短程硝化串聯(lián)反硝化除磷同步回收磷的裝置和方法
【技術領域】
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[0001]本發(fā)明涉及一種短程硝化串聯(lián)反硝化除磷同步回收磷的裝置和方法，屬于污水生物處理技術與資源回收領域。
【背景技術】
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[0002]隨著水體富營養(yǎng)化問題的日益加劇，生物脫氮除磷工藝被廣泛研宄和應用。當前，我國正處于經(jīng)濟高速發(fā)展時期，隨著經(jīng)濟的增長和人們生活水平的提高，用水量不斷增大。傳統(tǒng)的污水處理工藝在不加外碳源的條件下，很難保障低碳氮比城市污水總氮的去除。因此，如何在降低造價的同時，提高污染物的去除率成為低碳氮比城市污水處理面臨的主要挑戰(zhàn)。反硝化除磷技術因其具有同步脫氮除磷、降低碳源和能源的需求、污泥產(chǎn)量低等優(yōu)勢而成為目前研宄的熱點。而如果實現(xiàn)以亞硝酸鹽為電子受體的反硝化除磷技術的穩(wěn)定運行，則可進一步節(jié)省曝氣量，降低污水處理的能耗。
[0003]全球性能源危機與資源匱乏現(xiàn)象迫使人們不得不尋求可持續(xù)發(fā)展之路。為了實現(xiàn)這樣的目標，探求可持續(xù)發(fā)展的目光甚至投向了污水處理廠。磷作為農(nóng)業(yè)肥料的重要組成部分，是一種不可再生資源。許多報告指出全球磷資源將在能夠見到的未來被用盡，更加強調(diào)了磷回收的重要性。目前，有關污水處理廠主要通過化學沉淀或結(jié)晶的方式從污水或污泥發(fā)酵液中回收磷。而從生活污水中回收磷的主要挑戰(zhàn)是較低的磷含量(一般< 10mg/L)。最新研宄發(fā)現(xiàn)，可利用聚磷菌在厭氧環(huán)境下釋放磷和在好氧環(huán)境下吸磷的特性，通過在一定體積水體中厭氧釋磷的方式，可獲得高濃度的磷酸鹽溶液。若能基于上述手段的穩(wěn)定控制，則有望實現(xiàn)污水處理長同步脫氮除磷及磷的回收，最終實現(xiàn)污水處理廠的可持續(xù)發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種短程硝化串聯(lián)反硝化除磷同步回收磷的裝置和方法，實現(xiàn)將短程硝化與磷的回收同時應用于城市污水的反硝化除磷系統(tǒng)中，不僅可以達到同步脫氮除磷、降低碳源和能源的需求及污泥產(chǎn)量，而且可以回收磷資源。
[0005]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種短程硝化串聯(lián)反硝化除磷同步回收磷的裝置，包括:城市污水原水箱(I)、短程硝化反應器(2)、磷回收水箱(3)、反硝化除磷與磷回收反應器(4)、加藥箱(5);其特征在于，所述城市污水原水箱(I)設有溢流管I (1.1)和放空管I (1.2);所述短程硝化反應器(2)設有DO/pH在線測定儀I (2.2)、攪拌裝置I (2.3)、曝氣頭I (2.4)、空氣壓縮機I (2.5)、排泥放空管I (2.7);所述磷回收水箱(3)設有溢流管II (3.1)和放空管II (3.2);所述反硝化除磷與磷回收反應器(4)設有攪拌裝置II (4.1)、曝氣頭II (4.2)、空氣壓縮機II (4.3)、DO/pH在線測定儀II (4.4)、排水閥I (4.6)、排水閥II (4.7)、排泥放空管II (4.8);所述加藥箱(5)為密閉箱體。
[0006]所述城市污水原水箱(I)通過進水泵(2.1)與短程硝化反應器(2)相連接；短程硝化反應器(2)通過排水泵(2.6)與反硝化除磷與磷回收反應器(4)相連接；反硝化除磷與磷回收反應器(4)的處理水通過排水閥I (4.6)排出；反硝化除磷與磷回收反應器(4)通過排水閥II (4.7)與磷回收水箱(3)相連接；加藥箱(5)通過加藥泵(4.5)與反硝化除磷與磷回收反應器(4)相連接。
[0007]本發(fā)明還提供了一種短程硝化串聯(lián)反硝化除磷同步回收磷的方法，其具體啟動與調(diào)控步驟如下:
