一體式污泥減量資源化及N₂O減排污水處理裝置及其運(yùn)行方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一體式污泥減量資源化及N2O減排污水處理裝置及其運(yùn)行方法，屬于水污染控制領(lǐng)域。本發(fā)明的技術(shù)方案要點(diǎn)為：一體式污泥減量資源化及N2O減排污水處理裝置，其中缺氧處理池出水通過缺氧處理池出水口進(jìn)入好氧處理池，好氧處理池出水通過好氧處理池出水口進(jìn)入污泥沉淀池，污泥沉淀池沉淀污泥通過污泥沉淀池排泥口由排泥泵泵入?yún)捬醢l(fā)酵罐，經(jīng)過發(fā)酵的厭氧污泥發(fā)酵液由發(fā)酵液泵泵入鳥糞石回收池。本發(fā)明還公開了該一體式污泥減量資源化及N2O減排污水處理裝置的運(yùn)行方法。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于各種實際污水處理過程，根據(jù)現(xiàn)有污水廠的實際情況進(jìn)行設(shè)備改造安裝，簡單易行，可操作性強(qiáng)。
【專利說明】
一體式污泥減量資源化及N2〇減排污水處理裝置及其運(yùn)行方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于水污染控制領(lǐng)域，具體涉及一體式污泥減量資源化及N20減排污水處理裝置及其運(yùn)行方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]污水中含有的氮和磷是引起水體富營養(yǎng)化的主要因素。隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)增長、人口急劇增加，含磷洗滌劑和農(nóng)藥化肥的大量使用，使得近年來水體富營養(yǎng)化污染情況非常嚴(yán)重。因此，對污水中N、P的處理要求日益嚴(yán)格。目前，污水生物處理中的脫氮過程碳源不足和剩余污泥處置是水處理行業(yè)面臨的重要問題。并且，生物脫氮過程中碳源不足不僅會影響脫氮效果，還會導(dǎo)致反硝化不徹底從而引起N20的產(chǎn)生。N20不僅是重要的溫室氣體(增溫潛勢為C02的293倍)，而且能夠破壞臭氧層。
[0003]剩余污泥主要是由微生物細(xì)胞組成，含有豐富的有機(jī)物質(zhì)，而國內(nèi)現(xiàn)在運(yùn)行的污水處理廠90%以上污泥沒有真正達(dá)到穩(wěn)定化、無害化處理，也沒有最終處置的途徑。隨著我國城市化進(jìn)程的加快，城市污水處理率逐年提高，城市污水處理廠的污泥產(chǎn)量也急劇增加。 如處置不當(dāng)?shù)奈勰噙M(jìn)入環(huán)境，會直接造成二次污染，因此，資源化、減量化處置剩余污泥是解決這一問題的有效途徑。剩余污泥中的有機(jī)物質(zhì)在厭氧發(fā)酵過程中能產(chǎn)生大量短鏈脂肪酸(SCFAs)，這種短鏈脂肪酸(SCFAs)是生物脫氮的優(yōu)質(zhì)碳源，能有效促進(jìn)反硝化作用的進(jìn)行;然而，剩余污泥在發(fā)酵產(chǎn)酸的同時會釋放出大量的氨氮和磷，直接使用發(fā)酵液作為碳源會增加污水的氮磷負(fù)荷，導(dǎo)致污水處理過程中脫氮除磷效率大大降低，在利用發(fā)酵液作為碳源前需先去除發(fā)酵液中的氨氮和磷。在污泥發(fā)酵液中添加鎂源，能夠充分利用這些氨氮和磷產(chǎn)生鳥糞石，鳥糞石是一種高效緩釋肥，這樣不僅實現(xiàn)了污泥發(fā)酵液中氮、磷元素的資源化，同時使發(fā)酵液成為了污水處理系統(tǒng)能夠直接利用的碳源。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供了一體式污泥減量資源化及N20減排污水處理裝置及其運(yùn)行方法，在污水處理系統(tǒng)中設(shè)置污泥堿性發(fā)酵罐和鳥糞石回收池，回收污泥厭氧發(fā)酵液中的氮、磷，通過添加鎂源從發(fā)酵液中回收鳥糞石，不僅實現(xiàn)了污泥的減量化處理，而且又對其進(jìn)行了資源化利用，隨后上清液輸入缺氧處理池以補(bǔ)充碳源，在顯著提高污水處理系統(tǒng)脫氮效果的同時可大量減少N20的產(chǎn)生。
