CN102358676A

CN102358676A - 四级三相式流化床分段进水深度脱氮***

Info

Publication number: CN102358676A
Application number: CN2011103242297A
Authority: CN
Inventors: 王冰; 李亚峰
Original assignee: Shenyang Jianzhu University
Current assignee: Shenyang Jianzhu University
Priority date: 2011-10-24
Filing date: 2011-10-24
Publication date: 2012-02-22

Abstract

本发明属于生活污水净化领域，涉及一种采用四级三相式分段进水深度脱氮***处理生活污水的方法。本发明解决了现有的生活污水处理工艺存在脱氮效果较差，很难达到规定标准的问题，并能够在不改动土建设施的前提下，实现原有污水厂的提标改造目标。本方法具体步骤为：生活污水分别从四级缺氧段进入反应器，缺氧段与好氧段间隔排列，节省了***的硝化液回流设施，且污泥回流只针对首段缺氧区，既节约了能源，又可以向第一段缺氧区提供反硝化所需硝化液。在好氧区内投加流化填料，将流化床与分段进水工艺有机结合，实现了增加***生物量及生物活性，污泥减量，强化***内部三相体系等优点。

Description

四级三相式流化床分段进水深度脱氮***

技术领域

本发明属于生活污水处理领域，具体地说是涉及利用四级三相式流化床分段进水***实现对于生活污水的深度脱氮处理。

背景技术

近年来，随着我国***经济建设的快速发展，工业化及城市化水平的不断提高，我国的水体污染状况越来越严重，许多受污染的水体已经严重地影响了工农业的生产，水质的破坏及环境的污染越来越严重地阻碍着我国国民经济的发展。水体的富营养化严重破坏了水体的功能，降低水资源的利用价值，对城市政治、经济及自然环境均构成了较为严重的威胁。一般认为，防止富营养化应该尽可能地同时对氮和磷进行控制，因此制定更为严格的排放标准是目前世界各国普遍的发展趋势，以控制富营养化为目的的脱氮除磷己成为各国主要的奋斗目标。我国1996年颁布执行的污水综合排放标准（GB8978-1996）中对排入Ⅲ类以上水域执行的一级标准中，氨氮浓度为15mg/L，对总氮未作规定，而2002年开始执行的城镇污染物排放标准（GB18918-2002）中相同标准氨氮的排放浓度则减小为8mg/L，总氮浓度必须小于20mg/L。因此，可行的污水处理工艺应该朝向对污水实现脱氮除磷的深度处理的方向发展，并且必须采用以能量消耗低、资源损耗少为前提的低碳环保技术。

发明内容

本发明针对目前我国采用传统方法处理生活污水出水总氮很难达到最新的《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)标准的问题，提供一种四级三相式生物流化床生活污水处理***。

本发明的四级三相式流化床分段进水深度脱氮***是将近年来快速开发的分段进水工艺与生物流化床工艺结合在一起的生物脱氮新工艺，分段进水工艺是基于传统的连续流A/O工艺并借鉴了阶段曝气活性污泥法的进水方式发展起来的一种新型生物深度脱氮工艺。该工艺通常由几个缺氧/好氧段间隔排列而成，由于无需进行内回流，因此可节省硝化液回流设施及内回流的能量消耗。原水分别从各段的缺氧区进入反应器，在充分降解原水中有机物的同时，也使得反硝化作用所需碳源得到充分补给，尤其对于低C/N比污水的处理可大大减少或省去外碳源的投加量。通过了缺氧区的反硝化反应后，原水中碳源被大量消耗，使得进入好氧区的有机物浓度较低，有利于自养硝化菌的生长，从而提高了***的硝化能力，并能够降低固体停留时间，进而缩小反应器容积。原水分多点延程注入处理***，使得***抵抗水质和水量的冲击负荷能力提高，即便出现洪峰流量，池内污泥也不易因冲刷作用而造成流失。该***中污泥浓度呈梯度分布，首段污泥浓度高于末段污泥浓度，尤其将分段进水工艺与生物膜法结合，增加了***微生物量，在保持最后一段污泥浓度同传统A/O工艺相当的条件下，***的污泥储量高于传统A/O工艺且不会增加二沉池的负荷，***处理能力增大，净化能力显著提高。由于四级三相式流化床分段进水***的这些优点，该***对于新建污水厂以及对传统二级处理进行升级改造以达到深度脱氮目的等方面具有较大优势。在改造工程中，只需将污水改为分段形式进入曝气池，同时将原有曝气池用隔墙分隔成若干交替的缺氧区和好氧区，并在好氧区投加一定比例的流化填料，其他设施如格栅、初沉池、二沉池、污泥回流设施等均无需任何改动，就可以达到深度脱氮的目的。

