專利名稱：具有短程硝化反硝化脫氮除磷功能的A₂N-SBR工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種新型生物脫氮除磷工藝，該工藝主要用于目前C/N較低的城市生活污水的處理。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高，城市生活污水排放量逐年增加，城市生活污水中的大量氮磷等營養(yǎng)元素造成水體的富營養(yǎng)化現(xiàn)象越來越嚴(yán)重，嚴(yán)重影響水體感官及增加給水處理的費(fèi)用。對(duì)于城市生活污水中氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)，目前仍缺乏徹底高效的處理方法。傳統(tǒng)技術(shù)脫氮除磷效率低，而改進(jìn)的技術(shù)勢(shì)必增加基建投資與運(yùn)行費(fèi)用。因此，必須盡快采取切實(shí)可行的措施對(duì)城市生活污水中的氮磷等污染物質(zhì)進(jìn)行處理。具有短程硝化反硝化脫氮除磷功能的A2N-SBR工藝是一種新型的生物脫氮除磷工藝，該工藝是在雙污泥工藝及短程硝化的基礎(chǔ)上提出來的，針對(duì)雙污泥工藝在運(yùn)行過程中存在的工藝冗長、曝氣時(shí)間長及需用碳源多等缺點(diǎn)，將短程硝化引入到雙污泥工藝中，相比以前的全程硝化反硝化脫氮除磷A2N-SBR工藝本工藝減少了運(yùn)行中的曝氣量，反硝化所需的有機(jī)碳源量也明顯降低，更加節(jié)省能耗，同時(shí)剩余污泥量也明顯降低，同時(shí)采用兩個(gè)單獨(dú)的SBR反應(yīng)器代替以前的D印hanox復(fù)雜工藝，使反應(yīng)器數(shù)目大大減少，通過控制適當(dāng)?shù)臈l件在兩個(gè)單獨(dú)的SBR反應(yīng)器內(nèi)生長亞硝化細(xì)菌與反硝化聚磷菌，從而極大地提高了脫氮與除磷效率。該法目前在實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用過程中，沒有明確的工藝流程及控制條件。本發(fā)明在前人研究基礎(chǔ)上，通過合理巧妙的反應(yīng)器組合，采用兩個(gè)獨(dú)立的SBR反應(yīng)器，通過調(diào)節(jié)各反應(yīng)器的控制條件，能夠充分實(shí)現(xiàn)在工藝運(yùn)行過程中完成高效的脫氮除磷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是針對(duì)以上提出的問題，發(fā)明具有短程硝化反硝化脫氮除磷功能的 A2N-SBR工藝，其目的在于填補(bǔ)目前國內(nèi)外沒有成型的、雙污泥工藝與短程硝化反硝化技術(shù)相結(jié)合的短程硝化反硝化脫氮除磷工藝的空白，促進(jìn)該工藝在城市生活污水處理中的快速發(fā)展和應(yīng)用。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)的
一種具有短程硝化反硝化脫氮除磷功能的A2N-SBR工藝，該工藝可以在工程和試驗(yàn)中做動(dòng)靜態(tài)使用。該工藝包括主反應(yīng)池(A2-SBR反應(yīng)器與N-SBR反應(yīng)器)、附屬設(shè)備(包括攪拌設(shè)備、曝氣設(shè)備及溶解氧探測(cè)裝置、回流泵、PH調(diào)節(jié)設(shè)備及pH探測(cè)裝置、加熱設(shè)備及溫度探測(cè)裝置)，其特征是(1)具有短程硝化反硝化脫氮除磷的性能，通過控制溫度為26 28 °C, pH值為7. 5 8. 