[0005]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案，一體式污泥減量資源化及N20減排污水處理裝置，其特征在于包括缺氧處理池、好氧處理池、污泥沉淀池、厭氧發(fā)酵罐和鳥糞石回收池，其中缺氧處理池的進(jìn)水口與污水管道相連通，缺氧處理池出水口與好氧處理池相連通，該缺氧處理池中設(shè)有泥水?dāng)嚢杵?，好氧處理池出水口與污泥沉淀池相連通，好氧處理池的底部設(shè)有曝氣管，該曝氣管通過氣體管道與鼓風(fēng)機(jī)相連，好氧處理池中設(shè)有溶解氧監(jiān)測探頭，好氧處理池的底部通過回流管道和內(nèi)回流栗與缺氧處理池的底部相連通，污泥沉淀池的上部設(shè)有溢流堰和污泥沉淀池排水口，污泥沉淀池的下部通過回流管道和污泥回流栗與缺氧處理池的底部相連通，污泥沉淀池中下部的污泥沉淀池排泥口通過排泥管道和排泥栗與厭氧發(fā)酵罐的底部相連通，厭氧發(fā)酵罐的上部設(shè)有加堿口，厭氧發(fā)酵罐的中下部設(shè)有厭氧發(fā)酵罐排泥口，厭氧發(fā)酵罐中設(shè)有厭氧發(fā)酵罐pH監(jiān)測探頭和厭氧發(fā)酵罐攪拌器，厭氧發(fā)酵罐的中部通過排液管道和發(fā)酵液栗與鳥糞石回收池的底部相連通，厭氧發(fā)酵罐的底部通過管道和厭氧發(fā)酵罐堿液栗與堿液桶相連通，該堿液桶內(nèi)盛有氫氧化鈣溶液， 鳥糞石回收池上部的鎂源輸入口通過管道和鎂源栗與鎂源桶相連通，該鎂源桶內(nèi)盛有六水合氯化鎂和磷酸二氫鉀的混合溶液，鳥糞石回收池的中部通過管道和鳥糞石回收池堿液栗與堿液桶相連通，鳥糞石回收池的中下部通過回流管道和碳源回流栗與缺氧處理池的底部相連桶，鳥糞石回收池的下部設(shè)有鳥糞石回收口，鳥糞石回收池中設(shè)有鳥糞石回收池pH監(jiān)測探頭和鳥糞石回收池攪拌器，所述的溶解氧監(jiān)測探頭、厭氧發(fā)酵罐pH監(jiān)測探頭、鳥糞石回收池pH監(jiān)測探頭、鼓風(fēng)機(jī)、厭氧發(fā)酵罐堿液栗和鳥糞石回收池堿液栗分別通過線路與PLC電腦自動控制系統(tǒng)電性連接。
[0006]本發(fā)明所述的一體式污泥減量資源化及N20減排污水處理裝置的運(yùn)行方法，其特征在于包括以下三個階段:(1)污水處理階段，處理污水通過缺氧處理池上部的進(jìn)水口進(jìn)入缺氧處理池，污水在缺氧處理池中的停留時間為1.5-2h，缺氧處理池中處理過的污水通過缺氧處理池出水口溢流進(jìn)入好氧處理池，好氧處理池中的泥水混合液由內(nèi)回流栗回流至缺氧處理池中進(jìn)行反硝化脫氮，回流比為200%，污水在好氧處理池中的停留時間為6-8 h，好氧處理池中處理過的污水通過好氧處理池出水口溢流進(jìn)入污泥沉淀池；(2 )污泥處理階段，污水在污泥沉淀池中的停留時間為2-3h，污泥沉淀池中沉淀后的上清液通過污泥沉淀池溢流堰溢流后經(jīng)污泥沉淀池排水口排出，經(jīng)污泥沉淀池沉淀后產(chǎn)生的污泥，一部分由污泥回流栗回流至缺氧處理池，回流比為100%，以保持反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)有足夠的污泥濃度，其余的沉淀污泥則由排泥栗栗入?yún)捬醢l(fā)酵罐，厭氧發(fā)酵罐內(nèi)污泥采用堿性發(fā)酵， 