[发明专利]一种利用污泥发酵液提供电子供体进行低C/N污水深度脱氮的装置及方法

摘要

一种利用污泥发酵液提供电子供体进行低C/N污水深度脱氮的装置及方法，属于污水生化处理领域。装置包括：原水水箱、分段排水式SBR反应器、污水处理试验自动控制系统、中间水箱、厌氧氨氧化SBBR反应器及出水水箱。所述方法是低C/N污水先进入分段排水式SBR反应器，以pH作为模糊控制参数进行短程硝化，沉淀后，分段排水式SBR反应器第一次排水至中间水箱，然后添加污泥发酵液进行反硝化，污泥发酵液随第二次出水进入中间水箱；两次出水在中间水箱混合均匀后进入厌氧氨氧化SBBR反应器从而实现污水中氮的深度去除，厌氧氨氧化SBBR反应器出水中的磷酸盐用化学沉淀回收。该方法解决了低C/N污水碳源不足的问题，并实现了污泥发酵液电子供体、磷酸盐的资源化利用。

主权项

1.一种利用污泥发酵液提供电子供体进行低C/N污水深度脱氮的方法，所应用装置设有水流、污泥两个系统；水流系统设有城市低C/N污水原水水箱(1)、分段排水式SBR反应器(2)、污水处理试验自动控制系统(3)、中间水箱(4)、厌氧氨氧化SBBR反应器(5)以及出水水箱(6)；其中，原水水箱通过一号进水泵(2.1)与分段排水式SBR反应器(2)进水口相连接；分段排水式SBR反应器(2)通过一段出水阀(2.13)、二段出水阀(2.14)与中间水箱(4)连接；中间水箱通过二号进水泵(5.1)与厌氧氨氧化SBBR反应器(5)进水口相连接；厌氧氨氧化SBBR反应器(5)通过出水阀(5.8)与出水水箱(6)相连接；所述原水水箱(1)、中间水箱(4)、出水水箱(6)均为开口箱体，设有一号溢流管(1.1)、二号溢流管(4.1)、三号溢流管(6.1)、和一号放空管(1.2)、二号放空管(4.2)、三号放空管(6.2)；所述分段排水式SBR反应器(2)设置有一号搅拌器(2.2)、一号搅拌桨(2.3)；空压机(2.4)、空气阀(2.5)、空气流量计(2.6)和曝气装置(2.7)共同组成短程硝化SBR反应器(2)的曝气系统；反应器中插有一号pH电极(2.8)和溶解氧探头(2.9)，并与一号水质在线监测多参数测定仪(2.10)连接；分段排水式SBR反应器(2)器壁上设有一号溢流常开阀(2.11)、加药阀(2.12)、一段出水阀(2.13)、二段出水阀(2.14)、一号取样阀(2.15)，反应器底部设有排泥阀兼一号排空阀(2.16)；当污水液面超过一号溢流常开阀(2.11)时，自动回流到污水原水水箱(1)；所述厌氧氨氧化SBBR反应器(5)设置有二号搅拌器(5.2)和二号搅拌桨(5.3)；加热装置(5.4)为反应器提供热量；厌氧氨氧化SBBR反应器(5)中插有二号pH电极(5.6)，并与二号水质在线监测多参数测定仪(5.5)连接；厌氧氨氧化SBBR反应器(5)器壁上设有二号溢流常开阀(5.7)、出水阀(5.8)和二号取样阀(5.9)，底部设有二号排空阀(5.10)；反应器内侧装有生物活性填料(5.11)；当污水液面超过二号溢流常开阀(5.7)时，自动流入出水水箱(6)；所述污水处理试验自动控制系统(3)由三大块组成：第一：继电器系统，包括一号进水泵继电器(3.1)、空气阀继电器(3.2)、一号搅拌器继电器(3.3)、一段出水阀继电器(3.4)、二段出水阀继电器(3.5)、二号进水泵继电器(3.6)、二号搅拌器继电器(3.7)、出水阀继电器(3.8)；第二：温度控制系统，包括温度信号接口(3.9)、温度超热报警显示灯(3.10)、温度显示屏(3.11)；第三：编程控制系统，包括反应器运行状态显示屏(3.12)、编程系统(3.13)；一号进水泵继电器(3.1)与一号进水泵(2.1)相连接，空气阀继电器(3.2)与空气阀(2.5)相连接，一号搅拌器继电器(3.3)与一号搅拌器(2.2)相连接，一段出水阀继电器(3.4)与一段出水阀(2.13)相连接，二段出水阀继电器(3.5)与二段出水阀(2.14)相连接，二号进水泵继电器(3.6)与二号进水泵(5.1)相连接，二号搅拌器继电器(3.7)与二号搅拌器(5.2)相连接，出水阀继电器(3.8)与出水阀(5.8)相连接，温度信号接口(3.9)通过传感器导线与加热装置(5.4)相连接；污泥系统设有：剩余污泥储存沉降池(7)、污泥发酵反应器(8)；所述剩余污泥储存沉降池(7)设有四