專利名稱：連續(xù)流污水低氧短程脫氮處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于污水生物處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種連續(xù)流污水低氧短程脫氮
處理裝置。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，用水量越來越大，水體污染也在加劇，因此，有效控制水污 染，保護(hù)本來就十分稀缺的淡水資源，直接關(guān)系到我國(guó)經(jīng)濟(jì)的健康快速發(fā)展?！冻擎?zhèn)污水處 理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918-2002)對(duì)氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素的排放控制越來越嚴(yán)格，在城 市污水生物處理系統(tǒng)中，如何提高低C/N比污水的脫氮除磷效率一直是個(gè)難點(diǎn)?，F(xiàn)有的脫 氮除磷工藝，如A/A/0、UCT、MUCT, SBR、CASS/CAST等，都基于傳統(tǒng)的脫氮理論，即氨氮和有 機(jī)氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮以后再進(jìn)行反硝化脫氮，這不僅耗時(shí)從而導(dǎo)致反應(yīng)池容積增大，而且 耗氧量也多，投資和運(yùn)行成本都較高。人們對(duì)脫氮機(jī)理的深入認(rèn)識(shí)，為工程提供了理論依 據(jù)。脫氮可以通過短程硝化反硝化實(shí)現(xiàn)，即硝化反應(yīng)進(jìn)行到亞硝酸鹽階段，控制混合相DO 濃度，使硝化菌在競(jìng)爭(zhēng)中處于劣勢(shì)，亞硝酸鹽型反硝化菌處于優(yōu)勢(shì)，以亞硝酸鹽為電子受體 進(jìn)行反硝化，實(shí)現(xiàn)脫氮目的。新的脫氮途徑不僅耗時(shí)較少，而且耗氧也少，表現(xiàn)為低氧脫氮， 節(jié)省投資，減少運(yùn)行費(fèi)用。近年來，國(guó)內(nèi)對(duì)于短程脫氮技術(shù)也有大量研究，如北京工業(yè)大學(xué)的彭永臻教授等 對(duì)利用序批式SBR反應(yīng)器(非連續(xù)流)實(shí)現(xiàn)在低C/N比條件下進(jìn)行低氧脫氮的機(jī)理，影響 因素等進(jìn)行了有效探索；董濱等發(fā)明填料生物膜低氧脫氮除磷工藝，用填料生物膜富集硝 化菌，同時(shí)交替設(shè)置低氧區(qū)，成功實(shí)現(xiàn)低氧脫氮。但是，目前對(duì)低氧條件下，利用連續(xù)流活性污泥法實(shí)現(xiàn)城市污水短程脫氮的報(bào)道 還很少，特別是對(duì)于利用連續(xù)流污水低氧短程脫氮處理裝置實(shí)現(xiàn)連續(xù)流污水短程脫氮未見 報(bào)道和使用。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種連續(xù)流污水低氧短程脫氮處理裝置。本實(shí)用新型提出的一種連續(xù)流污水低氧短程脫氮處理裝置，由進(jìn)水管1、厭氧區(qū) 2、缺氧區(qū)3、好氧區(qū)4、二沉池5、出水管6、攪拌器7、循環(huán)推流系統(tǒng)8、第一曝氣系統(tǒng)9、第二 曝氣系統(tǒng)10、硝化液回流系統(tǒng)11、污泥回流系統(tǒng)12和污泥排出管13組成，其中，進(jìn)水管1、 厭氧區(qū)2、缺氧區(qū)3、好氧區(qū)4、二沉池5和出水管6通過管道依次串聯(lián)，厭氧區(qū)2內(nèi)設(shè)置攪拌 器7，二沉池5底部通過污泥回流系統(tǒng)12連接厭氧區(qū)2，并通過污泥排出管13排出剩余污 泥，好氧區(qū)4通過硝化液回流系統(tǒng)11連接缺氧區(qū)3，缺氧區(qū)3設(shè)有第一曝氣系統(tǒng)9和循環(huán)推 流系統(tǒng)8，好氧區(qū)4設(shè)有第二曝氣系統(tǒng)10。