CN108658230A - 基于deamox的后置缺氧滤池强化aao+baf工艺脱氮除磷的装置与方法 - Google Patents

基于deamox的后置缺氧滤池强化aao+baf工艺脱氮除磷的装置与方法 Download PDF

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Abstract

基于DEAMOX的后置缺氧滤池强化AAO+BAF工艺脱氮除磷的装置与方法属于活性污泥法污水处理领域。其装置主要由AAO、二沉池、曝气生物滤池BAF以及后置缺氧滤池组成。本方法通过在低C/N比条件下控制缺氧区的平均水力停留时间在3‑8h之间来实现同步反硝化除磷；通过BAF实现高效的硝化；设置后置缺氧滤池，将二沉池出水中的氨氮(NH4 +‑N)和BAF出水中的硝氮(NO3 ‑‑N)混合，投加碳源，在后置缺氧滤池内形成短程反硝化+厌氧氨氧化的DEAMOX反应，克服AAO+BAF工艺出水含有硝态氮的劣势，进一步去除市政污水总氮。本发明适用于低C/N比市政污水条件下，市政污水厂的建造、提标改造等，能够达到保证出水总氮，出水水质稳定的要求。

Description

基于DEAMOX的后置缺氧滤池强化AAO+BAF工艺脱氮除磷的装 置与方法
技术领域
本发明涉及一种深度脱氮除磷的装置与方法，属于活性污泥法处理技术领域，适用于低C/N比的市政污水处理、深度处理、提标改造等污水处理技术领域。
背景技术
随着城市化的不断推进和我国人民生活水平的不断提高，城市污水排放量大幅提高，污水中的氮、磷的排放会造成水体的富营养化，污水处理厂对于氮、磷元素的去除越来越关键。目前，很多水厂的出水TN(总氮，以N记)很难达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A排放标准(出水TN≤15mg/L)。而目前，越来越多的城市制定了更高要求的地标(例如北京市地方标准DB11/890-2012中A标准要求TN≤10mg/L)，对于出水TN的要求越来越高。
AAO-BAF工艺正是在这样的时代要求中出现，它解决了常规污水处理厂的两大问题：硝化菌泥龄和异养菌泥龄的矛盾，以及低C/N比条件下如何同步脱氮除磷。
厌氧氨氧化(Anammox)作用即在缺氧条件下由厌氧氨氧化菌利用亚硝酸盐(NO2 --N)为电子受体，将氨氮(NH4 +-N)氧化为氮气的生物反应过程。厌氧氨氧化的发现，能够极大的节省污水中的碳源，相较于传统的活性污泥法有更高的脱氮效率。
DEAMOX(Denitrifying Ammonium Oxidation)工艺是荷兰Delft大学2006年在厌氧氨氧化工艺的基础上结合异养反硝化提出的一种新的脱氮工艺，针对含有氨氮(NH4 +-N)和硝态氮(NO3 --N)的废水有着良好的去除能力。其中厌氧氨氧化反应底物之一亚硝酸盐来自于反硝化过程的中间产物亚硝酸盐(NO3 --N→ NO2 --N)，这个工艺克服了短程反硝化难停留的难点，有效的解决了厌氧氨氧化底物中亚硝来源的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种针对低C/N比的市政污水深度脱氮除磷的装置与方法。AAO+BAF工艺对于低C/N比的污水处理有较好的处理效果，其工艺优点在于：1.通过合理增加缺氧区的HRT为反硝化除磷菌DPAOs的生长提供便利，在缺氧区利用碳源同时反生了反硝化和除磷两个过程，达到了“一碳两用”的目的，节省了原水中的碳源；2.客服了硝化菌和异养菌两种微生物不同泥龄的矛盾，用双污泥法分离硝化过程、反硝化过程，在工艺中产生含氨氮NH4 +-N的二沉池出水和含硝态氮NO3 --N的BAF出水。原工艺的出水已基本达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A排放标准，但目前我国对于城镇污水厂处理能力有了更高的要求，其中《北京市污水排放标准》 (DB11/890-2012)已对污水排放标准的各项指标有了更严格的控制，其中TN(总氮，以N计)要求≤10mg/L。本发明利用AAO-BAF工艺过程中产生的含有氨氮 NH4 +-N和硝态氮NO3 --N的水利用DEAMOX工艺结合起来，利用后置缺氧滤池为异养微生物和厌氧氨氧化菌提供良好的生长条件，在加入碳源的情况下，实现 TN的进一步去除。