采用氫氧化鈣溶液調(diào)節(jié)發(fā)酵液的pH值為6.8-7.2，厭氧發(fā)酵罐上部設(shè)有加堿口，內(nèi)部設(shè)有厭氧發(fā)酵罐pH監(jiān)測探頭用來檢測厭氧發(fā)酵過程中的pH，厭氧發(fā)酵罐中設(shè)有厭氧發(fā)酵罐攪拌器，發(fā)酵后的污泥由厭氧發(fā)酵罐排泥口排出進(jìn)行后續(xù)的污泥處置；(3)鳥糞石回收階段，發(fā)酵后的污泥發(fā)酵液由發(fā)酵液栗栗入鳥糞石回收池進(jìn)行鳥糞石回收，鳥糞石回收池上部設(shè)有鎂源輸入口，鳥糞石回收池下部設(shè)有鳥糞石回收口，鳥糞石回收池的內(nèi)部設(shè)有鳥糞石回收池攪拌器和鳥糞石回收池pH監(jiān)測探頭，攪拌速率控制在300r/ s，通過添加氫氧化鈣溶液調(diào)節(jié)發(fā)酵液的pH值為8.0-9.5，通過添加六水合氯化鎂溶液與發(fā)酵液中的氮磷發(fā)生共沉淀反應(yīng)生成磷酸銨鎂即鳥糞石，生成的鳥糞石從鳥糞石回收口進(jìn)行鳥糞石回收，鳥糞石回收池內(nèi)的上清液作為碳源由碳源栗輸入缺氧處理池以補(bǔ)充碳源。
[0007]本發(fā)明所述的一體式污泥減量資源化及n2〇減排污水處理裝置的運(yùn)行方法，其特征在于具體控制過程為:污水處理裝置運(yùn)行時開啟控制系統(tǒng)，設(shè)置在好氧處理池內(nèi)的溶解氧監(jiān)測探頭將實時監(jiān)測信號回饋至PLC電腦控制系統(tǒng)，好氧處理池內(nèi)的溶解氧濃度維持在 3-4mg/L，當(dāng)監(jiān)測到的溶解氧濃度大于4mg/L時，PLC電腦控制系統(tǒng)將自動關(guān)閉鼓風(fēng)機(jī)，當(dāng)溶解氧監(jiān)測探頭監(jiān)測到好氧處理池內(nèi)的溶解氧濃度小于3mg/L，PLC電腦控制系統(tǒng)將自動開啟鼓風(fēng)機(jī)以增加好氧處理池中的溶解氧;設(shè)置在厭氧發(fā)酵罐中的厭氧發(fā)酵罐pH監(jiān)測探頭將實時監(jiān)測信號回饋至PLC電腦控制系統(tǒng)，厭氧發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵液的pH值維持在6.8-7.2,當(dāng)監(jiān)測至IJpH值小于6.8時將會自動開啟厭氧發(fā)酵罐堿液栗以增加污泥發(fā)酵罐中的pH值，促進(jìn)污泥發(fā)酵的進(jìn)行，當(dāng)監(jiān)測到pH值大于7.2時將會自動關(guān)閉厭氧發(fā)酵罐堿液栗;設(shè)置在鳥糞石回收池中的鳥糞石回收池pH監(jiān)測探頭將實時監(jiān)測信號回饋至PLC電腦控制系統(tǒng)，鳥糞石回收池中的pH值保持在8.0-9.5之間，當(dāng)監(jiān)測到pH值小于8時將會自動開啟鳥糞石回收池堿液栗以增加鳥糞石回收池中的pH值，促進(jìn)鳥糞石的生成，當(dāng)監(jiān)測到pH值大于9.5時將會自動關(guān)閉鳥糞石回收池堿液栗。
[0008]本發(fā)明對剩余污泥進(jìn)行污泥厭氧發(fā)酵和鳥糞石回收，污泥發(fā)酵液作為碳源返回污水處理系統(tǒng)，克服了污水生物脫氮過程中碳源不足和剩余污泥處置的問題，在實現(xiàn)氮磷的有效回收利用的同時提高污水處理效率，減少強(qiáng)溫室氣體N2〇的產(chǎn)生。隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城鎮(zhèn)化水平的提高，生活污水排放量不斷增大，剩余污泥處理處置問題也愈發(fā)嚴(yán)重，本發(fā)明對解決這些問題具有重要意義。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果:1、提高污水處理裝置污染物去除效率的同時實現(xiàn)剩余污泥的減量化和N、P的資源化回收，并大幅減少N20的產(chǎn)生量；2、監(jiān)控目標(biāo)因素少，設(shè)備構(gòu)造和控制原理簡單，成本較低，維護(hù)方便；3、通過PLC電腦自動在線控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)反應(yīng)器運(yùn)行的在線調(diào)控；4、本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于各種實際污水處理過程，根據(jù)現(xiàn)有污水廠的實際情況進(jìn)行設(shè)備改造安裝，簡單易行，可操作性強(qiáng)?！