0，采用曝氣30min/停曝30min間歇曝氣的運(yùn)行方式在N-SBR反應(yīng)器內(nèi)馴化生長亞硝化細(xì)菌，使工藝運(yùn)行過程中NH/-N氧化只進(jìn)行到NO2--N階段，相對(duì)全程硝化本過程所需曝氣量大大減少；通過控制溫度為25 ^°C，pH值為7. 0 8. 0，厭氧/ 缺氧交替的運(yùn)行方式在A2-SBR反應(yīng)器內(nèi)馴化生長以NO2--N為電子受體的反硝化聚磷菌，相對(duì)以Ν03_-Ν為電子受體進(jìn)行反硝化除磷的A2N-SBR全程硝化反硝化工藝本過程所需的有機(jī)碳源量明顯降低，工藝總體運(yùn)行更加節(jié)省能耗，適宜于目前C/N較低的城市生活污水處理。 (2)脫氮除磷效率高，本反應(yīng)器通過控制適當(dāng)條件在兩個(gè)SBR反應(yīng)器內(nèi)分別生長以Ν02_-Ν 為電子受體的反硝化聚磷菌及亞硝化細(xì)菌，運(yùn)行過程中只進(jìn)行上清液交換而菌種不相互干擾，可以為菌種生長控制各自的最佳生長條件，使菌種性能大大提高。(3)該工藝通過巧妙設(shè)計(jì)，在由N-SBR反應(yīng)器向A2-SBR反應(yīng)器回流過程中通過底部進(jìn)水有效克服了回流過程中溶解氧的混入，保證了絕對(duì)的厭氧條件。(4)自動(dòng)化程度高，本反應(yīng)器由SBR反應(yīng)器構(gòu)成，延續(xù)了 SBR反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)DO、pH值、攪拌強(qiáng)度及溫度的直觀顯示及調(diào)試，通過直接或間接改變各種控制因素，來達(dá)到高效的脫氮除磷效果，使工藝運(yùn)行過程中自動(dòng)化程度更高。(5)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，該裝置僅采用兩個(gè)單獨(dú)的SBR反應(yīng)器完成脫氮除磷，省去了傳統(tǒng)工藝中的二沉池及污泥回流系統(tǒng)，使工藝結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化。3. A2N-SBR短程硝化反硝化脫氮除磷反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)及效果
(1)具有短程硝化反硝化脫氮除磷的功能，通過控制適當(dāng)?shù)臈l件在N-SBR反應(yīng)器與 A2-SBR反應(yīng)器內(nèi)分別生長亞硝化細(xì)菌與以NO2--N為電子受體的反硝化聚磷菌，運(yùn)行過程中將NH4+-N氧化只進(jìn)行到Ν02_-Ν階段，之后通過A2-SBR反應(yīng)器內(nèi)生長的以Ν02_-Ν為電子受體的反硝化聚磷菌完成反硝化，同時(shí)過量吸磷，極大地節(jié)省了有機(jī)碳源與曝氣量，相比全程硝化反硝化脫氮除磷A2N-SBR工藝可以節(jié)省有機(jī)碳源約50%左右，曝氣量約30%左右，同時(shí)剩余污泥量也降低50%左右。(2)該工藝通過巧妙設(shè)計(jì)，在由N-SBR反應(yīng)器向A2-SBR反應(yīng)器回流過程中通過底部進(jìn)水有效克服了回流過程中溶解氧的混入，保證了絕對(duì)的厭氧條件。(3)脫氮除磷效率高，本反應(yīng)器采用兩個(gè)獨(dú)立的SBR反應(yīng)器，通過控制適當(dāng)條件分別生長不同的菌種，運(yùn)行過程中只進(jìn)行上清液交換而菌種不相互干擾，可以為菌種生長提供較好的生長環(huán)境，反應(yīng)器運(yùn)行過程中菌種活性一直較高，可以獲得較高的脫氮除磷效率。(4)自動(dòng)化程度高，操作管理簡(jiǎn)單該裝置將各種設(shè)備、儀表及調(diào)節(jié)開關(guān)都集中接入計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)統(tǒng)一調(diào)控，結(jié)構(gòu)上十分緊湊，通入廢水后，運(yùn)行過程中只需輕松啟動(dòng)各個(gè)環(huán)節(jié)即可達(dá)到對(duì)城市生活污水高效脫氮除磷的目的。(5)工藝簡(jiǎn)潔本反應(yīng)器省去了二沉池及回流系統(tǒng)，使工藝運(yùn)行更加簡(jiǎn)潔，節(jié)省占地，降低基建投資費(fèi)用。