基于DEAMOX的后置缺氧滤池强化AAO+BAF工艺脱氮除磷的装置，其特征在于：由进水泵(1)进入AAO反应器(2)，之后连接二沉池(8)，之后连接曝气生物滤池BAF(12)，之后连接后置缺氧滤池(24)，最后由后置缺氧滤池 (24)上的出水口(28)为最终处理出水；AAO反应器(2)依次包括厌氧区(3)、缺氧区(4)、好氧区(5)顺序连接；好氧池(5)经溢流口(7)与二沉池(8) 连接；二沉池(8)出水流入中间水箱(9)，由中间水箱(9)通过BAF进水泵 (11)进入曝气生物滤池BAF(12)；曝气生物滤池BAF(12)内有好氧填料(13)，其出水通过BAF出水口(14)进入终水箱(10)；终水箱(10)内储存的水通过硝化液回流泵(15)回到缺氧区(4)；二沉池(8)底部泥水混合液通过污泥回流泵(16)进入厌氧区(3)；中间水箱(9)设置氨氮出水口(20)，经过氨氮进水泵(21)进入后置缺氧滤池(24)；终水箱(10)设置硝氮出水口(22)，经过硝氮进水泵(23)进入后置缺氧滤池(24)；碳源水箱(26)内为含有碳源的水，通过碳源泵(27)进入后置缺氧滤池(24)；后置缺氧滤池(24)内有缺氧填料(25)。
基于DEAMOX的后置缺氧滤池强化AAO+BAF工艺脱氮除磷的装置，其特征在于，厌氧区(3)、缺氧区(4)均有搅拌装置(6)；有风机(17)连接至好氧区曝气装置(18)对好氧区(5)进行曝气；风机(17)同时连接至曝气生物滤池BAF(12)内的BAF曝气装置(19)对曝气生物滤池BAF(12)进行曝气。
基于DEAMOX的后置缺氧滤池强化AAO+BAF工艺脱氮除磷的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)市政污水由进水泵(1)进入AAO反应器(2)，在厌氧区(3)内进行厌氧释磷，反硝化除磷菌DPAOs利用原水中的COD合成内碳源PHAs，同时释放磷，厌氧区(3)水力停留时间HRT控制为1-2h；
(2)混合液由厌氧区(3)进入缺氧区(4)，同时通过硝化液回流泵(15) 从终水箱(10)内积累的来自曝气生物滤池BAF(12)的出水进入缺氧区(4)， DPAOs以PHAs为电子供体，以硝态氮NO3 --N为电子受体进行反硝化吸磷，缺氧区(4)的HRT控制为3-8h；
(3)混合液由缺氧区(4)进入好氧区(5)，此阶段，混合液中剩余的 COD被降解，剩余的磷被吸收，好氧区(5)的HRT控制为0.5-1h；
(4)混合液由好氧区(5)的溢流口(7)进入二沉池(8)，实现泥水分离，被吸收入微生物的磷在排泥时被排出，而含有氨氮NH4 +-N的水则流入中间水箱(9)，污泥回流比设置为0.75:1-1.5:1；
(5)含有氨氮NH4 +-N的水在中间水箱(9)积累，达到满池状态后经由 BAF进水泵进入曝气生物滤池BAF(12)，在曝气生物滤池BAF内部有大量好氧填料(13)，好氧填料(13)材料为聚丙烯空心环，其填充比为35％-75％，比表面积为200m2/m3-800m2/m3，密度为0.96～1.00g/cm3，其上生长有好氧自养的硝化菌，在曝气情况下发生硝化作用，出水进入终水箱(10)；
(6)终水箱(10)内水含有硝态氮NO3 --N，经由硝化液回流泵(15)回流至缺氧区(4)为DPAOs提供电子受体，硝化液回流比设置为2:1-4:1；
