-沉淀10分鐘-由排水口 10排水10分鐘；B厭氧/缺氧池2的運行方式為由中間水箱水進水口 23進中間水箱7的水5分 鐘-缺氧攪拌60分鐘-沉淀10分鐘-由排水口 20排水10分鐘-由污水進水口 21進污 水5分鐘-厭氧攪拌60分鐘-沉淀10分鐘-由厭氧水出水口 22排水至好氧池10分鐘；好氧池的運行方式為由污水進水口 31進污水5分鐘，進水體積與A厭氧/缺氧 池進水體積相同-好氧曝氣135分鐘，控制好氧池的溶解氧濃度為2. 0 6. Omg/L，好氧曝 氣過程中進A厭氧/缺氧池的厭氧出水-沉淀10分鐘-由好氧池排水口 32排水至中間水 箱10分鐘-進B厭氧/缺氧池1的厭氧出水10分鐘；A厭氧/缺氧池1和B厭氧/缺氧池2在厭氧攪拌過程中利用胞內(nèi)糖原降解能量 完成對污水中有機物的胞內(nèi)儲存，好氧池3主要是在曝氣條件下將氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮。A厭 氧/缺氧池1和B厭氧/缺氧池2在缺氧攪拌中，聚糖菌利用胞內(nèi)儲存物質(zhì)完成反硝化反 應(yīng)。出水以COD計濃度為20 40mg/L，氨氮0. 1 3. Omg/L,總氮1. 5 6. Omg/L。可以看 出，脫氮效率達到83 98%。實施例2-2本實施例為一種采用實施例1所述的反硝化聚糖菌城市污水處理裝置進行城市污水處理的方法。A厭氧/缺氧池1和B厭氧/缺氧池2的有效體積均為20升，好氧池3 的有效體積為80升，中間水箱有效體積為80升，采用序批式運行方式，A、B厭氧/缺氧池 1、2污泥濃度為3000 7000mg/L ；好氧池3的污泥濃度為2500 4000mg/L ；上述各反應(yīng) 池的排水體積交換率為75%;污泥泥齡均控制在60天；采用某城市污水理廠初沉池出水為 進水水源，按照國家環(huán)境保護總局編寫、中國環(huán)境科學(xué)出版社出版的《水和廢水監(jiān)測分析方 法(第四版)》規(guī)定的國家標準方法進行水質(zhì)檢測，進水以COD計濃度為100 200mg/L， 氨氮20 30mg/L，總氮25 35mg/L。A厭氧/缺氧池1、B厭氧/缺氧池2及好氧池3在 25 35°C溫度范圍內(nèi)同時運行，具體操作如下A厭氧/缺氧池1運行方式為由污水進水口 11進污水10分鐘-厭氧攪拌90分 鐘-沉淀20分鐘-由厭氧水出水口 12排水至好氧池20分鐘-由中間水箱水進水口 13進 中間水箱7的水10分鐘-缺氧攪拌90分鐘-沉淀20分鐘-由排水口 10排水20分鐘；B厭氧/缺氧池2的運行方式為由中間水箱水進水口 23進中間水箱7的水10分 鐘-缺氧攪拌90分鐘-沉淀20分鐘-由排水口 20排水20分鐘-進污水10分鐘-厭氧 攪拌90分鐘-沉淀20分鐘-由厭氧水出水口 22排水至好氧池20分鐘；好氧池的運行方式為由污水進水口 31進污水10分鐘，進水體積與A厭氧/缺氧 池進水體積相同-好氧曝氣210分鐘，控制好氧池的溶解氧濃度為2. 0 6. Omg/L，好氧曝 氣過程中進A厭氧/缺氧池的厭氧出水-沉淀20分鐘-由好氧池排水口 32排水至中間水 箱20分鐘-進B厭氧/缺氧池1的厭氧出水20分鐘；A厭氧/缺氧池1和B厭氧/缺氧池2在厭氧攪拌過程中利用胞內(nèi)糖原降解能量 完成對污水中有機物的胞內(nèi)儲存，好氧池3主要是在曝氣條件下將氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮。A厭 氧/缺氧池1和B厭氧/缺氧池2在缺氧攪拌中，聚糖菌利用胞內(nèi)儲存物質(zhì)完成反硝化反 應(yīng)。出水以COD計濃度30 40mg/L，氨氮0. 5 5. Omg/L,總氮4. 5 6. Omg/L?？梢钥?出，脫氮效率達到76 87%。實施例2-3本實施例為一種采用實施例1所述的反硝化聚糖菌城市污水處理裝置進行城市 污水處理的方法。A厭氧/缺氧池1和B厭氧/缺氧池2的有效體積均為10升，好氧池3 的有效體積為50升，中間水箱有效體積為50升，采用序批式運行方式，A、B厭氧/缺氧池 1、2污泥濃度為3000 7000mg/L ；好氧池3的污泥濃度為3000 4000mg/L ；上述各反應(yīng) 池的排水體積交換率為70%，污泥泥齡均控制在45天；采用某城市污水處理廠初沉池出水 為進水水源，按照國家環(huán)境保護總局編寫、中國環(huán)境科學(xué)出版社出版的《水和廢水監(jiān)測分析 方法(第四版)》規(guī)定的國家標準方法進行水質(zhì)檢測，進水以COD計濃度為100 200mg/L， 氨氮20 30mg/L，總氮25 35mg/L。