[0008]I)啟動系統(tǒng):將城市污水處理廠剩余污泥或具有短程硝化活性的污泥投加至短程硝化反應器(2)中，使短程硝化反應器(2)內(nèi)污泥濃度MLSS = 2500-4000mg/L ;將城市污水處理廠剩余污泥或具有反硝化除磷活性的污泥投加至反硝化除磷與磷回收反應器(4)中，使反硝化除磷與磷回收反應器(4)內(nèi)污泥濃度MLSS = 2500-4000mg/L ；
[0009]2)運行時調(diào)節(jié)操作如下:
[0010]2.1)城市污水原水箱⑴中的污水通過進水泵(2.1)進入短程硝化反應器(2)中，進水體積為短程硝化反應器(2)有效體積的20?60%;然后，短程硝化反應器(2)缺氧攪拌I?2h，好氧曝氣2?4h，DO濃度0.5?2mg/L，沉淀排水45min，排水比20?60%，排水進入反硝化除磷與磷回收反應器(4)中；
[0011]2.2)反硝化除磷與磷回收反應器(4)進水結(jié)束后，缺氧攪拌3?4h，好氧曝氣I?2h，DO濃度2?3mg/L，沉淀排水30min，排水比20?60%，作為處理水排出系統(tǒng)；
[0012]2.3)反硝化除磷與磷回收反應器(4)排水結(jié)束后，加藥箱(5)中體積為反硝化除磷與磷回收反應器(4)排水體積5?10%的碳源通過加藥泵(4.5)進入反硝化除磷與磷回收反應器(4);然后，反硝化除磷與磷回收反應器(4)厭氧攪拌I?2h，沉淀排水45min，排水體積與加藥體積相同，排水進入磷回收水箱(3)中，作為磷液被回收利用。
[0013]綜上，本發(fā)明提供的短程硝化串聯(lián)反硝化除磷同步回收磷的裝置和方法，與現(xiàn)有傳統(tǒng)生物脫氮工藝相比具有以下優(yōu)勢:
[0014]I)處理污水的同時，回收磷資源，實現(xiàn)資源的再利用；
[0015]2)短程硝化可以節(jié)省碳源和曝氣量，降低污水處理的能耗；
[0016]3)通過磷轉(zhuǎn)移而非排泥的方式實現(xiàn)磷的去除，可以實現(xiàn)長的污泥齡，使得系統(tǒng)污泥排放量低，進而降低污泥處置的費用；
[0017]4)短程硝化反應器采用前置反硝化的方式，不僅可以利用原水中的有機物，降低后續(xù)系統(tǒng)中氮的負荷，而且避免了有機物對硝化作用的影響，并使亞硝酸鹽氧化細菌的底物減少，有利于短程的穩(wěn)定維持，可達到深度脫氮且降低了污水處理的能耗。
【附圖說明】
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[0018]圖1是本發(fā)明短程硝化串聯(lián)反硝化除磷同步回收磷的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中I為城市污水原水箱、2為短程硝化反應器、3為磷回收水箱、4為反硝化除磷與磷回收反應器、5為加藥箱；1.1為溢流管I，1.2為放空管I，2.1為進水泵，2.2為DO/pH在線測定儀I，2.3為攪拌裝置I，2.4為曝氣頭I，2.5為空氣壓縮機I，2.6為排水泵，2.7為排泥放空管I，3.1為溢流管II，3.2為放空管II，4.1為攪拌裝置II，4.2為曝氣頭II，4.3為空氣壓縮機II，4.4為DO/pH在線測定儀II，4.5為加藥泵，4.6為排水閥I，4.7為排水閥II，4.8為排泥放空管II。
【具體實施方式】
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[0020]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明:如圖1所示，短程硝化串聯(lián)反硝化除磷同步回收磷的裝置:設有城市污水原水箱(I)、短程硝化反應器(2)、磷回收水箱(3)、反硝化除磷與磷回收反應器(4)、加藥箱(5);其特征在于，城市污水原水箱(I)通過進水泵(2.1)與短程硝化反應器(2)相連接；短程硝化反應器(2)通過排水泵(2.6)與反硝化除磷與磷回收反應器(4)相連接；反硝化除磷與磷回收反應器(4)的處理水通過排水閥I (4.6)排出；反硝化除磷與磷回收反應器(4)通過排水閥II (4.7)與磷回收水箱(3)相連接；加藥箱(5)通過加藥泵(4.5)與反硝化除磷與磷回收反應