(7)含有氨氮NH4 +-N的中间水箱(20)内的水经由氨氮进水泵(21)进入后置缺氧滤池(24)，含有硝态氮NO3 --N的终水箱(10)内的水经由硝态氮进水泵(23)进入后置缺氧滤池(24)，后置缺氧滤池(24)的HRT设置为0.5-3h，氨氮NH4 +-N和硝氮NO3 --N进水后的质量浓度比例设置为1:1.1-1:1.6，碳源水箱 (26)内为含有碳源的水，经由碳源泵(27)进入后置缺氧滤池(24)，进水后的COD与硝氮NO3 --N的质量浓度比例设置为1.2:1-2:1；
(8)在后置缺氧滤池(24)内有缺氧填料(25)，缺氧填料(25)为聚氨酯泡沫，填充比为50％-80％，孔隙率92-94％，密度为0.22-0.25g/cm3，其上生长有反硝化菌和厌氧氨氧化菌，在缺氧条件下发生DEAMOX反应，进一步去除TN，后置缺氧滤池(24)的出水口(28)出水为最终出水；
(9)当后置缺氧滤池(24)的出水流速减小30％时认为其阻塞需要反冲洗，此时增大氨氮进水泵(21)和硝态氮进水泵(23)流量，反冲洗强度设置为12-15L/(s·m2)，出水排出；
基于DEAMOX的后置缺氧滤池强化AAO+BAF工艺脱氮除磷的装置与方法，其特征在于，通过增长缺氧区(4)的HRT为反硝化除磷菌提供生长优势，达到脱氮除磷“一碳两用”；通过分离出硝化菌至曝气生物滤池BAF(12)的填料上来确保硝化完全；通过添加后置缺氧滤池(24)，引入含有氨氮NH4 +-N的二沉池(8)出水和含有硝态氮NO3 --N的曝气生物滤池BAF(12)出水，在添加碳源的情况下完成DEAMOX反应，达到进一步去除TN的目的。
显然，上述实例仅仅是为清楚地说明所做的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域内的技术人员来讲，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之内。
基于DEAMOX的后置缺氧滤池强化AAO+BAF工艺脱氮除磷的装置与方法，与传统的连续流活性污泥法相比具有一下优势：
1.节约碳源
2.深度脱氮，降低出水TN(总氮，以N计)，满足更高的出水要求
3.节约曝气量
附图说明
图1为基于DEAMOX的后置缺氧滤池强化AAO+BAF工艺脱氮除磷的装置图。其中：1-进水泵，2-AAO反应器，3-厌氧区，4-缺氧区，5-好氧区，6-搅拌装置，7-溢流口，8-二沉池，9-中间水箱，10-终水箱，11-BAF进水泵，12-曝气生物滤池BAF，13-好氧填料，14-BAF出水口，15-硝化液回流泵，16-污泥回流泵，17-风机，18-好氧区曝气装置，19-BAF曝气装置，20-氨氮出水口，21-氨氮进水泵，22-硝氮出水口，23-硝氮进水泵，24-后置缺氧滤池，25-缺氧填料，26- 碳源水箱，27-碳源泵，28-出水口。
具体实施方式
基于DEAMOX的后置缺氧滤池强化AAO+BAF工艺脱氮除磷的装置，其特征在于：由进水泵(1)进入AAO反应器(2)，之后连接二沉池(8)，之后连接曝气生物滤池BAF(12)，之后连接后置缺氧滤池(24)，最后由后置缺氧滤池(24)上的出水口(28)为最终处理出水；AAO反应器(2)依次包括厌氧区(3)、缺氧区(4)、好氧区(5)顺序连接；好氧池(5)经溢流口(7)与二沉池(8) 连接；二沉池(8)出水流入中间水箱(9)，由中间水箱(9)通过BAF进水泵 (11)进入曝气生物滤池BAF(12)；曝气生物滤池BAF(12)内有好氧填料(13)，其出水通过BAF出水口(14)进入终水箱(10)；终水箱(10)内储存的水通过硝化液回流泵(15)回到缺氧区(4)；二沉池(8)底部泥水混合液通过污泥回流泵(16)进入厌氧区(3)；中间水箱(9)设置氨氮出水口(20)，经过氨氮进水泵(21)进入后置缺氧滤池(24)；终水箱(10)设置硝氮出水口(22)，经过硝氮进水泵(23)进入后置缺氧滤池(24)；碳源水箱(26)内为含有碳源的水，通过碳源泵(27)进入后置缺氧滤池(24)；后置缺氧滤池(24)内有缺氧填料(25)。
