Sbr利用污泥內(nèi)碳源處理城市生活污水深度脫氮除磷的裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了SBR利用污泥內(nèi)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(fā)酵罐、發(fā)酵液分離池、發(fā)酵液脫氮除磷池、碳源儲(chǔ)備箱、城市污水箱、厭氧/好氧/缺氧SBR，其中污泥發(fā)酵罐為一密閉池體，設(shè)有攪拌器；厭氧/好氧/缺氧SBR為敞開池體，設(shè)有攪拌器、曝氣裝置。方法為：城市污水進(jìn)入SBR反應(yīng)器，一個(gè)周期內(nèi)首先厭氧下聚磷菌利用原水中的碳源進(jìn)行厭氧釋磷，接著好氧下硝化菌進(jìn)行硝化反應(yīng)、聚磷菌吸磷，最后缺氧下反硝化菌利用污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的富含短鏈脂肪酸的發(fā)酵液進(jìn)行反硝化，重復(fù)以上過程，去除城市污水中的氮、磷。本發(fā)明無需外加碳源，利用城市污水及發(fā)酵液中的碳源進(jìn)行脫氮除磷，減低成本并使污泥減量。
【專利說明】SBR利用污泥內(nèi)碳源處理城市生活污水深度脫氮除磷的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及SBR利用污泥內(nèi)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(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的缺氧\厭氧\好氧SBR中，反硝化細(xì)菌優(yōu)先利用碳源進(jìn)行反硝化，待厭氧時(shí)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(shí)硝化菌進(jìn)行硝化反應(yīng)，即NH/-N被氧化成N02_-N、NO3--N,出水中氨氮雖降低了，但TN依然很高，難以達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，要想深度脫氮除磷，需投加外碳源，這無疑增加了運(yùn)行成本。
[0003]短鏈脂肪酸是生物脫氮除磷的優(yōu)質(zhì)碳源，污泥厭氧發(fā)酵時(shí)可產(chǎn)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(fā)酵過程會(huì)釋放較高濃度的氨氮和磷，為避免增加工藝負(fù)荷，在使用發(fā)酵液作為碳源時(shí)，需去除其中的氨氮和磷。
[0004]因此本發(fā)明通過后置反硝化利用已去除氨氮和磷的污泥發(fā)酵液碳源將氮去除，下周期開始時(shí)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(jìn)行釋磷，最終達(dá)到既無需外加 碳源又能深度脫氮除磷的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的就是為提高低C/N/P生活污水脫氮效果，降低運(yùn)行成本，提出了 SBR利用污泥內(nèi)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(jìn)入?yún)捬?好氧/缺氧SBR反應(yīng)器，一個(gè)周期內(nèi)首先厭氧下聚磷菌利用原水中的碳源進(jìn)行厭氧釋磷，接著好氧下硝化菌進(jìn)行硝化反應(yīng)、聚磷菌吸磷，最后缺氧下反硝化菌利用污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的富含短鏈脂肪酸的發(fā)酵液進(jìn)行反硝化，重復(fù)以上過程，去除城市污水中的氮、磷。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下解決方案來解決的:SBR利用污泥內(nèi)碳源處理城市生活污水深度脫氮除磷的裝置特征在于:設(shè)有污泥發(fā)酵罐1、發(fā)酵液分離池2、發(fā)酵液脫氮除磷池3、碳源儲(chǔ)備箱4、城市污水箱5、厭氧/好氧/缺氧SBR反應(yīng)器6。