A厭氧/缺氧池1、B厭氧/缺氧池2及好氧池3在 20 30°C溫度范圍內(nèi)同時運行，具體操作如下A厭氧/缺氧池1運行方式為由污水進水口 11進污水20分鐘-厭氧攪拌120分 鐘-沉淀30分鐘-由厭氧水出水口 12排水至好氧池30分鐘-由中間水箱水進水口 13進 中間水箱7的水20分鐘-缺氧攪拌170分鐘-沉淀30分鐘-由排水口 10排水30分鐘；B厭氧/缺氧池2的運行方式為由中間水箱水進水口 23進中間水箱7的水20 分鐘-缺氧攪拌170分鐘-沉淀30分鐘-由排水口 20排水30分鐘-由污水進水口 21進 污水20分鐘-厭氧攪拌120分鐘-沉淀30分鐘-由厭氧水出水口 22排水至好氧池30分鐘；好氧池的運行方式為由污水進水口 31進污水20分鐘，進水體積與A厭氧/缺氧 池進水體積相同-好氧曝氣290分鐘，控制好氧池的溶解氧濃度為2. 0 6. Omg/L，好氧曝 氣過程中進A厭氧/缺氧池的厭氧出水-沉淀30分鐘-由好氧池排水口 32排水至中間水 箱30分鐘-進B厭氧/缺氧池1的厭氧出水30分鐘。A厭氧/缺氧池1和B厭氧/缺氧池2在厭氧攪拌過程中利用胞內(nèi)糖原降解能量 完成對污水中有機物的胞內(nèi)儲存，好氧池3主要是在曝氣條件下將氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮。A厭 氧/缺氧池1和B厭氧/缺氧池2在缺氧攪拌中，聚糖菌利用胞內(nèi)儲存物質(zhì)完成反硝化反 應(yīng)。出水以COD計濃度30 40mg/L，氨氮0. 2 2. Omg/L,總氮3. 5 6. Omg/L?？梢钥?出，脫氮效率達到76 90%。以上所述，僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并非對本發(fā)明的內(nèi)容作任何形式上的 限制。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均 仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種反硝化聚糖菌城市污水處理裝置，包括序批式反應(yīng)池，中間水箱，其特征在于所 述的序批式反應(yīng)池包括有效體積相同、內(nèi)設(shè)攪拌裝置的A厭氧/缺氧池及B厭氧/缺氧池， 一個有效體積為A厭氧/缺氧池有效體積3 5倍的好氧池，好氧池底部設(shè)置曝氣器，所述 中間水箱的有效體積與好氧池的有效體積相同，A、B厭氧/缺氧池的厭氧水出水口均連至 好氧池上端口，好氧池排水口連至中間水箱上端口，中間水箱內(nèi)的水分別通過兩個潛水泵 輸送到A厭氧/缺氧池及B厭氧/缺氧池。
2.一種采用如權(quán)利要求1所述的反硝化聚糖菌城市污水處理裝置進行城市污水處理 的方法，其特征在于采用序批式運行方式，A、B厭氧/缺氧池的污泥濃度為2000 7000mg/ L ；好氧池的污泥濃度為1500 4000mg/L ；所述各反應(yīng)池的排水體積交換率為60 % 80%,污泥泥齡均控制在30 60天；A、B厭氧/缺氧池及好氧池在12 37°C溫度范圍內(nèi) 同時運行，具體操作如下A厭氧/缺氧池的運行方式為進污水-厭氧攪拌-沉淀-排水至好氧池-進中間水 箱的水-缺氧攪拌-沉淀-由排水口排水；B厭氧/缺氧池的運行方式為進中間水箱的水-缺氧攪拌-沉淀-由排水口排水-進 污水-厭氧攪拌-沉淀-排水至好氧池；好氧池的運行方式為進污水，進水體積為A厭氧/缺氧池進水體積的1 2倍-好氧 曝氣，控制好氧池的溶解氧濃度為2. 0 6. Omg/L，好氧曝氣過程中進A厭氧/缺氧池的厭 氧出水-沉淀-排水至中間水箱-進B厭氧/缺氧池的厭氧出水；其中進污水時間為5 20分鐘，厭氧攪拌時間為60 120分鐘，沉淀時間為10 30 分鐘，排水至好氧池時間為10 30分鐘，進中間水箱水時間為5 20分鐘，缺氧攪拌時間 為60 180分鐘，排水時間為10 30分鐘，好氧曝氣時間為140 300分鐘。
全文摘要
本發(fā)明涉及反硝化聚糖菌城市污水處理裝置及處理方法，包括序批式反應(yīng)池，中間水箱，反應(yīng)池有A、B厭氧/缺氧池，有效體積為A厭氧/缺氧池有效體積3～5倍的好氧池，中間水箱與好氧池有效體積相同，A、B厭氧/缺氧池的厭氧水出水口連至好氧池好氧池連中間水箱，中間水箱的水分別輸送到A、B厭氧/缺氧池；處理方法各反應(yīng)池同時運行，A厭氧/缺氧池的運行方式進污水-厭氧攪拌-沉淀-排水至好氧池-進中間水箱的水-缺氧攪拌-沉淀-由排水口排水；B厭氧/缺氧池的運行方式進中間水箱的水-缺氧攪拌-沉淀-由排水口排水-進污水-厭氧攪拌-沉淀-排水至好氧池。本發(fā)明的優(yōu)點是提高脫氮效率，節(jié)能、二次污染小，簡化工藝。
文檔編號C02F1/52GK102060413SQ20101054518
公開日2011年5月18日 申請日期2010年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月15日
發(fā)明者張斌, 李君文, 王新為, 王景峰, 諶志強, 邱志剛, 金敏, 陳照立 申請人:中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院衛(wèi)生學(xué)環(huán)境醫(yī)學(xué)研究所