综上所述，将四级三相式流化床分段进水深度脱氮***推广应用到实际工程当中，对于降低污水中氮磷的排放量，减少污水处理投资费用，具有重要的科学价值及对实际工程的指导意义。

本发明通过如下技术方案实现：采用四级连续流缺氧/好氧（A/O）工艺，进水分四点进入反应器，并在好氧区内投加聚乙烯流化填料，因此好氧区内形成了固、液、气三相共存状态，本发明是将分段进水工艺与生物膜法有机结合，实现城市污水的深度脱氮。本发明装置采用有机玻璃制成，尺寸为200×500×300mm³，有效容积为20L，处理水量为60L/d，在实际应用时可按照处理水量放大反应器容积及改变装置材料。反应器共分为4段，每段由缺氧区和好氧区组成，缺氧区在前，好氧区在后，整个反应器为缺氧段、好氧段间隔排列。在缺氧区设置搅拌器促进泥水混合，在好氧区内投加流化填料，并在好氧区底部设穿孔曝气器，供氧同时实现填料的全池流化。进水分别从四段的缺氧区进入反应器，由进水泵控制进水流量，并根据不同的进水水质和水量进行调整。反应器出水流入二沉池，二沉池有效容积为10L，该有效容积可按照实际水量及停留时间进行调整，沉淀池采用竖流式，沉淀区呈圆柱形，污泥斗倾斜角为60°，采用中心管进水，周边三角堰出水。污泥从污泥斗由污泥回流泵回流到第一个缺氧池补充***微生物量和向第一段缺氧区提供硝酸盐氮，因此***不设硝化液回流。本***采用的是聚乙烯材质流化填料。本填料为圆柱形，中间有三叉隔板，填料横断面直径为9mm左右，高10mm，密度接近于水。在具体实施中可选用聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙乙烯等材质能够悬浮于水中实现流化状态的填料。

在本发明的好氧区发生硝化反应，首先是亚硝酸细菌将氨氮转化为NO₂ ^-，然后由硝酸细菌将NO₂ ^-转化为NO₃ ^-，反硝化发生在缺氧区，是通过反硝化细菌的同化作用（合成代谢）和异化作用（分解代谢）将NO₂ ^-和NO₃ ^-转化为N₂排出***。本发明与传统脱氮工艺不同的是，好氧区硝化反应排出的硝化液并非回流到前一个缺氧区，而是直接进入下一段的缺氧区进行反硝化反应，因此节省了硝化液回流***，且进入下一段缺氧区的原水可以为反硝化反应提供碳源，因此该工艺不需外加碳源。这要比传统脱氮工艺节约了大量动力消耗和补充碳源的费用。在脱氮效能方面，由于该工艺容积负荷的分散化及硝化液和碳源能够及时补充的特点，硝化反应和反硝化反应相对于传统脱氮工艺均能较为完全的进行，因此脱氮率要高于传统工艺。由于缺氧-好氧间隔出现的特殊构造，使得***内的溶解氧不宜过高，因此好氧区内更容易出现缺氧微环境，为同步硝化反硝化提供了环境条件。若能通过调节流量分配使得前段好氧区出水的硝化液在下一段缺氧区恰好反硝化完全，且本段进水能够提供足够的碳源，则***将能达到最大的脱氮效能。

本发明在好氧区投加了流化填料。能够保证在池末端保持与传统脱氮工艺污泥浓度相当的条件下，使***内部的微生物量大大增加，也就能够实现较大的有机物去除率和脱氮效能，流化填料对于活性污泥的截留作用和筛选作用使得好氧区内的污泥浓度进一步增加的同时，污泥活性也得到提高。经过曝气后，填料携带着附着在其上的生物膜在反应区内呈全池流化状态，加强了有机物和溶解氧的传质效能。因此其去除有机物和氮化合物的效能较传统分段进水工艺增强。且由于生物膜的加入，促进了好氧区内同步硝化反硝化现象的发生，因此本发明具有较传统脱氮工艺更好的脱氮效能和更低的运行费用。