本實(shí)用新型中，所述第一曝氣系統(tǒng)9和第二曝氣系統(tǒng)10分別連接鼓風(fēng)機(jī)。通過調(diào) 節(jié)鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量，可控制缺氧區(qū)的曝氣強(qiáng)度。污水通過溢流堰進(jìn)入好氧區(qū)，硝化反應(yīng)進(jìn)一步去 除氨氮；聚磷菌在這里也進(jìn)行過量攝磷，進(jìn)一步除磷，同時(shí)有機(jī)物也得到有效去除。通過回流管11，硝化液進(jìn)入缺氧區(qū)進(jìn)行反硝化，以進(jìn)一步去脫氮。處理后的污水通過出水堰經(jīng)出水 管進(jìn)入二沉池5。二沉池5污泥通過污泥回流管12回流至厭氧區(qū)2。本實(shí)用新型中，所述進(jìn)水管1在連接厭氧區(qū)2前并聯(lián)一附加進(jìn)水管14與缺氧區(qū)3 直接連接，實(shí)現(xiàn)從厭氧區(qū)2和缺氧區(qū)3的分段進(jìn)水，保證生物釋磷和反硝化所需碳源。本實(shí)用新型中，在缺氧區(qū)設(shè)立的第一曝氣系統(tǒng)9，可以根據(jù)進(jìn)水氨氮和有機(jī)物濃度 的變化，開啟或者關(guān)閉曝氣，并可對(duì)第一曝氣系統(tǒng)9的曝氣強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以達(dá)到充分利用 進(jìn)水碳源以及實(shí)現(xiàn)短程脫氮的目的。本實(shí)用新型中，在缺氧區(qū)設(shè)置成循環(huán)推流型，以保證反硝化反應(yīng)在該區(qū)域的充分 進(jìn)行。本實(shí)用新型的具體使用方法如下(1)污水由進(jìn)水管進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)，厭氧區(qū)污水停留時(shí)間為50-70分鐘，為生物釋磷 段；(2)厭氧區(qū)出水進(jìn)入缺氧區(qū)，缺氧區(qū)水力停留時(shí)間為4-6小時(shí)，控制DO值為 0. 3-0. 7mg/L，缺氧區(qū)布置有第一曝氣系統(tǒng)，可根據(jù)進(jìn)水有機(jī)物和氨氮濃度的變化調(diào)節(jié)曝氣 量，保證該缺氧區(qū)的缺氧或低氧條件，從而為短程脫氮提供條件；(3)缺氧區(qū)出水進(jìn)入好氧區(qū)，好氧區(qū)水力停留時(shí)間為4-6小時(shí)，控制DO值為 0. 8-1. 2mg/L，好氧區(qū)硝化液部分回流至缺氧區(qū)，回流比為0. 8-1. 5，好氧區(qū)出水進(jìn)入二沉池 進(jìn)行泥水分離，出水最終排放，二沉池部分污泥回流至厭氧區(qū)，污泥回流比為0. 5-0. 8 ；好 氧區(qū)布置有第二曝氣系統(tǒng)，可完成有機(jī)物降解和硝化過程。污水通過進(jìn)水管1和附加進(jìn)水管14分別進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)2和缺氧區(qū)3，可調(diào)節(jié)進(jìn)水分 配比，達(dá)到合理分配碳源的目的，為生物釋磷和反硝化提供足夠碳源。在缺氧區(qū)3，通過第 一曝氣系統(tǒng)，并利用在線控制D0，pH。長(zhǎng)期控制低DO濃度實(shí)現(xiàn)了硝化細(xì)菌(NOB)的完全淘 洗，使得亞硝化細(xì)菌(AOB)逐漸積累起來，為短程硝化反硝化創(chuàng)造了條件。缺氧區(qū)設(shè)置成循 環(huán)推流型，可延長(zhǎng)污水在缺氧區(qū)內(nèi)的停留時(shí)間，獲得更好的短程硝化反硝化效果，同時(shí)，利 用好氧區(qū)末端應(yīng)用PH值下降速率從較快變?yōu)檩^慢這一信息，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)控制，另 外PH值下降速率這一信息也可作為短程硝化反應(yīng)的模糊控制參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的閉環(huán) 控制。