圖1為具有短程硝化反硝化脫氮除磷功能的A2N-SBR工藝流程圖。1，2-計(jì)算機(jī)；3-蠕動(dòng)泵I ；4-蠕動(dòng)泵II ;5-曝氣泵；6-攪拌器；7，8，9，10-電磁閥；11，12，13，14-1/4水閥。注本工藝可以由1臺(tái)計(jì)算機(jī)控制，為便于識(shí)圖，顯示為2臺(tái)， 11、12、13、14四支1/4水閥為工藝取樣口，由人工控制，其余設(shè)備均有計(jì)算機(jī)控制。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明專利主要是在雙污泥工藝與短程硝化反硝化技術(shù)的基礎(chǔ)上研究開發(fā)的，該工藝將雙污泥工藝與短程硝化技術(shù)巧妙地結(jié)合在一起，工藝的開發(fā)將會(huì)使脫氮除磷更加節(jié)省能耗，運(yùn)行過程更加簡(jiǎn)潔，極大的促進(jìn)雙污泥理論與短程硝化反硝化技術(shù)在城市生活污水處理中的應(yīng)用。
該工藝的流程圖見附圖1。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明專利加以具體描述
本裝置由A2-SBR反應(yīng)器(厭氧/缺氧反應(yīng)器)和N-SBR反應(yīng)器(好氧反應(yīng)器)兩個(gè)相同的反應(yīng)器組成，反應(yīng)器內(nèi)徑為15cm，高為200cm，有效容積為20L，分別用以生長反硝化聚磷菌和亞硝化細(xì)菌，整個(gè)反應(yīng)器主體通過ORP檢測(cè)儀控制反應(yīng)器內(nèi)的厭氧與缺氧條件、通過酸度計(jì)與NaHCO3緩沖溶液溶液控制反應(yīng)器內(nèi)適宜的pH值、通過曝氣泵、溶解氧儀與加熱棒控制反應(yīng)器內(nèi)溶解氧濃度及溫度，整個(gè)過程由計(jì)算機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)控制。運(yùn)行過程中周期控制為他，周期開始污水通過電磁閥進(jìn)AA2-SBR反應(yīng)器，通過加熱棒調(diào)控溫度為25 ^°C，通過lmol/L的NaHCO3緩沖溶液溶液、酸度計(jì)調(diào)節(jié)pH值為7. 0 8. 0，通過ORP檢測(cè)儀控制為厭氧條件，通過攪拌器使活性污泥與進(jìn)水充分混合，反應(yīng)器內(nèi)反硝化聚磷菌微生物在該控制條件下吸收污水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為體內(nèi)的PHB作為內(nèi)碳源儲(chǔ)存起來，同時(shí)釋放出體內(nèi)的磷，此階段控制為池，之后該反應(yīng)器停止運(yùn)行，靜沉Ih后上清液由蠕動(dòng)泵I打入N-SBR反應(yīng)器，啟動(dòng)N-SBR反應(yīng)器，此反應(yīng)器通過曝氣泵與流量計(jì)控制為間歇曝氣條件，曝氣量為IL/ min，通過加熱棒調(diào)控溫度控制為沈 ^°C，通過lmol/L的NaHCO3緩沖溶液、酸度計(jì)調(diào)節(jié) PH值為7. 5 8. 0，通過曝氣攪拌亞硝化細(xì)菌微生物與混合液充分混合，在該控制條件下反應(yīng)器內(nèi)亞硝化細(xì)菌將污水中的氨氮氧化為亞硝酸鹽，由于該階段氧化過程中沒有有機(jī)物的干擾，因此亞硝化細(xì)菌能夠一直保持較高的活性，此反應(yīng)階段控制為4h。