靖綀D說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖中:1-進(jìn)水口，2-缺氧處理池，3-好氧處理池，4-污泥沉淀池，5-鼓風(fēng)機(jī)，6-泥水?dāng)嚢杵鳎?-曝氣管，8-污泥沉淀池排水口，9-溶解氧監(jiān)測探頭，10-污泥回流栗，11-污泥沉淀池排泥口，12-厭氧發(fā)酵罐，13-加堿口，14-厭氧發(fā)酵罐排泥口，15-鳥糞石回收池，16-鎂源輸入口，17-厭氧發(fā)酵罐攪拌器，18-缺氧處理池出水口，19-厭氧發(fā)酵罐pH監(jiān)測探頭，20-好氧處理池出水口，21-堿液桶，22-鎂源桶，23-鳥糞石回收池pH監(jiān)測探頭，24-溢流堰，25-發(fā)酵液栗，26-排泥栗，27-碳源回流栗，28-鳥糞石回收池攪拌器，29-鳥糞石回收口，30-厭氧發(fā)酵罐堿液栗，31-鎂源栗，32-鳥糞石回收池堿液栗，33-內(nèi)回流栗，34-PLC電腦自動控制系統(tǒng)?！揪唧w實施方式】
[0012]結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的具體內(nèi)容。如圖1所示，一種污水處理與污泥處置一體化系統(tǒng)，包括缺氧處理池2、好氧處理池3、污泥沉淀池4、厭氧發(fā)酵罐12和鳥糞石回收池15， 具體連接方式為:缺氧處理池2出水通過缺氧處理池出水口 18進(jìn)入好氧處理池3,好氧處理池3出水通過好氧處理池出水口 20進(jìn)入污泥沉淀池4，污泥沉淀池4沉淀污泥通過污泥沉淀池排泥口 11由排泥栗26栗入?yún)捬醢l(fā)酵罐12,經(jīng)過發(fā)酵的厭氧污泥發(fā)酵液由發(fā)酵液栗25栗入鳥糞石回收池15。[〇〇13] 污水處理階段:處理污水通過缺氧處理池2上部的進(jìn)水口 1進(jìn)入缺氧處理池2,污水在缺氧處理池2中的停留時間為1.5-2h，缺氧處理池2中處理過的污水通過缺氧處理池出水口 18溢流進(jìn)入好氧處理池3，該過程僅依靠重力流動，不產(chǎn)生額外能耗，好氧處理池3中的泥水混合液由內(nèi)回流栗33回流至缺氧處理池2中進(jìn)行反硝化脫氮，回流比為200%，污水在好氧處理池3中的停留時間為6-8h，好氧處理池3中處理過的污水通過好氧處理池出水口 20溢流進(jìn)入污泥沉淀池4，該過程僅依靠重力流動，不產(chǎn)生額外能耗。[〇〇14] 污泥處理階段:污水在污泥沉淀池4中的停留時間為2-3h，污泥沉淀池4中沉淀后的上清液通過污泥沉淀池溢流堰24溢流后經(jīng)污泥沉淀池排水口8排出，該過程僅依靠重力流動，不產(chǎn)生額外能耗，經(jīng)污泥沉淀池4沉淀后產(chǎn)生的污泥，一部分由污泥回流栗10回流至缺氧處理池2,回流比為100%，以保持反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)有足夠的污泥濃度，其余的沉淀污泥則由排泥栗26栗入?yún)捬醢l(fā)酵罐12,厭氧發(fā)酵罐12內(nèi)污泥采用堿性發(fā)酵，采用氫氧化鈣溶液調(diào)節(jié)發(fā)酵液的pH值為6.8-7.2，Ca(0H)2與其它堿性調(diào)節(jié)劑相比能有效促進(jìn)發(fā)酵過程小分子有機(jī)酸的產(chǎn)生能夠促進(jìn)發(fā)酵，厭氧發(fā)酵罐12上部設(shè)有加堿口 13,內(nèi)部設(shè)有厭氧發(fā)酵罐pH監(jiān)測探頭19,用來檢測厭氧發(fā)酵過程中的pH，厭氧發(fā)酵罐12中設(shè)有厭氧發(fā)酵罐攪拌器17,發(fā)酵后的污泥由厭氧發(fā)酵罐排泥口 14排出進(jìn)行后續(xù)的污泥處置，經(jīng)厭氧堿性發(fā)酵后的污泥量大大減少，無害化程度提高。