DO對(duì)反硝化聚磷菌(DPB)的存活沒有決定性影響，聚磷菌(PAO)以氧或硝酸鹽氮為 電子受體時(shí)的吸磷能力基本相同，且其在缺氧和好氧條件下的活性也基本相同，DPB和PAO 可以共存，這為反硝化除磷以及后期好氧階段PAO的過量攝磷提供了可能，使得缺氧區(qū)也 可以完成部分除磷工作。本實(shí)用新型的有益效果是(1)缺氧區(qū)設(shè)置成循環(huán)推流型，安裝曝氣系統(tǒng)，利用DO，pH的在線控制，實(shí)現(xiàn)短程 硝化反硝化，同時(shí)好氧區(qū)進(jìn)行硝化反應(yīng)，去除殘余的氨氮，強(qiáng)化脫氮功能。(2)缺氧區(qū)進(jìn)行了短程硝化反硝化反應(yīng)，故好氧區(qū)曝氣強(qiáng)度可以減弱，從而節(jié)省曝 氣量，降低能耗。(3)各功能段布置緊湊，占地面積小，尤其適合老廠改造。(4)DPB可以在缺氧區(qū)實(shí)現(xiàn)反硝化除磷；同時(shí)PAO可以在好氧區(qū)過量攝磷，厭氧區(qū) 釋磷，因此該工藝同樣具有高效除磷的潛力。(5)污水可按不同分配比進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)和好氧區(qū)，合理分配碳源，可以保證系統(tǒng)硝化效果，給硝化菌提供良好的生長(zhǎng)環(huán)境。本實(shí)用新型結(jié)合國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，考慮我國(guó)污水處 理的實(shí)際需求，特別是我過南方城市污水低碳氮比的實(shí)情，開發(fā)的低氧短程脫氮工藝。通過 厭氧區(qū)的反硝化作用，缺氧區(qū)的短程硝化反硝化作用，DPB反硝化除磷作用以及好氧區(qū)的硝 化作用，同時(shí)輔以PAO的除磷作用，城市生活污水、工業(yè)廢水無需經(jīng)特別預(yù)處理即可進(jìn)入本 實(shí)用新型發(fā)明工藝進(jìn)行處理，本實(shí)用新型可合理利用碳源，減少曝氣量，節(jié)省能源，節(jié)約占 地。連續(xù)流活性污泥低氧脫氮工藝可以在低C/N比條件下實(shí)現(xiàn)有效地脫氮除磷，運(yùn)行能耗 及投資造價(jià)均低于傳統(tǒng)Α/Α/0系列工藝和填料低氧脫氮工藝等。本實(shí)用新型提出的裝置可以降低污水處理工藝的能耗；節(jié)約基建投資；簡(jiǎn)化操 作；提高效率，特別是利用低氧條件，實(shí)現(xiàn)連續(xù)流活性污泥法的短程脫氮，能夠?qū)崿F(xiàn)在好氧 階段節(jié)省25%的氧消耗量；缺氧段節(jié)省40%的外碳源消耗量；亞硝酸鹽反硝化反應(yīng)以硝酸 鹽反硝化反應(yīng)速率的1. 5-2. 0倍進(jìn)行；降低剩余污泥產(chǎn)量?；诙坛滔趸聪趸淼幕?性污泥低氧脫氮工藝在經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上均具有較高的可行性，特別是在處理高氨氮質(zhì)量濃 度和低C/N比的污水時(shí)。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)號(hào)1為進(jìn)水管，2為厭氧區(qū)，3為缺氧區(qū)，4為好氧區(qū)，5為二沉池，6為出水 管，7為攪拌器，8為循環(huán)推流系統(tǒng)，9為第一曝氣系統(tǒng)，10為第二曝氣系統(tǒng)，11為硝化液回流 系統(tǒng)，12為污泥回流系統(tǒng)，13為污泥排出管，14為附加進(jìn)水管。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。