经试验验证，采用本发明处理生活污水，各项指标均可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准。在根据进水水质调节进水比例条件下，***对于氨氮的去除率均达到93.4%以上，***所能达到的总氮去除率最高可达92.6%。另外，与传统工艺及单级流化床A/O工艺相比，在保持同种进水水质及同等水力停留时间前提下，***脱氮效能明显优于前两者。

附图说明

反应器装置图见附图1。

具体实施方式

将接种污泥注入反应器，接种污泥可选自污水厂曝气池、二沉池内污泥，并将污水泵入反应器。打开曝气装置对好氧区进行曝气，并开启污泥回流***。控制好氧区溶解氧在1.0-3.0mg/L左右。保持水力停留时间（HRT）为10小时，一个周期结束后，停止反应器的曝气和污泥回流，静止沉淀30分钟后将上清液排出。重复此过程并持续3天后，反应器内的悬浮污泥已有了大量的生长，并且在流化填料表面长出少许生物膜。此时，微生物已经适应了新的环境条件。

从第4天开始，保持***连续进水。该阶段采用的是等比例进水，即每段进水量为总进水量的25%。进水流量2.5L/h，水力停留时间HRT为8h，缺氧区与好氧区容积比为2:3，好氧区溶解氧控制在1.0-3.0mg/L左右，污泥回流比取50%-100%。在此条件下运行30天左右，***即能投入正式运行。

反应器正式运行后，依据进水C/N比（进水COD与TN的比值）调节各段进水比例，具体实施方式如下：

具体实施方式一：当C/N比≤4时，各段进水量占总进水量的比值分别为9.6%、16.2%、27.5%和46.7%（顺序分别为第一段、第二段、第三段、第四段）。

具体实施方式二：当4＜C/N比≤6时，各段进水量占总进水量的比值分别为20.4%、23.2%、26.4%和30%（顺序分别为第一段、第二段、第三段、第四段）。

具体实施方式三：当6＜C/N比≤8时，各段进水量占总进水量的比值分别为31.5%、26.7%、22.6%和19.2%（顺序分别为第一段、第二段、第三段、第四段）。

具体实施方式四：当8＜C/N比≤10时，各段进水量占总进水量的比值分别为40.7%、27.7%、18.8%和12.8%（顺序分别为第一段、第二段、第三段、第四段）。

具体实施方式五：当C/N比＞10时，各段进水量占总进水量的比值分别为48.6%、27.4%、15.6%和8.84%（顺序分别为第一段、第二段、第三段、第四段）。

在具体实施中可选用聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙乙烯等材质能够悬浮于水中实现流化状态的填料。

Claims

1.四级三相式流化床分段进水深度脱氮***，其特征在于：采用四级连续流缺氧/好氧工艺，按照处理水量放大反应器容积及改变装置材料，反应器共分为4段，每段由缺氧区和好氧区组成，缺氧区在前，好氧区在后，整个反应器为缺氧段、好氧段间隔排列，在缺氧区设置搅拌器促进泥水混合，在好氧区内投加流化填料，并在好氧区底部设穿孔曝气器，供氧同时实现填料的全池流化，进水分别从四段的缺氧区进入反应器，由进水泵控制进水流量，并根据不同的进水水质和水量进行调整，反应器出水流入二沉池，二沉池有效容积为10L，该有效容积可按照实际水量及停留时间进行调整，沉淀池采用竖流式，沉淀区呈圆柱形，污泥斗倾斜角为60°，采用中心管进水，周边三角堰出水，污泥从污泥斗由污泥回流泵回流到第一个缺氧池补充***微生物量和向第一段缺氧区提供硝酸盐氮，***不设硝化液回流。

2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述的填料选自聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙乙烯材质流化填料。

3.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述的填料为圆柱形，中间有三叉隔板，填料横断面直径为9mm左右，高10mm，密度接近于水。

4.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述的装置采用有机玻璃制成，尺寸为200×500×300mm³，有效容积为20L，处理水量为60L/d。

5.根据权利要求1所述的***，其特征在于采用了缺氧段、好氧段间隔排列，***分四级进入四个缺氧段，并根据进水水质、水量的不同，调节各段进水流量。