申請日2015.06.17
公開(公告)日2015.09.30
IPC分類號C02F9/14
摘要
本發(fā)明是一種基于脈沖曝氣強化污水脫氮除磷和節(jié)能降耗的方法。在傳統(tǒng)A2O工藝的基礎上，將好氧區(qū)不同廊道或區(qū)域進行分區(qū)，通過污水處理廠中央控制系統(tǒng)對曝氣系統(tǒng)的風機、管路及氣閥等的控制，對好氧區(qū)進行脈沖曝氣，讓好氧區(qū)內始終有一區(qū)域處于低溶氧狀態(tài)，DO<0.5mg/L，與此同時其他區(qū)域正常曝氣處于高溶氧狀態(tài)DO2-3mg/L，好氧區(qū)不同區(qū)域交替處于低溶氧狀態(tài)，每個區(qū)域在一個周期內處于低溶氧狀態(tài)的時間為t/n，t為好氧區(qū)水力停留時間，n為好氧區(qū)廊道或區(qū)域數，脈沖周期為好氧區(qū)水力停留時間，好氧區(qū)進行間歇脈沖曝氣后，實現交替缺氧好氧環(huán)境，強化反硝化作用，提升污水處理效果與水質。
摘要附圖
權利要求書
1.一種基于脈沖曝氣強化污水脫氮除磷和節(jié)能降耗的方法，其特征在于按以下進行：在傳統(tǒng)A2O工藝的基礎上，將好氧區(qū)不同廊道或區(qū)域進行分區(qū)，通過污水處理廠中央控制系統(tǒng)對曝氣系統(tǒng)的風機、管路及氣閥等的控制，對好氧區(qū)進行脈沖曝氣，讓好氧區(qū)內始終有一區(qū)域處于低溶氧狀態(tài)，DO<0.5mg/L，與此同時其他區(qū)域正常曝氣處于高溶氧狀態(tài)DO2-3mg/L，好氧區(qū)不同區(qū)域交替處于低溶氧狀態(tài)，每個區(qū)域在一個周期內處于低溶氧狀態(tài)的時間為t/n，t為好氧區(qū)水力停留時間，n為好氧區(qū)廊道或區(qū)域數，脈沖周期為好氧區(qū)水力停留時間，好氧區(qū)進行間歇脈沖曝氣后，實現交替缺氧好氧環(huán)境，強化反硝化作用，提升污水處理效果與水質。
2.根據權利要求1所述的基于脈沖曝氣強化污水脫氮除磷和節(jié)能降耗的方法，其特征在于好氧區(qū)各廊道或區(qū)域均安裝溶解氧(DO)、化學需氧量(CODcr)、總氮(TN)、總磷(TP)、氨氮(NH3-N)在線檢測儀表，并根據在線檢測儀表上的指標數據，進行脈沖曝氣量的控制。
說明書
基于脈沖曝氣強化污水脫氮除磷和節(jié)能降耗的方法
技術領域
本發(fā)明涉及污水處理技術領域，具體地說是基于脈沖曝氣強化污水脫氮除磷和節(jié)能降耗的方法。
背景技術
排放污水中氮磷是造成水體富營養(yǎng)化的重要營養(yǎng)物質。隨著我國水體富營養(yǎng)化問題的日趨嚴重，以及新《城鎮(zhèn)污水廠污染物排放標準》(GB18918-2002)的實施，研發(fā)經濟高效穩(wěn)定的污水脫氮除磷技術，已成為水處理領域急需的技術需求。同時，污水處理廠運行能耗較高，是其運行主要投資費用來源;曝氣供氧又是能耗主要消耗者，所以降低污水處理廠曝氣能耗是其節(jié)能降耗的關鍵技術措施。
目前污水脫氮除磷主要采用基于厭氧/缺氧/好氧工藝的生物硝化反硝化以及生物化學除磷相結合的工藝。由于我國污水存在低碳源特點，所以進水中有效碳源相對較低，不足以支撐有效的脫氮除磷;而且，傳統(tǒng)的脫氮除磷工藝中，存在反硝化菌和聚磷菌競爭碳源問題，脫氮和除磷難以同時達到最佳效率。生物脫氮過程主要包括好氧硝化和缺氧反硝化。一般生物脫氮工藝歷經缺氧好氧(AO)工藝，也即采用前置反硝化，好氧段硝化液回流到缺氧段，利用進水中碳源進行反硝化脫氮。傳統(tǒng)AO工藝的脫氮率受硝化液回流比和污泥回流比的控制，為了達到較高的脫氮率，就要提高回流比。采用傳統(tǒng)AO工藝，在硝化液回流比為300%，污泥回流比為100%的條件下，不考慮細胞自身物質的合成，總氮去除率最高可達80%左右。繼續(xù)增大回流比，總氮去除率上升不明顯，且從好氧池進入缺氧池的溶解氧將會增加，從而消耗進水中有機碳源，影響反硝化脫氮的效率。