基于DEAMOX的后置缺氧滤池强化AAO+BAF工艺脱氮除磷的装置，其特征在于，厌氧区(3)、缺氧区(4)均有搅拌装置(6)；有风机(17)连接至好氧区曝气装置(18)对好氧区(5)进行曝气；风机(17)同时连接至曝气生物滤池BAF(12)内的BAF曝气装置(19)对曝气生物滤池BAF(12)进行曝气。
基于DEAMOX的后置缺氧滤池强化AAO+BAF工艺脱氮除磷的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)市政污水由进水泵(1)进入AAO反应器(2)，在厌氧区(3)内进行厌氧释磷，反硝化除磷菌DPAOs利用原水中的COD合成内碳源PHAs，同时释放磷，厌氧区(3)水力停留时间HRT控制为1-2h；
(2)混合液由厌氧区(3)进入缺氧区(4)，同时通过硝化液回流泵(15) 从终水箱(10)内积累的来自曝气生物滤池BAF(12)的出水进入缺氧区(4)， DPAOs以PHAs为电子供体，以硝态氮NO3 --N为电子受体进行反硝化吸磷，缺氧区(4)的HRT控制为3-8h；
(3)混合液由缺氧区(4)进入好氧区(5)，此阶段，混合液中剩余的 COD被降解，剩余的磷被吸收，好氧区(5)的HRT控制为0.5-1h；
(4)混合液由好氧区(5)的溢流口(7)进入二沉池(8)，实现泥水分离，被吸收入微生物的磷在排泥时被排出，而含有氨氮NH4 +-N的水则流入中间水箱(9)，污泥回流比设置为0.75:1-1.5:1；
(5)含有氨氮NH4 +-N的水在中间水箱(9)积累，达到满池状态后经由 BAF进水泵进入曝气生物滤池BAF(12)，在曝气生物滤池BAF内部有大量好氧填料(13)，好氧填料(13)材料为聚丙烯空心环，其填充比为35％-75％，比表面积为200m2/m3-800m2/m3，密度为0.96-1.00g/cm3，其上生长有好氧自养的硝化菌，在曝气情况下发生硝化作用，出水进入终水箱(10)；
(6)终水箱(10)内水含有硝态氮NO3 --N，经由硝化液回流泵(15)回流至缺氧区(4)为DPAOs提供电子受体，硝化液回流比设置为2:1-4:1；
(7)含有氨氮NH4 +-N的中间水箱(20)内的水经由氨氮进水泵(21)进入后置缺氧滤池(24)，含有硝态氮NO3 --N的终水箱(10)内的水经由硝态氮进水泵(23)进入后置缺氧滤池(24)，后置缺氧滤池(24)的HRT设置为0.5-3h，氨氮NH4 +-N和硝氮NO3 --N进水后的质量浓度比例设置为1:1.1-1:1.6，碳源水箱 (26)内为含有碳源的水，经由碳源泵(27)进入后置缺氧滤池(24)，进水后的COD与硝氮NO3 --N的质量浓度比例设置为1.2:1-2:1；
(8)在后置缺氧滤池(24)内有缺氧填料(25)，缺氧填料(25)为聚氨酯泡沫，填充比为50-80％，孔隙率92-94％，密度为0.22-0.25g/cm3，其上生长有反硝化菌和厌氧氨氧化菌，在缺氧条件下发生DEAMOX反应，进一步去除 TN，后置缺氧滤池(24)的出水口(28)出水为最终出水；
(9)当后置缺氧滤池(24)的出水流速减小30％时认为其阻塞需要反冲洗，此时增大氨氮进水泵(21)和硝态氮进水泵(23)流量，反冲洗强度设置为 12-15L/(s·m2)，出水排出。

Claims (2)