[0007]所述污泥發(fā)酵罐I為一密閉池體，設(shè)有第一攪拌器1.1，第一 pH探頭1.2，通過排泥管與發(fā)酵液分離池2連接；
[0008]所述發(fā)酵液分離池2通過排發(fā)酵液管與發(fā)酵液脫氮除磷池3連接；
[0009]所述發(fā)酵液脫氮除磷池3設(shè)有第二攪拌器3.1，通過排液管與碳源儲(chǔ)備箱4連接；
[0010]所述碳源儲(chǔ)備箱4為一密閉箱體，通過第一進(jìn)水泵4.1與厭氧/好氧/缺氧SBR反應(yīng)器6連接；
[0011 ] 所述城市污水箱5通過第二進(jìn)水泵5.1與厭氧/好氧/缺氧SBR反應(yīng)器6連接；
[0012]所述厭氧/好氧/缺氧SBR反應(yīng)器6為一敞開反應(yīng)器，設(shè)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(jī)6.4、氣體流量計(jì)6.5、曝氣頭6.6組成的曝氣系統(tǒng)對(duì)厭氧/好氧/缺氧SBR反應(yīng)器進(jìn)行充氧，通過污泥管與污泥發(fā)酵罐I連接。
[0013]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(jìn)入污泥發(fā)酵罐發(fā)酵，根據(jù)SRT排放發(fā)酵混合物至發(fā)酵液分離池進(jìn)行泥水分離，分離后的上層發(fā)酵液進(jìn)入發(fā)酵液脫氮除磷池去除發(fā)酵液中的氨氮和磷，之后富含短鏈脂肪酸的發(fā)酵液進(jìn)入碳源儲(chǔ)備箱中供厭氧/好氧/缺氧SBR反應(yīng)器使用；城市污水進(jìn)入?yún)捬?好氧/缺氧SBR反應(yīng)器，一個(gè)周期內(nèi)首先厭氧下聚磷菌利用原水中的碳源進(jìn)行厭氧釋磷，接著好氧下硝化菌進(jìn)行硝化反應(yīng)、聚磷菌吸磷，最后缺氧下反硝化菌利用污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的富含短鏈脂肪酸的發(fā)酵液進(jìn)行反硝化。
[0014]SBR利用污泥內(nèi)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(nèi)容:
[0015]I)啟動(dòng)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(fā)酵罐厭氧攪拌，控制發(fā)酵pH在9_10，溫度25-30。。。
[0016]2)運(yùn)行階段:
[0017]污泥發(fā)酵罐:控制污泥停留時(shí)間SRT在6-8d，進(jìn)泥濃度在6000-8000mg/L mg/L，發(fā)酵pH在9-10，溫度在25-30°C，根據(jù)SRT排放發(fā)酵混合物至發(fā)酵液分離池進(jìn)行泥水分離，分離后的上層發(fā)酵液進(jìn)入發(fā)酵液脫氮除磷池，根據(jù)發(fā)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(fā)酵液中的氨氮和磷，之后富含短鏈脂肪酸的發(fā)酵液進(jìn)入碳源儲(chǔ)備箱中供厭氧/好氧/缺氧SBR反應(yīng)器使用。
[0018]厭氧/好氧/缺氧SBR反應(yīng)器:城市污水進(jìn)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(chǔ)備箱中的發(fā)酵液輸入反應(yīng)中繼續(xù)攪拌，然后靜置排水，最后閑置?？刂婆潘仍?.4-0.6，反應(yīng)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(fā)酵罐的污泥來源。
`[0019]本發(fā)明SBR利用污泥內(nèi)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(yōu)點(diǎn):
[0020]I)無外加碳源，利用污泥內(nèi)碳源進(jìn)行反硝化脫氮，降低了運(yùn)行成本；
[0021]2)通過后置反硝化利用已去除氨氮和磷的污泥發(fā)酵液碳源將氮去除，下周期開始時(shí)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(jìn)行釋磷；