實(shí)施例1 ；如圖1所示，本裝置由進(jìn)水管1、厭氧區(qū)2、缺氧區(qū)3、好氧區(qū)4、二沉池 5、出水管6、攪拌器7、循環(huán)推流系統(tǒng)8、第一曝氣系統(tǒng)9、第二曝氣系統(tǒng)10、硝化液回流系統(tǒng) 11、污泥回流系統(tǒng)12和污泥排出管13組成，其中，進(jìn)水管1、厭氧區(qū)2、缺氧區(qū)3、好氧區(qū)4、 二沉池5和出水管6通過管道依次串聯(lián)，厭氧區(qū)2內(nèi)設(shè)置攪拌器7，二沉池5底部通過污泥 回流系統(tǒng)12連接厭氧區(qū)2，并通過污泥排出管13排出剩余污泥，好氧區(qū)4通過硝化液回流 系統(tǒng)11連接缺氧區(qū)3，缺氧區(qū)3設(shè)有第一曝氣系統(tǒng)9和循環(huán)推流系統(tǒng)8，好氧區(qū)4設(shè)有第二 曝氣系統(tǒng)10。第一曝氣系統(tǒng)9和第二曝氣系統(tǒng)10分別連接鼓風(fēng)機(jī)。本實(shí)用新型中，進(jìn)水管 1在連接厭氧區(qū)2前并聯(lián)一附加進(jìn)水管14與缺氧區(qū)3直接連接。將上述裝置運(yùn)用于某污水處理廠升級(jí)改造污水處理工藝技術(shù)研究。該污水處理廠 進(jìn)水水質(zhì)為C0D 100-245mg/L，氨氮 15_25mg/L，總氮 20_35mg/L，總磷 1. 0-4. Omg/L。本實(shí) 用新型發(fā)明在該項(xiàng)目中設(shè)置厭氧區(qū)2水力停留時(shí)間為1. 0小時(shí)，為厭氧釋磷段；缺氧區(qū)3水 力停留時(shí)間為5. 0小時(shí)，由于采用循環(huán)推流系統(tǒng)，實(shí)際水力停留時(shí)間大于該值，主要進(jìn)行短 程硝化與反硝化；好氧區(qū)4水力停留時(shí)間為5. 0小時(shí)，進(jìn)一步進(jìn)行硝化反應(yīng)，同時(shí)進(jìn)行有機(jī) 物降解和聚磷菌過量吸磷；污泥回流比為0. 5，硝化液回流比為0. 8。經(jīng)過本實(shí)用新型發(fā)明 所提出工藝的處理，出水水質(zhì)達(dá)到C0D 10-30mg/L，氨氮0. 5-3. Omg/L,總氮13_18mg/L，總 磷0. 2-0. 5mg/L。本實(shí)用新型發(fā)明在該污水處理廠升級(jí)改造中的處理效果分別為C0D去除 率87% -90%，氨氮去除率88% -96%，總氮去除率35% -49%，總磷去除率80% -88%。[0028]實(shí)施例2 將實(shí)施例1所述裝置運(yùn)用于南方某污水處理廠的生產(chǎn)性工藝技術(shù)研 究。該污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)為=COD 100-150mg/L,氨氮15_20mg/L，總氮20_35mg/L，總 磷1. 0-4. 5mg/L。本實(shí)用新型發(fā)明在該項(xiàng)目中設(shè)置厭氧區(qū)2水力停留時(shí)間為1小時(shí)，為厭 氧釋磷段；缺氧區(qū)3水力停留時(shí)間為4. 0小時(shí)；好氧區(qū)4水力停留時(shí)間為4. 0小時(shí)，進(jìn)一 步進(jìn)行硝化反應(yīng)，同時(shí)進(jìn)行有機(jī)物降解和聚磷菌過量吸磷；污泥回流比為0. 6，硝化液回 流比為1.0。經(jīng)過本實(shí)用新型發(fā)明所提出工藝的處理，出水水質(zhì)達(dá)到C0D 10-25mg/L，氨 氮0. 5-2. Omg/L,總氮10-20mg/L，總磷0. 1-0. 5mg/L。本實(shí)用新型發(fā)明在該污水處理廠升 級(jí)改造中的處理效果分別為C0D去除率83% -90%，氨氮去除率90% -97 %，總氮去除率 43% -50%，總磷去除率 83% -90%。實(shí)施例3 本實(shí)用新型運(yùn)用于北方某污水處理廠升級(jí)改造污水處理工藝技術(shù)研 究。該污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)為C0D 210-460mg/L，氨氮15_35mg/L，總氮25_46mg/L，總磷 1. 0-5. Omg/L。本實(shí)用新型發(fā)明在該項(xiàng)目中設(shè)置厭氧區(qū)2水力停留時(shí)間為1小時(shí)，為厭氧釋 磷段；缺氧區(qū)3水力停留時(shí)間為6. 