号溢流管(7.1)、四号放空管(7.2)；所述污泥发酵反应器(8)设有一号污泥泵(8.1)，污泥发酵反应器(8)中插有三号pH电极(8.2)，并与三号水质在线监测多参数测定仪(8.3)连接；气体回收装置(8.4)用于收集气体；磁力搅拌转子(8.5)、磁力搅拌器(8.6)用于搅拌发酵污泥并维持反应器温度；转速调节按钮(8.7)、温度调节按钮(8.8)用于调节转速和温度；污泥发酵反应器(8)处于密封状态，顶部设有进泥口(8.9)和排泥口(8.10)；剩余污泥储存沉降池(7)通过一号污泥泵(8.1)与污泥发酵反应器(8)的进泥口(8.9)相连接；污泥发酵反应器(8)通过二号污泥泵(2.17)与分段排水式SBR反应器(2)相连；分段排水式SBR反应器(2)剩余污泥通过排泥阀兼一号排空阀(2.16)与剩余污泥储存沉降池(7)相连；其特征包括以下步骤：1)系统启动：取短程硝化反硝化污泥投加到分段排水式SBR反应器(2)内，使反应器内污泥浓度达到2000～4000mg/L；在厌氧氨氧化SBBR反应器(5)内沿内壁填充一层填料，填充比为30％～60％，接种污水处理厂厌氧氨氧化污泥进行反应；污泥发酵反应器(8)内接种体积比为50％的发酵污泥和50％的剩余污泥，使污泥发酵反应器(8)内的污泥浓度为15000～20000mg/L；2)运行时操作条件如下：水流系统的操作条件如下：将污水加入原水水箱(1)，启动一号进水泵(2.1)，将污水抽入分段排水式SBR反应器；分段排水式SBR反应器的运行时序依次为：进水，曝气充氧及搅拌，沉淀，第一次排水至中间水箱、添加污泥发酵液、搅拌、沉淀、第二次排水至中间水箱、排泥、闲置；污水进入之后，首先进行曝气，同时并不断搅拌进行短程硝化反应，积累亚硝态氮；通过空气流量计(2.6)调节DO＝3.5～5mg/L，曝气时间为4～6h，在曝气搅拌过程中，以pH值作为模糊控制参数，pH曲线不再下降时停止曝气，短程硝化反应结束；沉淀0.5～1.5h，通过一段出水阀(2.13)排出体积比为40％～60％的污水；通过加药阀(2.12)向分段排水式SBR反应器投加NH4+‑N＝650±50mg/L，COD＝700±50mg/L的污泥发酵液，分段排水式SBR反应器进水与污泥发酵液体积比为50:1～70:1；搅拌进行反硝化，当pH值不再上升时停止搅拌，0.5～2h可完成反硝化；沉淀2～3h；第二次排水至中间水箱，通过二段出水阀(2.14)排出体积比为20％～25％的污水；排泥，使反应器的污泥龄控制在15d～25d；闲置0.5～1h；当分段排水式SBR反应器一段出水中NO2‑‑N与二段出水中NH4+‑N质量浓度值为1：1～1.5:1时，完成分段排水式SBR反应器的启动；启动成功后，分段排水式SBR反应器按照进水，曝气充氧及搅拌，沉淀，第一次排水至中间水箱、添加污泥发酵液、搅拌、沉淀、第二次排水至中间水箱、排泥、闲置的时序循环运行，参数范围为：曝气时DO＝3.5～5mg/L，曝气时间为4～6h；沉淀0.5～1.5h；第一次排水的体积比为40％～60％；投加NH4+‑N＝650±50mg/L，COD＝700±50mg/L的污泥发酵液，分段排水式SBR反应器进水与污泥发酵液体积比为50:1～70:1；反硝化0.5～2h；沉淀2～3h；第二次排水的体积比为20％～25％；污泥龄为15d～25d；闲置0.5～1h；两段排水在中间水箱(4)内混合均匀后，启动二号进水泵(5.1)，将污水抽入厌氧氨氧化SBBR反应器(5)内；厌氧氨氧化SBBR反应器(5)内有恒温装置，通过污水处理试验自动控制系统(3)控制反应器内温度为30～35℃，反应器每周期加入NaHCO3缓冲溶液维持pH值为7.5～8.2；反应器运行序列为：进水、机械搅拌、沉淀、排水、闲置；中间水箱内的污水通过二号进水泵(5.1)进入反应器，厌氧搅拌6～8h，沉淀2～4h后进行排水，排水比体积为40％～60％；闲置1～2.5h；当厌氧氨氧化SBR反应器出水TN<15mg/L，COD<50mg/L时，完成厌氧氨氧化SBBR反应器(5)的启动；然后厌氧氨氧化SBBR反应器按照进水、机械搅拌、沉淀、排水循环运行并且参数范围为：温度为30～35℃，pH值为7.5～8.2，厌氧搅拌6～8h，沉淀2～4h，排水比体积为40％～60％，闲置1～2.5h；厌氧氨氧化SBBR反应器(5)出水排入出水水箱。