[0022]3)厭氧/好氧/缺氧SBR反應(yīng)器排放的污泥直接作為污泥發(fā)酵罐的污泥來源，實(shí)現(xiàn)自身污泥碳源開發(fā)，同時(shí)污泥減量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明SBR利用污泥內(nèi)碳源處理城市生活污水深度脫氮除磷的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖中I為污泥發(fā)酵罐、2為發(fā)酵液分離池、3為發(fā)酵液脫氮除磷池、4為碳源儲(chǔ)備箱、5為城市污水箱、6為厭氧/好氧/缺氧SBR反應(yīng)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(jìn)水泵；5.1為第二進(jìn)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(jī)、6.5為氣體流量計(jì)、6.6為曝氣頭。【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明:SBR利用污泥內(nèi)碳源處理城市生活污水深度脫氮除磷的裝置設(shè)有污泥發(fā)酵罐1、發(fā)酵液分離池2、發(fā)酵液脫氮除磷池3、碳源儲(chǔ)備箱4、城市污水箱5、厭氧/好氧/缺氧SBR反應(yīng)器6。
[0026]所述污泥發(fā)酵罐I為一密閉池體，設(shè)有第一攪拌器1.1，第一 pH探頭1.2，通過排泥管與發(fā)酵液分離池2連接；
[0027]所述發(fā)酵液分離池2通過排發(fā)酵液管與發(fā)酵液脫氮除磷池3連接；
[0028]所述發(fā)酵液脫氮除磷池3設(shè)有第二攪拌器3.1，通過排液管與碳源儲(chǔ)備箱4連接；
[0029]所述碳源儲(chǔ)備箱4為一密閉箱體，通過第一進(jìn)水泵4.1與厭氧/好氧/缺氧SBR反應(yīng)器6連接；
[0030]所述城市污水箱5通過第二進(jìn)水泵5.1與厭氧/好氧/缺氧SBR反應(yīng)器6連接；[0031 ] 所述厭氧/好氧/缺氧SBR反應(yīng)器6為一敞開反應(yīng)器，設(shè)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(jī)6.4、氣體流量計(jì)6.5、曝氣頭6.6組成的曝氣系統(tǒng)對(duì)厭氧/好氧/缺氧SBR反應(yīng)器進(jìn)行充氧，通過污泥管與污泥發(fā)酵罐I連接。
[0032]試驗(yàn)采用北京工業(yè)大學(xué)家屬區(qū)生活污水作為原水，具體水質(zhì)如下:COD濃度為120-200mg/L NHl —N 濃度為 50_67mg/L，NO -N≤0.5mg/L, NO; -N ≤ 0.5mg/L。試驗(yàn)
系統(tǒng)如圖1所示，各反應(yīng)器均采用有機(jī)玻璃制成，SBR有效體積為30L，污泥發(fā)酵罐有效體積4L。
[0033]具體操作如下:
[0034]I)啟動(dòng)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(fā)酵罐厭氧攪拌，控制發(fā)酵pH在9-10，溫度25_30°C。
[0035]2)運(yùn)行階段:
[0036]污泥發(fā)酵罐:控制污泥停留時(shí)間SRT在8d，進(jìn)泥濃度在6000mg/L，進(jìn)泥體積為500mL，發(fā)酵pH在9-10，溫度在25_30°C，根據(jù)SRT每天排放500mL的發(fā)酵混合物至發(fā)酵液分離池進(jìn)行泥水分離，分離后的上層發(fā)酵液進(jìn)入發(fā)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(fā)酵液中的氨氮和磷，之后富含短鏈脂肪酸的發(fā)酵液進(jìn)入碳源儲(chǔ)備箱中供厭氧/好氧/缺氧SBR反應(yīng)器使用。
[0037]厭氧/好氧/缺氧SBR反應(yīng)器:啟動(dòng)第二水泵將12L城市污水打入反應(yīng)器，首先厭氧攪拌lh，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(jiān)測反應(yīng)器中 NO; -N 和 NO; -N 的濃度，根據(jù) IgNO; -N 需 1.72gC0D，Ig NO3 -N 需 2.85gC0D 的關(guān)系，通過第二水泵將碳源儲(chǔ)備箱中的發(fā)酵液輸入反應(yīng)器中，繼續(xù)攪拌1.5h，然后靜置30min后排水，最后閑直lh?？刂婆潘仍?.4,反應(yīng)器中污泥濃度在2000mg/L,污泥齡在12d,排出的污泥作為污泥發(fā)酵罐的污泥來源。