[〇〇15]鳥糞石回收階段:發(fā)酵后的污泥發(fā)酵液由發(fā)酵液栗25栗入鳥糞石回收池15進(jìn)行鳥糞石回收，鳥糞石回收池15上部設(shè)有鎂源輸入口 16,鳥糞石回收池15下部設(shè)有鳥糞石回收口 29,鳥糞石回收池15的內(nèi)部設(shè)有鳥糞石回收池攪拌器28和鳥糞石回收池pH監(jiān)測探頭23， 攪拌速率控制在300r/s，通過添加氫氧化鈣溶液調(diào)節(jié)發(fā)酵液的pH值為8.0-9.5，通過添加六水合氯化鎂和磷酸二氫鉀的混惡化溶液與發(fā)酵液中的氮磷發(fā)生共沉淀反應(yīng)生成磷酸銨鎂即鳥糞石，生成的鳥糞石從鳥糞石回收口 29進(jìn)行鳥糞石回收，鳥糞石回收池內(nèi)的上清液作為碳源由碳源栗27輸入缺氧處理池2以補(bǔ)充碳源，減少了外加碳源的費(fèi)用，鳥糞石回收后的上清液含有豐富的小分子有機(jī)酸，是一種優(yōu)質(zhì)的反硝化碳源，能夠加強(qiáng)缺氧處理池2中反硝化反應(yīng)的徹底進(jìn)行，有效提高處理系統(tǒng)的脫氮效率，并減少反硝化過程中間產(chǎn)物強(qiáng)溫室氣體N20的產(chǎn)生。
[0016]為保持污水處理裝置中污泥處于懸浮狀態(tài)，缺氧處理池2中設(shè)有泥水?dāng)嚢杵?,攪拌速率約為500r/min;好氧處理池3中設(shè)有曝氣管7，鼓風(fēng)機(jī)8與曝氣管7連接，裝置運(yùn)行時， 鼓風(fēng)機(jī)5通過曝氣管7在好氧處理池3中進(jìn)行曝氣充氧，以維持好氧處理池3中泥水混合物的溶解氧濃度;好氧處理池3中溶解氧監(jiān)測探頭9;缺氧處理池2和好氧處理池3通過內(nèi)回流栗 33連接，將好氧處理池3中的消化液回流至缺氧處理池2以進(jìn)行反硝化脫氮，消化液回流比為200%;缺氧處理池2和污泥沉淀池4由污泥回流栗10連接，將一部分污泥回流至缺氧處理池2,以保持足夠的污泥濃度，污泥回流比為100%;缺氧處理池2和鳥糞石回收池15通過碳源栗28連接，將鳥糞石回收池15中的上清液栗入缺氧處理池2中以補(bǔ)充缺氧反硝化的碳源，在強(qiáng)化脫氮效果的同時也可大量減少N20的產(chǎn)生;厭氧發(fā)酵罐12和鳥糞石回收池15由發(fā)酵液栗25連接，發(fā)酵液栗25將發(fā)酵液栗入鳥糞石回收池15;厭氧發(fā)酵罐12和堿液桶21由厭氧發(fā)酵罐堿液栗31連接，該厭氧發(fā)酵罐堿液栗31將堿液輸入?yún)捬醢l(fā)酵罐12;鳥糞石回收池15和堿液桶21由鳥糞石回收池堿液栗32連接，該鳥糞石回收池堿液栗32將堿液輸入鳥糞石回收池15;鳥糞石回收池12和鎂源桶22由鎂源栗31連接，鎂源栗31將鎂源輸入鳥糞石回收池15。 [〇〇17]厭氧發(fā)酵罐12內(nèi)設(shè)有厭氧發(fā)酵罐攪拌器17,攪拌速率約為200r/s，該攪拌速率有利于發(fā)酵罐內(nèi)的微生物和營養(yǎng)物質(zhì)攪拌混合，使發(fā)酵罐內(nèi)的pH和反應(yīng)溫度保持均勻與穩(wěn)定;鳥糞石回收池15中設(shè)有鳥糞石回收池攪拌器28,攪拌速率約為300r/s，該攪拌速率有利于鎂源與N、P混合，加速沉淀。[〇〇18]另外，裝置設(shè)有PLC電腦自動控制裝置，污水處理裝置運(yùn)行時開啟控制系統(tǒng)，設(shè)置在好氧處理池3內(nèi)的溶解氧監(jiān)測探頭9,將實時監(jiān)測信號回饋至PLC電腦控制系統(tǒng)34,好氧處理池3內(nèi)的溶解氧濃度維持在3-4mg/L，溶解氧保持在此范圍能夠加強(qiáng)污染物去除效率，同時可減少N20的產(chǎn)生，當(dāng)監(jiān)測到的溶解氧濃度大于4mg/L時，PLC電腦控制系統(tǒng)34將自動關(guān)閉鼓風(fēng)機(jī)5,當(dāng)溶解氧監(jiān)測探頭9監(jiān)