1.基于DEAMOX的后置缺氧滤池强化AAO+BAF工艺脱氮除磷的装置，其特征在于：由进水泵(1)连接AAO反应器(2)，之后连接二沉池(8)，之后连接曝气生物滤池BAF(12)，之后连接后置缺氧滤池(24)，最后由后置缺氧滤池(24)上的出水口(28)为最终处理出水；AAO反应器(2)依次包括厌氧区(3)、缺氧区(4)、好氧区(5)顺序连接；好氧池(5)经溢流口(7)与二沉池(8)连接；二沉池(8)出水流入中间水箱(9)，由中间水箱(9)通过BAF进水泵(11)进入曝气生物滤池BAF(12)；曝气生物滤池BAF(12)内有好氧填料(13)，其出水通过BAF出水口(14)进入终水箱(10)；终水箱(10)内储存的水通过硝化液回流泵(15)回到缺氧区(4)；二沉池(8)底部泥水混合液通过污泥回流泵(16)进入厌氧区(3)；中间水箱(9)设置氨氮出水口(20)，经过氨氮进水泵(21)连接后置缺氧滤池(24)；终水箱(10)设置硝氮出水口(22)，经过硝氮进水泵(23)连接后置缺氧滤池(24)；碳源水箱(26)内为含有碳源的水，通过碳源泵(27)进入后置缺氧滤池(24)；后置缺氧滤池(24)内有缺氧填料(25)；
厌氧区(3)、缺氧区(4)均有搅拌装置(6)；有风机(17)连接至好氧区曝气装置(18)对好氧区(5)进行曝气；风机(17)同时连接至曝气生物滤池BAF(12)内的BAF曝气装置(19)对曝气生物滤池BAF(12)进行曝气。
2.应用如权利要求1所述装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)市政污水由进水泵(1)进入AAO反应器(2)，在厌氧区(3)内进行厌氧释磷，反硝化除磷菌DPAOs利用原水中的COD合成内碳源PHAs，同时释放磷，厌氧区(3)水力停留时间HRT控制为1-2h；
(2)混合液由厌氧区(3)进入缺氧区(4)，同时通过硝化液回流泵(15)从终水箱(10)内积累的来自曝气生物滤池BAF(12)的出水进入缺氧区(4)，DPAOs以PHAs为电子供体，以硝态氮NO3 --N为电子受体进行反硝化吸磷，缺氧区(4)的HRT控制为3-8h；
(3)混合液由缺氧区(4)进入好氧区(5)，此阶段，混合液中剩余的COD被降解，剩余的磷被吸收，好氧区(5)的HRT控制为0.5-1h；
(4)混合液由好氧区(5)的溢流口(7)进入二沉池(8)，实现泥水分离，被吸收入微生物的磷在排泥时被排出，而含有氨氮NH4 +-N的水则流入中间水箱(9)，污泥回流比设置为0.75:1-1.5:1；
(5)含有氨氮NH4 +-N的水在中间水箱(9)积累，达到满池状态后经由BAF进水泵进入曝气生物滤池BAF(12)，在曝气生物滤池BAF内部有好氧填料(13)，好氧填料(13)材料为聚丙烯空心环，其填充比为35％-75％，比表面积为200m2/m3-800m2/m3，密度为0.96-1.00g/cm3，其上生长有好氧自养的硝化菌，在曝气情况下发生硝化作用，出水进入终水箱(10)；
(6)终水箱(10)内水含有硝态氮NO3 --N，经由硝化液回流泵(15)回流至缺氧区(4)为DPAOs提供电子受体，硝化液回流比设置为2:1-4:1；
(7)含有氨氮NH4 +-N的中间水箱(20)内的水经由氨氮进水泵(21)进入后置缺氧滤池(24)，含有硝态氮NO3 --N的终水箱(10)内的水经由硝态氮进水泵(23)进入后置缺氧滤池(24)，后置缺氧滤池(24)的HRT设置为0.5-3h，氨氮NH4 +-N和硝氮NO3 --N进水后的质量浓度比例设置为1:1.1-1:1.6，碳源水箱(26)内为含有碳源的水，经由碳源泵(27)进入后置缺氧滤池(24)，进水后的COD与硝氮NO3 --N的质量浓度比例设置为1.2:1-2:1；
(8)在后置缺氧滤池(24)内有缺氧填料(25)，缺氧填料(25)为聚氨酯泡沫，填充比为50％-80％，孔隙率92-94％，密度为0.22-0.25g/cm3，其上生长有反硝化菌和厌氧氨氧化菌，在缺氧条件下发生DEAMOX反应，进一步去除TN，后置缺氧滤池(24)的出水口(28)出水为最终出水；
(9)当后置缺氧滤池(24)的出水流速减小30％时认为其阻塞需要反冲洗，此时增大氨氮进水泵(21)和硝态氮进水泵(23)流量，反冲洗强度设置为12-15L/(s·m2)，出水排出。
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