目前，脈沖曝氣主要用于膜生物反應器中控制膜污染，尚未見到用于污水處理廠曝氣控制的研究和報道。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對我國低碳源污水特征，結合最近脫氮除磷理論的研究進展，提供一種基于脈沖曝氣強化污水脫氮除磷與節(jié)能降耗的污水處理方法。
本發(fā)明采用脈沖曝氣模式提供氧氣的強化污水脫氮除磷技術，通過脈沖曝氣模式，能夠強化脫氮除磷效率，同時能夠降低污水處理廠運行能耗，特別是城市和農村分散式生活污水處理。
本發(fā)明的技術方案為：基于脈沖曝氣強化污水脫氮除磷與節(jié)能降耗的污水處理方法主要為在傳統(tǒng)A2O工藝的基礎上，將好氧區(qū)不同廊道或區(qū)域進行分區(qū)，通過污水處理廠中央控制系統(tǒng)對曝氣系統(tǒng)的風機、管路及氣閥等的控制，對好氧區(qū)實現脈沖曝氣，讓好氧區(qū)內始終有一區(qū)域處于低溶氧狀態(tài)(DO<0.5mg/L)，與此同時其他區(qū)域正常曝氣處于高溶氧狀態(tài)(DO2-3mg/L)。其中，好氧區(qū)不同區(qū)域交替處于低溶氧狀態(tài)，每個區(qū)域在一個周期內處于低溶氧狀態(tài)的時間為t/n，t為好氧區(qū)水力停留時間，n為好氧區(qū)廊道或區(qū)域數，脈沖周期為好氧區(qū)水力停留時間。對好氧區(qū)進行間歇脈沖曝氣后，好氧區(qū)將始終保持有一條廊道或區(qū)域處于低溶氧狀態(tài)(DO<0.5mg/L)，實現交替缺氧好氧環(huán)境，強化反硝化作用，提升污水處理效果與水質。根據好氧區(qū)各廊道或區(qū)域均安裝的溶解氧(DO)、化學需氧量(CODcr)、總氮(TN)、總磷(TP)、氨氮(NH3-N)等在線檢測儀表上的指標數據，進行脈沖曝氣量的控制，以達到穩(wěn)定的生產運行效果。本工藝可以得到很好的脫氮除磷效果和降低污水處理運行能耗成本。
本發(fā)明在傳統(tǒng)A2O工藝基礎上進行，污水廠整體工藝由厭氧/缺氧/好氧/沉淀階段組成或者由缺氧/厭氧/好氧/沉淀階段組成：經過預處理的污水流入厭氧區(qū)(DO<0.2mg/L)，聚磷菌利用小分子碳源物質并貯存為內聚物發(fā)生釋放磷的生化過程，厭氧區(qū)域出水順次進入缺氧區(qū)(DO<0.5mg/L)進行反硝化，然后再進入好氧區(qū)經脈沖曝氣形成的高、低好氧區(qū)(高DO，2-3mg/L;低DO，<0.5mg/L)發(fā)生硝化和攝取磷的過程，在高、低溶氧區(qū)交替過程中將有益于同步硝化反硝化的進行，最后經脈沖曝氣好氧區(qū)的污水混合液進入沉淀階段，沉淀后上清液排出到自然水體，沉淀后污泥部分回流至厭氧區(qū)，同時將污泥中剩余污泥排出進入污泥處理系統(tǒng)進行濃縮、脫水后外運進行有效的污泥處理處置。
本發(fā)明的工藝中厭氧階段主要是促進聚磷菌等能夠積累內聚物的微生物的生化代謝，充分利用厭氧水解產生的小分子有機碳源，并積累為內聚物以備后期反硝化和生物攝磷需用。工藝缺氧階段主要是促進反硝化菌進行反硝化脫氮。好氧階段主要是硝化和去除有機物。沉淀階段的二沉池主要是截留污泥，并回流污泥到主體工藝中，提高污泥濃度并提高污水處理效率。
本發(fā)明的關鍵技術是對好氧階段運行模式的改進，主要采用脈沖曝氣模式(將好氧區(qū)進行分區(qū)后通過中央控制系統(tǒng)、進氣閥及管路調控實現)，能夠有效地控制供氧量，形成高、低溶氧區(qū)，實現交替缺氧好氧環(huán)境，強化好氧階段同步硝化反硝化。首先，該脈沖曝氣模式能夠合理控制供氧量，由于異養(yǎng)菌和氨硝化菌具有更高的氧氣競爭能力，所以會抑制亞硝酸鹽硝化菌的活性，有利于實現短程硝化反硝化。其次，通過脈沖曝氣，強化脫氮，能夠降低后續(xù)污泥混合液的回流量，間接降低污水泵運行能耗。再者，通過控制供氧量，能夠降低碳源物質的無效利用，而強化用于反硝化等脫氮除磷過程中，強化污水總氮的去除效率。最后，通過脈沖曝氣模式，能夠提高供氧效率，從而降低污水處理曝氣能耗。