[0038]試驗(yàn)結(jié)果表明:運(yùn)行穩(wěn)定后，SBR出水COD濃度為36_53mg/L，NH4 -N濃度0.3-0.7mg/L，NO； -N 濃度為 0.3-0.7mg/L，NO; -N 濃度為 0.2-0.8mg/L，PO43^-P 濃度為
0.2-0.4mg/L ;污泥發(fā)酵產(chǎn)酸量在800-1000mg/L，污泥減量30%。
【權(quán)利要求】
1.SBR利用污泥內(nèi)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(shè)有污泥發(fā)酵罐(I)、發(fā)酵液分離池(2)、發(fā)酵液脫氮除磷池(3)、碳源儲(chǔ)備箱(4)、城市污水箱(5)、厭氧/好氧/缺氧SBR反應(yīng)器(6); 所述污泥發(fā)酵罐(I)為一密閉池體，設(shè)有第一攪拌器(1.1 )，第一 pH探頭(1.2)，通過排泥管與發(fā)酵液分離池(2)連接； 所述發(fā)酵液分離池(2)通過排發(fā)酵液管與發(fā)酵液脫氮除磷池(3)連接； 所述發(fā)酵液脫氮除磷池(3)設(shè)有第二攪拌器(3.1)，通過排液管與碳源儲(chǔ)備箱(4)連接； 所述碳源儲(chǔ)備箱(4)為一密閉箱體，通過第一進(jìn)水泵(4.1)與厭氧/好氧/缺氧SBR反應(yīng)器(6)連接； 所述城市污水箱(5 )通過第二進(jìn)水泵(5.1)與厭氧/好氧/缺氧SBR反應(yīng)器(6 )連接； 所述厭氧/好氧/缺氧SBR反應(yīng)器(6)為一敞開反應(yīng)器，設(shè)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(jī)(6.4)、氣體流量計(jì)(6.5)、曝氣頭(6.6)組成的曝氣系統(tǒng)對(duì)厭氧/好氧/缺氧SBR反應(yīng)器進(jìn)行充氧，通過污泥管與污泥發(fā)酵罐(I)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置進(jìn)行深度脫氮除磷的方法，其特征在于包含以下內(nèi)容: O啟動(dòng)階段:接種脫氮除磷污泥至厭氧/好氧/缺氧SBR反應(yīng)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(fā)酵罐厭氧攪拌，控制發(fā)酵 pH 在 9-10，溫度 25-30 0C ； 2)運(yùn)行階段: 污泥發(fā)酵罐:控制污泥停留時(shí)間SRT在6-8d，進(jìn)泥濃度在6000-8000mg/Lmg/L，發(fā)酵pH在9-10，溫度在25-30°C，根據(jù)SRT排放發(fā)酵混合物至發(fā)酵液分離池進(jìn)行泥水分離，分離后的上層發(fā)酵液進(jìn)入發(fā)酵液脫氮除磷池，根據(jù)發(fā)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(fā)酵液中的氨氮和磷，之后富含短鏈脂肪酸的發(fā)酵液進(jìn)入碳源儲(chǔ)備箱中供厭氧/好氧/缺氧SBR反應(yīng)器使用； 厭氧/好氧/缺氧SBR反應(yīng)器:城市污水進(jìn)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(chǔ)備箱中的發(fā)酵液輸入反應(yīng)中繼續(xù)攪拌，然后靜置排水，最后閑置；控制排水比在0.4-0.6，反應(yīng)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(fā)酵罐的污泥來源。
【文檔編號(hào)】C02F3/28GK103663681SQ201310687338
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月15日
【發(fā)明者】彭永臻, 袁悅, 王淑瑩 申請人:北京工業(yè)大學(xué)