0小時(shí)，主要進(jìn)行短程硝化與反硝化；好氧區(qū)4水力停留 時(shí)間為5小時(shí)，進(jìn)一步進(jìn)行硝化反應(yīng)，同時(shí)進(jìn)行有機(jī)物降解和聚磷菌過量吸磷；污泥回流比 為0.8，硝化液回流比為1.5。經(jīng)過本實(shí)用新型發(fā)明所提出工藝的處理，出水水質(zhì)達(dá)到C0D 20-45mg/L，氨氮0. 5-4. Omg/L，總氮12_24mg/L，總磷0. 3-0. 5mg/L。本實(shí)用新型發(fā)明在該污 水處理廠升級(jí)改造中的處理效果分別為C0D去除率88% -92%，氨氮去除率88% -97%, 總氮去除率35% -52%，總磷去除率70% -90%。
權(quán)利要求一種連續(xù)流污水低氧短程脫氮處理裝置，其特征在于由進(jìn)水管(1)、厭氧區(qū)(2)、缺氧區(qū)(3)、好氧區(qū)(4)、二沉池(5)、出水管(6)、攪拌器(7)、循環(huán)推流系統(tǒng)(8)、第一曝氣系統(tǒng)(9)、第二曝氣系統(tǒng)(10)、硝化液回流系統(tǒng)(11)、污泥回流系統(tǒng)(12)、污泥排出管(13)和附加進(jìn)水管(14)組成，其中，進(jìn)水管(1)、厭氧區(qū)(2)、缺氧區(qū)(3)、好氧區(qū)(4)、二沉池(5)和出水管(6)通過管道依次串聯(lián)，厭氧區(qū)(2)內(nèi)設(shè)置攪拌器(7)，二沉池(5)底部通過污泥回流系統(tǒng)(12)連接厭氧區(qū)(2)，并通過污泥排出管(13)排出剩余污泥，好氧區(qū)(4)通過硝化液回流系統(tǒng)(11)連接缺氧區(qū)(3)，缺氧區(qū)(3)設(shè)有第一曝氣系統(tǒng)(9)和循環(huán)推流系統(tǒng)(8)，好氧區(qū)(4)設(shè)有第二曝氣系統(tǒng)(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)流污水低氧短程脫氮處理裝置，其特征在于第一曝 氣系統(tǒng)(9)和第二曝氣系統(tǒng)(10)分別連接鼓風(fēng)機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種連續(xù)流污水低氧短程脫氮處理裝置，其特征在于進(jìn) 水管⑴在連接厭氧區(qū)⑵前并聯(lián)一附加進(jìn)水管(14)與缺氧區(qū)(3)直接連接。
專利摘要本實(shí)用新型屬于污水生物處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種連續(xù)流污水低氧短程脫氮處理裝置，本實(shí)用新型進(jìn)水管、厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)、二沉池和出水管通過管道依次串聯(lián)，厭氧區(qū)內(nèi)設(shè)置攪拌器，二沉池底部通過污泥回流系統(tǒng)連接厭氧區(qū)，并通過污泥排出管排出剩余污泥，好氧區(qū)通過硝化液回流系統(tǒng)連接缺氧區(qū)，缺氧區(qū)設(shè)置第一曝氣系統(tǒng)和循環(huán)推流系統(tǒng)，好氧區(qū)設(shè)置第二曝氣系統(tǒng)。本實(shí)用新型通過對(duì)溶解氧、pH等進(jìn)行控制，在缺氧區(qū)形成低氧區(qū)，利用低氧短程硝化反硝化脫氮、反硝化除磷等技術(shù)，在進(jìn)水低碳氮比條件下，采用連續(xù)流活性污泥法實(shí)現(xiàn)高效、節(jié)能脫氮除磷的目的。
文檔編號(hào)C02F9/14GK201756490SQ20102028207
公開日2011年3月9日 申請(qǐng)日期2010年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
發(fā)明者楊殿海, 王榮昌 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)