CN104108793A - 一种强化生物脱氮污水处理工艺及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于污水生物处理技术领域，针对传统工艺进水有机物浓度高，不利于硝化以及低温条件下缺氧区反硝化效果差导致工艺脱氮效果差的问题，开发了一种强化生物脱氮的污水处理工艺和装置，包括处理池，其进口和出口分别与原水池和二沉池相连接，所述处理池内沿水流方向设有相互连通的厌氧区、缺氧区和好氧区，每个区内由隔板区隔成多个大小相同且相互连通的反应槽，且各区内反应槽的个数比为1:2:5。本工艺根据进水的C/N值，选择性地在厌氧区投加了活性生物填料，且在好氧区末端和缺氧区投加了填料，提升了工艺的硝化能力和反硝化能力，从而强化了工艺的脱氮性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种污水处理工艺，尤其是一种生物脱氮污水处理工艺，具体的说是一种强化生物脱氮的污水处理工艺。
本发明还涉及一种采用上述工艺的装置。
背景技术
随着工农业的发展，城市化进程的加快以及人口的不断增长，水体富营养化问题日益严重。氮和磷是引起水体富营养化的主要因素，目前采用的标志水体富营养化的指标为：水体中总氮 (TN) 浓度大于0.2 ~ 0.3mg/L，总磷 (TP) 浓度大于0.01 ~ 0.02mg/L。为了避免和解决水体富营养化问题，我国对废水排放的要求越来越严格，2002年我国颁布的《城镇污水处理厂污染物排放标准》限定了氮磷的排放浓度，要求出水氨氮≤5mg/L，TN≤15mg/L，TP≤0.5mg/L。可见污水生物脱氮已成为污水生物处理的关键问题。
目前，传统的污水处理工艺流程大都比较简单，以厌氧、缺氧和好氧的交替运行，达到同时去除有机物、脱氮、除磷的目的。但该传统工艺流程中的脱氮容易受进水有机物冲击负荷以及低温的影响，导致脱氮效果不稳定。因此，急需开发出一种全面强化脱氮的污水处理工艺，以及适合该工艺的装置。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种改进的生物脱氮污水处理工艺及其装置，使污水脱氮更加稳定，出水标准更高。
本发明的技术方案是：
一种强化生物脱氮的污水处理工艺，包括原水依次流过厌氧区、缺氧区和好氧区，分别进行除磷和脱氮，然后经过二沉池沉淀后流出，还包括以下步骤：
A. 在厌氧区，当原水碳源过剩，即C/N≥10时，通过厌氧区内的活性生物填料，去除过多的有机污染物；当原水中碳源充足但不过剩，即4≤C/N＜10时，则无需在厌氧区投加活性生物填料；
B. 在缺氧区，通过活性生物填料增加缺氧区中微生物的数量，增强低温条件下的反硝化能力；
C. 在好氧区，通过适量的活性生物填料，促进硝化细菌的生长及硝化过程的进行。
所述缺氧区内活性生物填料上的生物膜和悬浮污泥，利用厌氧区水解产生的挥发酸以及原水中的有机物，对回流过来的硝态氮能够快速进行反硝化，提升了TN的去除效果。
一种采用上述污水处理工艺的强化生物脱氮污水处理装置，包括处理池，其进口和出口分别与原水池和二沉池相连接，所述处理池内沿水流方向设有相互连通的厌氧区、缺氧区和好氧区，每个区内由隔板区隔成多个大小相同且相互连通的反应槽，且各区内反应槽的个数比为1:2:5；在缺氧区的全部反应槽及好氧区末端的部分反应槽中设有活性生物填料；在厌氧区内设置或不设置活性生物填料，以满足不同污水水质的需求。
所述厌氧区和缺氧区的各反应槽内均设有搅拌装置。
所述好氧区的反应槽内均设有曝气器。
所述二沉池与厌氧区之间设有输送污泥的管道和泵机。
所述好氧区的末端与缺氧区的前端之间设有输送硝化液的管道和泵机。
本发明的有益效果：