測到好氧處理池3內(nèi)的溶解氧濃度小于3mg/L，PLC電腦控制系統(tǒng)34將自動開啟鼓風(fēng)機(jī)5，以增加好氧處理池3中的溶解氧;設(shè)置在厭氧發(fā)酵罐12中的厭氧發(fā)酵罐pH監(jiān)測探頭19,將實時監(jiān)測信號回饋至PLC電腦控制系統(tǒng)34,厭氧發(fā)酵罐12的pH值維持在6.8-7.2，當(dāng)監(jiān)測到pH值小于6.8時將會自動開啟厭氧發(fā)酵罐堿液栗30，以增加污泥發(fā)酵罐12中的pH值，促進(jìn)污泥發(fā)酵的進(jìn)行；當(dāng)監(jiān)測到pH值大于7.2時將會自動關(guān)閉厭氧發(fā)酵罐堿液栗30;設(shè)置在鳥糞石回收池15中的鳥糞石回收池pH監(jiān)測探頭23,將實時監(jiān)測信號回饋至PLC電腦控制系統(tǒng)33，鳥糞石回收池15中的pH值保持在8.0-9.5之間，當(dāng)監(jiān)測到pH值小于8時將會自動開啟鳥糞石回收池堿液栗32,以增加鳥糞石回收池15中的pH值，促進(jìn)鳥糞石的生成，當(dāng)監(jiān)測到pH值大于9.5時將會自動關(guān)閉鳥糞石回收池堿液栗32。
[0019]實施例1以某小區(qū)排放的實際生活廢水處理過程為例，所選擇的缺氧處理池的有效容積為10L， 好氧處理池有效容積為30L，污泥沉淀池的有效容積為15L，厭氧發(fā)酵罐的有效容積為20L， 鳥糞石回收池的有效容積為15L，污水進(jìn)水水質(zhì)為:C0D濃度400mg/L，NH4+濃度45mg/L，TN濃度50mg/L，TP濃度8mg/L污水處理量為80L/d，反應(yīng)器接種污泥采用污水廠好氧處理池新鮮活性污泥，反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度維持在2500-3000mg/L，內(nèi)回流比為200%，污泥回流比為100%， 好氧處理池D0維持在3-4mg/L，污泥泥齡維持在15d。
[0020] 污水處理階段:系統(tǒng)啟動，污水經(jīng)缺氧處理池和好氧處理池處理后的處理效果為: COD 50±5mg/L，NH4+_N 10±3mg/L，TN 15±5mg/L，TP 2±lmg/L，C0D去除率為88%左右，順4 +-N去除率為78%左右，TN去除率為70%左右;N20產(chǎn)生量為36 ± 5mg/d。[〇〇21]污泥厭氧發(fā)酵階段:將污泥沉淀池4排出的剩余污泥栗入?yún)捬醢l(fā)酵罐12,污泥采用厭氧堿性發(fā)酵，采用氫氧化鈣溶液調(diào)節(jié)pH值，pH控制在6.8-7.2之間，厭氧發(fā)酵罐12中，當(dāng)pH 小于6.8時，將自動開啟厭氧發(fā)酵罐堿液栗30進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)pH大于7.2時，將自動關(guān)閉厭氧發(fā)酵罐堿液栗30進(jìn)行，厭氧發(fā)酵罐12內(nèi)溫度控制在25-33°C之間，厭氧發(fā)酵時間控制在8-10d， 攪拌速度控制在200r/s。[〇〇22]鳥糞石回收階段:將污泥厭氧發(fā)酵后的污泥離心液由發(fā)酵液栗25栗入鳥糞石回收池15,在進(jìn)行鳥糞石回收沉淀之前采用氫氧化鈣溶液調(diào)節(jié)發(fā)酵液pH值，鳥糞石回收池15內(nèi) pH值保持在8.0-9.5之間，當(dāng)監(jiān)測到pH值小于8時將會自動開啟鳥糞石回收池堿液栗32進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)監(jiān)測到pH值大于9.5時將會自動關(guān)閉鳥糞石回收池堿液栗32，鳥糞石回收之前先調(diào)節(jié)pH值，可達(dá)到最佳沉淀效果的同時增加鳥糞石純度;隨后添加MgCl2 ? 