之后該反應(yīng)器停止運(yùn)行，靜沉Ih之后上清液由蠕動(dòng)泵II再打回A2-SBR反應(yīng)器，此時(shí)該反應(yīng)器通過ORP檢測(cè)儀控制為缺氧條件，通過加熱棒調(diào)控溫度控制為25 ，通過lmol/L的NaHCO3緩沖溶液、 酸度計(jì)調(diào)節(jié)PH值為7. 0 8. 0，同時(shí)通過攪拌器使反硝化聚磷微生物與回流液充分混合，在該控制條件下反硝化聚磷菌利用體內(nèi)儲(chǔ)存的PHB為電子供體，污水中的亞硝酸鹽為電子受體進(jìn)行反硝化，同時(shí)過量吸收污水中的磷，達(dá)到氮和磷的同時(shí)去除，此反應(yīng)階段控制為3h， 之后該反應(yīng)器停止運(yùn)行，靜沉Ih之后上清液通過電磁閥外排。工藝運(yùn)行過程中所有裝置與設(shè)備均通過計(jì)算機(jī)控制。
權(quán)利要求
1.具有短程硝化反硝化脫氮除磷功能的A2N-SBR工藝，其特征在于在A2-SBR反應(yīng)器與N-SBR反應(yīng)器內(nèi)分別生長目標(biāo)菌種，N-SBR反應(yīng)器通過控制溫度為沈 ^°C，pH值為 7. 5 8. 0，采用曝氣30min/停曝30min間歇曝氣的運(yùn)行方式在N-SBR反應(yīng)器內(nèi)馴化生長亞硝化細(xì)菌，在A2-SBR反應(yīng)器內(nèi)通過控制溫度為25 ，pH值為7. 0 8. 0，厭氧/缺氧交替的運(yùn)行方式馴化生長。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有短程硝化反硝化脫氮除磷功能的A2N-SBR工藝，其特征在于在N-SBR反應(yīng)器與A2-SBR反應(yīng)器內(nèi)分別生長亞硝化細(xì)菌與以Ν02__Ν為電子受體的反硝化聚磷菌，運(yùn)行過程中通過N-SBR反應(yīng)器內(nèi)的亞硝化細(xì)菌將NH/-N氧化只進(jìn)行到Ν02_-Ν 階段，之后通過A2-SBR反應(yīng)器內(nèi)生長的以Ν02_-Ν為電子受體的反硝化聚磷菌完成反硝化， 同時(shí)完成過量吸磷，極大地節(jié)省了有機(jī)碳源與曝氣量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有短程硝化反硝化脫氮除磷功能的A2N-SBR工藝，其特征在于A2-SBR反應(yīng)器和N-SBR反應(yīng)器分別用以生長反硝化聚磷菌和亞硝化細(xì)菌，整個(gè)反應(yīng)器主體通過ORP檢測(cè)儀控制反應(yīng)器內(nèi)的厭氧與缺氧條件、通過酸度計(jì)與NaHCO3緩沖溶液溶液控制反應(yīng)器內(nèi)適宜的PH值、通過曝氣泵、溶解氧儀與加熱棒控制反應(yīng)器內(nèi)溶解氧濃度及溫度，整個(gè)過程由計(jì)算機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)控制；運(yùn)行過程中周期控制為8h，周期開始污水通過電磁閥進(jìn)入A2-SBR反應(yīng)器，通過加熱棒調(diào)控溫度為25 ，通過lmol/L的NaHCO3緩沖溶液溶液、酸度計(jì)調(diào)節(jié)PH值為7. 0 8. 