（1） 能提高抗有机污染物冲击的能力和抗低温的能力，保证***稳定的脱氮能力，提高了出水的排放标准。
（2） 在厌氧区和缺氧区投加填料，利用厌氧区和缺氧区的填料上生长的微生物去除有机物，减轻了好氧区有机物负荷，间接提升了好氧区的硝化性能，且节省了曝气能耗。
（3） 在缺氧区投加填料，增加了缺氧区微生物的量，能抵抗低温对反硝化的不良影响，强化了***的反硝化能力。
（4） 在好氧区末端投加填料，利于硝化细菌的生长，强化了***的硝化能力。
附图说明
图1是本发明适用于C/N≥10的结构示意图。
图2是本发明适用于4≤C/N＜10的结构示意图。
其中：1-原水池；2-厌氧区；3-缺氧区；4-好氧区；5-二沉池；6-进水泵；7-搅拌器；8-风机；9-硝化液回流泵；10-污泥回流泵；11-活性生物填料；12-曝气器；13-处理池。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1：
如图1 所示，是本发明针对原水碳源过剩时即C/N≥10）的实施例，包括处理池13，其进口和出口分别与原水池1和二沉池5相连接。所述处理池13内沿水流方向设有相互连通的厌氧区2、缺氧区3和好氧区4，每个区内由隔板区隔成多个大小相同且相互连通的反应槽，且各区内反应槽的个数比为1:2:5。本实施例中，厌氧区设有1个反应槽，缺氧区设有2个反应槽，好氧区设有5个反应槽。在所述厌氧区2和缺氧区3的全部反应槽中，以及好氧区4末端的2个反应槽中均设置活性生物填料11，填充比为10~30%。所用活性生物填料11可选用专利号为ZL200610096315.6的产品，其直径为10-25mm，比重为0.96，空隙率为94-96%。所述厌氧区2和缺氧区3的各反应槽内均设有搅拌器7。所述好氧区4的反应槽内均设有曝气器12，可保证氧气的有效供给。所述二沉池5与厌氧区2之间设有输送污泥的管道和污泥回流泵10，使沉淀后的部分污泥可回流至厌氧区2。所述好氧区4的末端与缺氧区3的前端之间设有输送硝化液的管道和硝化液回流泵9，可将好氧区4末端的硝化液回流到缺氧区3。
以下结合本实施例的工作原理，来说明本发明之处理工艺：原水水箱1沿水流方向设置进水泵6将原水注入厌氧区2，由于厌氧区2投加了活性生物填料11，在有机物丰富的环境下，填料表面能够生长大量的厌氧生物膜，增强了厌氧区2去除有机污染物的能力。在搅拌器7的搅拌过程中，原水和厌氧区2的填料11上的厌氧生物膜和回流的悬浮污泥充分混合后水解酸化成小分子的有机酸，同时填料上高浓度厌氧微生物能能去除一部分原水中的COD。而后悬浮污泥中的聚磷菌利用产生的小分子有机酸释磷。之后，污水进入缺氧区3，由于缺氧区3投加了填料，增加了缺氧区3微生物的量，进而增强了缺氧区3低温条件下的反硝化能力。缺氧区3填料上的生物膜和悬浮污泥利用厌氧区2水解产生的挥发酸以及原水中的有机物对内回流来的硝态氮能够快速进行反硝化，提升了TN的去除效果。由于原水的有机物经过厌氧区2和缺氧区3的去除，进入好氧区4的有机物浓度较低，较利于硝化反应的进行，进而间接地增强了好氧区4的硝化能力。进入好氧区4的有机物被好氧区前端的悬浮污泥进一步降解，因此在末端有机物浓度较低，投加活性生物填料11比较有利于硝化细菌的生长和硝化过程的进行。因此通过在厌氧区2，缺氧区3以及好氧区4末端投加填料不仅强化了***的硝化能力，而且强化了***的反硝化能力，因此有利于提升***的脱氮能力。
以下是某污水处理厂应用本实施例的具体实施情况：污水处理40万吨m3/d，污水处理工艺采用A2O工艺，出水原执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中的一级B标准，进水水质如下表所示：
表1进水水质