6H20和KH2P〇4作為鎂源使Mg2+、NH4+_N與P〇43+-P的摩爾比為1:1:1，攪拌速度控制在300r/s，從而從污水中回收鳥糞石，鳥糞石回收后的上清液作為碳源由碳源栗27栗入缺氧處理池2以補(bǔ)充碳源。[〇〇23] 應(yīng)用裝置實施，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后，污水出水水質(zhì)為:COD 20±5mg/L，NH4+_N 2土 lmg/L，TN=5 ± 2mg/L，TP 1 ±0 ? 5mg/L;處理效果:COD去除率平均為95%，NH4+去除率平均為95%，TN去除率平均為90%，TN去除率平均為94%;N20產(chǎn)生量8±2mg/d，下降了約78%;鳥糞石純度為83%左右，剩余污泥減量可達(dá)到45%-55%，污泥脫水性能大幅提升。[〇〇24]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理，主要特征和優(yōu)點(diǎn)，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍。
【主權(quán)項】
1.一體式污泥減量資源化及N2〇減排污水處理裝置，其特征在于包括缺氧處理池、好氧 處理池、污泥沉淀池、厭氧發(fā)酵罐和鳥糞石回收池，其中缺氧處理池的進(jìn)水口與污水管道相 連通，缺氧處理池出水口與好氧處理池相連通，該缺氧處理池中設(shè)有泥水?dāng)嚢杵?，好氧處?池出水口與污泥沉淀池相連通，好氧處理池的底部設(shè)有曝氣管，該曝氣管通過氣體管道與 鼓風(fēng)機(jī)相連，好氧處理池中設(shè)有溶解氧監(jiān)測探頭，好氧處理池的底部通過回流管道和內(nèi)回 流栗與缺氧處理池的底部相連通，污泥沉淀池的上部設(shè)有溢流堰和污泥沉淀池排水口，污 泥沉淀池的下部通過回流管道和污泥回流栗與缺氧處理池的底部相連通，污泥沉淀池中下 部的污泥沉淀池排泥口通過排泥管道和排泥栗與厭氧發(fā)酵罐的底部相連通，厭氧發(fā)酵罐的 上部設(shè)有加堿口，厭氧發(fā)酵罐的中下部設(shè)有厭氧發(fā)酵罐排泥口，厭氧發(fā)酵罐中設(shè)有厭氧發(fā) 酵罐pH監(jiān)測探頭和厭氧發(fā)酵罐攪拌器，厭氧發(fā)酵罐的中部通過排液管道和發(fā)酵液栗與鳥糞 石回收池的底部相連通，厭氧發(fā)酵罐的底部通過管道和厭氧發(fā)酵罐堿液栗與堿液桶相連 通，該堿液桶內(nèi)盛有氫氧化鈣溶液，鳥糞石回收池上部的鎂源輸入口通過管道和鎂源栗與 鎂源桶相連通，該鎂源桶內(nèi)盛有六水合氯化鎂和磷酸二氫鉀的混合溶液，鳥糞石回收池的 中部通過管道和鳥糞石回收池堿液栗與堿液桶相連通，鳥糞石回收池的中下部通過回流管 道和碳源回流栗與缺氧處理池的底部相連桶，鳥糞石回收池的下部設(shè)有鳥糞石回收口，鳥 糞石回收池中設(shè)有鳥糞石回收池pH監(jiān)測探頭和鳥糞石回收池攪拌器，所述的溶解氧監(jiān)測探 頭、厭氧發(fā)酵罐pH監(jiān)測探頭、鳥糞石回收池pH監(jiān)測探頭、鼓風(fēng)機(jī)、厭氧發(fā)酵罐堿液栗和鳥糞 石回收池堿液栗分別通過線路與PLC電腦自動控制系統(tǒng)電性連接。2.—種權(quán)利要求1所述的一體式污泥減量資源化及N20減排污水處理裝置運(yùn)行方法，其 特征在于包括以下三個階段:(1)污水處理階段，處理污水通過缺氧處理池上部的進(jìn)水口進(jìn)入缺氧處理池，污水在缺 氧處理池中的停留時間為1.5-2h，缺氧處理池中處理過的污水通過缺氧處理池出水口溢流 進(jìn)入好氧處理池，好氧處理池中的泥水混合液由內(nèi)回流栗回流至缺氧處理池中進(jìn)行反硝化 脫氮，回流比為200%，污水在好氧處理池中的停留時間為6-8 h，好氧處理池中處理過的污 水通過好氧處理池出水口溢流進(jìn)入污泥沉淀池；(2 )污泥處理階段，污水在污泥沉淀池中的停留時間為2-3h，污泥沉淀池中沉淀后的上 清液通過污泥沉淀池溢流堰溢流后經(jīng)污泥沉淀池排水口排出，經(jīng)污泥沉淀池沉淀后產(chǎn)生的 