0，通過ORP檢測(cè)儀控制為厭氧條件，通過攪拌器使活性污泥與進(jìn)水充分混合，反應(yīng)器內(nèi)反硝化聚磷菌微生物在該控制條件下吸收污水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為體內(nèi)的PHB作為內(nèi)碳源儲(chǔ)存起來，同時(shí)釋放出體內(nèi)的磷，此階段控制為池，之后該反應(yīng)器停止運(yùn)行，靜沉Ih后上清液由蠕動(dòng)泵I打入N-SBR反應(yīng)器，啟動(dòng)N-SBR反應(yīng)器，此反應(yīng)器通過曝氣泵與流量計(jì)控制為間歇曝氣條件，曝氣量為lL/min，通過加熱棒調(diào)控溫度控制為沈 ^°C，通過lmol/L的NaHCO3緩沖溶液、酸度計(jì)調(diào)節(jié)pH值為7. 5 8. 0，通過曝氣攪拌亞硝化細(xì)菌微生物與混合液充分混合，在該控制條件下反應(yīng)器內(nèi)亞硝化細(xì)菌將污水中的氨氮氧化為亞硝酸鹽，由于該階段氧化過程中沒有有機(jī)物的干擾，因此亞硝化細(xì)菌能夠一直保持較高的活性，此反應(yīng)階段控制為4h ；之后該反應(yīng)器停止運(yùn)行，靜沉Ih之后上清液由蠕動(dòng)泵II再打回A2-SBR反應(yīng)器，此時(shí)該反應(yīng)器通過ORP檢測(cè)儀控制為缺氧條件，通過加熱棒調(diào)控溫度控制為25 ^°C，通過lmol/L的NaHCO3緩沖溶液、酸度計(jì)調(diào)節(jié)pH值為 7.0 8. 0，同時(shí)通過攪拌器使反硝化聚磷微生物與回流液充分混合，在該控制條件下反硝化聚磷菌利用體內(nèi)儲(chǔ)存的PHB為電子供體，污水中的亞硝酸鹽為電子受體進(jìn)行反硝化，同時(shí)過量吸收污水中的磷，達(dá)到氮和磷的同時(shí)去除，此反應(yīng)階段控制為3h，之后該反應(yīng)器停止運(yùn)行，靜沉Ih之后上清液通過電磁閥外排；工藝運(yùn)行過程中所有裝置與設(shè)備均通過計(jì)算機(jī)控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有短程硝化反硝化脫氮除磷功能的A2N-SBR工藝，其特征在于所述的裝置包括主反應(yīng)池A2-SBR反應(yīng)器與N-SBR反應(yīng)器和附屬設(shè)備，所述附屬設(shè)備由攪拌設(shè)備、曝氣設(shè)備、溶解氧探測(cè)裝置、回流泵、PH調(diào)節(jié)設(shè)備、pH探測(cè)裝置、加熱設(shè)備及溫度探測(cè)裝置組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有短程硝化反硝化脫氮除磷功能的A2N-SBR工藝，該工藝相比全程硝化反硝化脫氮除磷功能的A2N-SBR工藝更加節(jié)省曝氣量與有機(jī)碳源量，同時(shí)工藝的剩余污泥量也大大降低，節(jié)省了運(yùn)行費(fèi)用。該工藝包括主反應(yīng)池(A2-SBR反應(yīng)器與N-SBR反應(yīng)器)、附屬設(shè)備(包括攪拌設(shè)備、曝氣設(shè)備及溶解氧探測(cè)裝置、回流泵、pH調(diào)節(jié)設(shè)備及pH探測(cè)裝置、加熱設(shè)備及溫度探測(cè)裝置)。該工藝采用兩個(gè)獨(dú)立SBR反應(yīng)器設(shè)計(jì)，通過控制適當(dāng)?shù)臈l件在兩個(gè)反應(yīng)器內(nèi)分別生長亞硝化細(xì)菌與反硝化聚磷菌，使NH4+-N氧化只進(jìn)行到NO2-階段，然后進(jìn)行反硝化，大大節(jié)省了運(yùn)行能耗，運(yùn)行過程中菌種互不影響，菌種生長一直保持較高的活性，同時(shí)工藝簡(jiǎn)潔，布置緊湊，自動(dòng)化程度高。
文檔編號(hào)C02F9/14GK102381818SQ20111032421
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月24日
發(fā)明者李亞峰, 王欣, 謝新立 申請(qǐng)人:沈陽建筑大學(xué)