| 水质项目 | CODcr | BOD5 | SS | TN | NH3-N | TP | pH |
| 设计原水mg/L | 650 | 270 | 400 | 65 | 48 | 6 | 6~9 |
由 表1可知进水中COD/TN=10，进水中有机物的浓度较高，导致好氧区有机物负荷较好，不利于硝化反应的进行及脱氮，出水氨氮难以达到一级A排放标准。在好氧段投加了15%活性生物填料后，增加了好氧段的硝化能力，但出水氨氮和TN超标仍不能较稳定地达到一级A标准。最后，在厌氧段和缺氧段各设置了15%的填料后，污水厂的出水1年内稳定地达到了一级A排放标准。
实施例2：
如图2所示，是本发明针对进水中碳源充足但不过剩（即进水中4≤C/N＜10）的实施例，其结构与实施例1基本相同，只是在厌氧区内不设置活性生物填料11。其工作原理也是与实施例1基本相同，只是由于进水中碳源充足但不过剩，因此无需在厌氧池2内投加活性生物填料11，可以避免厌氧区2中的微生物过多消耗碳源而导致缺氧区3碳源不足，不利于脱氮的进行。
以下是某污水处理厂应用本实施例的具体实施情况，其处理规模为15万吨，进水水质为：COD 450mg/L，BOD 250mg/L，SS 400 mg/L，氨氮40 mg/L，TN 52 mg/L， TP 4 mg/L，COD/TN=8.7，出水只能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中的一级B标准。在好氧区设置了30%的活性生物填料后，增强了好氧段的硝化能力，在冬季气温低的条件下，出水氨氮也能稳定达到一级A标准，但出水TN却不能稳定达到标准。分析原因为缺氧区反硝化效果不好。在缺氧段内设置10%的活性生物填料后，增加了反硝化细菌的量，提升***的反硝化能力。此后，污水厂的出水1年内稳定地达到了一级A排放标准。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
Claims (7)
1.一种强化生物脱氮的污水处理工艺，包括原水依次流过厌氧区、缺氧区和好氧区，分别进行除磷和脱氮，然后经过二沉池沉淀后流出，其特征是还包括以下步骤：
A. 在厌氧区，通过活性生物填料去除原水中过多的有机污染物；
B. 在缺氧区，通过活性生物填料增加缺氧区中微生物的数量，增强低温条件下的反硝化能力；
C. 在好氧区，通过适量的活性生物填料，促进硝化细菌的生长及硝化过程的进行。
2.根据权利要求1所述强化生物脱氮的污水处理工艺，其特征是所述缺氧区内活性生物填料上的生物膜和悬浮污泥，利用厌氧区水解产生的挥发酸以及原水中的有机物，对回流过来的硝态氮能够快速进行反硝化，提升了TN的去除效果。
3.一种采用权利要求1所述之污水处理工艺的强化生物脱氮污水处理装置，包括处理池，其进口和出口分别与原水池和二沉池相连接，其特征是所述处理池内沿水流方向设有相互连通的厌氧区、缺氧区和好氧区，每个区内由隔板区隔成多个大小相同且相互连通的反应槽，且各区内反应槽的个数比为1:2:5；在缺氧区的全部反应槽及好氧区末端的部分反应槽中设有活性生物填料；在厌氧区内设置或不设置活性生物填料。
4.根据权利要求3所述之强化生物脱氮的污水处理装置，其特征是所述厌氧区和缺氧区的各反应槽内均设有搅拌装置。
5.根据权利要求3所述之强化生物脱氮的污水处理装置，其特征是所述好氧区的反应槽内均设有曝气器。
6.根据权利要求3所述之强化生物脱氮的污水处理装置，其特征是所述二沉池与厌氧区之间设有输送污泥的管道和泵机。
7.根据权利要求3所述之强化生物脱氮的污水处理装置，其特征是所述好氧区的末端与缺氧区的前端之间设有输送硝化液的管道和泵机。
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