污泥，一部分由污泥回流栗回流至缺氧處理池，回流比為100%，以保持反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)有足夠的 污泥濃度，其余的沉淀污泥則由排泥栗栗入?yún)捬醢l(fā)酵罐，厭氧發(fā)酵罐內(nèi)污泥采用堿性發(fā)酵， 采用氫氧化鈣溶液調(diào)節(jié)發(fā)酵液的pH值為6.8-7.2，厭氧發(fā)酵罐上部設(shè)有加堿口，內(nèi)部設(shè)有厭 氧發(fā)酵罐pH監(jiān)測探頭用來檢測厭氧發(fā)酵過程中的pH，厭氧發(fā)酵罐中設(shè)有厭氧發(fā)酵罐攪拌 器，發(fā)酵后的污泥由厭氧發(fā)酵罐排泥口排出進(jìn)行后續(xù)的污泥處置；(3)鳥糞石回收階段，發(fā)酵后的污泥發(fā)酵液由發(fā)酵液栗栗入鳥糞石回收池進(jìn)行鳥糞石 回收，鳥糞石回收池上部設(shè)有鎂源輸入口，鳥糞石回收池下部設(shè)有鳥糞石回收口，鳥糞石回 收池的內(nèi)部設(shè)有鳥糞石回收池攪拌器和鳥糞石回收池pH監(jiān)測探頭，攪拌速率控制在300r/ s，通過添加氫氧化媽溶液調(diào)節(jié)鳥奠石回收池內(nèi)的pH值為8.0-9.5，通過添加六水合氯化鎂 與磷酸二氫鉀的混合溶液與發(fā)酵液中的氮磷發(fā)生共沉淀反應(yīng)生成磷酸銨鎂即鳥糞石，生成 的鳥糞石從鳥糞石回收口進(jìn)行鳥糞石回收，鳥糞石回收池內(nèi)的上清液作為碳源由碳源栗輸 入缺氧處理池以補(bǔ)充碳源。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一體式污泥減量資源化及N20減排污水處理裝置運(yùn)行方法，其 特征在于具體控制過程為:污水處理裝置運(yùn)行時開啟控制系統(tǒng)，設(shè)置在好氧處理池內(nèi)的溶 解氧監(jiān)測探頭將實時監(jiān)測信號回饋至PLC電腦控制系統(tǒng)，好氧處理池內(nèi)的溶解氧濃度維持 在3-4mg/L，當(dāng)監(jiān)測到的溶解氧濃度大于4mg/L時，PLC電腦控制系統(tǒng)將自動關(guān)閉鼓風(fēng)機(jī)，當(dāng) 溶解氧監(jiān)測探頭監(jiān)測到好氧處理池內(nèi)的溶解氧濃度小于3mg/L，PLC電腦控制系統(tǒng)將自動開 啟鼓風(fēng)機(jī)以增加好氧處理池中的溶解氧;設(shè)置在厭氧發(fā)酵罐中的厭氧發(fā)酵罐pH監(jiān)測探頭將 實時監(jiān)測信號回饋至PLC電腦控制系統(tǒng)，厭氧發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵液的pH值維持在6.8-7.2，當(dāng)監(jiān) 測到pH值小于6.8時將會自動開啟厭氧發(fā)酵罐堿液栗以增加污泥發(fā)酵罐中的pH值，促進(jìn)污 泥發(fā)酵的進(jìn)行，當(dāng)監(jiān)測到pH值大于7.2時將會自動關(guān)閉厭氧發(fā)酵罐堿液栗;設(shè)置在鳥糞石回 收池中的鳥糞石回收池pH監(jiān)測探頭將實時監(jiān)測信號回饋至PLC電腦控制系統(tǒng)，鳥糞石回收 池中的pH值保持在8.0-9.5之間，當(dāng)監(jiān)測到pH值小于8時將會自動開啟鳥糞石回收池堿液栗 以增加鳥糞石回收池中的pH值，促進(jìn)鳥糞石的生成，當(dāng)監(jiān)測到pH值大于9.5時將會自動關(guān)閉 鳥糞石回收池堿液栗。
【文檔編號】C02F11/12GK106007171SQ201610335936
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月20日
【發(fā)明人】閆旭, 郭東麗, 薛載坤, 閆廣軒, 蘇現(xiàn)伐, 馮精蘭, 皮運(yùn)清, 孫劍輝
【申請人】河南師范大學(xué)