一种建立强化生物除磷系统的方法技术方案

本发明专利技术属于污水处理领域，公开了一种建立强化生物除磷系统的方法，旨在提高污水处理除磷率，降低处理成本，减少二次污染。本发明专利技术内容包括实验装置SBR反应器、接种污泥、SBR反应器运行周期、SBR反应器运行参数和人工污水配方等五个部分。经过45天驯化，强化生物除磷系统TP去除率达97.5％，COD去除率达91.2％，NH

A method of establishing enhanced biological phosphorus removal system

【技术实现步骤摘要】
一种建立强化生物除磷系统的方法
本专利技术属于污水处理领域，具体涉及一种建立强化生物除磷系统的方法。
技术介绍
水体中氮、磷过量是导致富营养化问题的根本原因，除磷是污水处理的重点之一。除磷主要包括化学除磷和生物除磷两大类。化学除磷通过投加化学沉淀剂与废水中的磷酸盐生成难溶沉淀物，以除去水中的磷。但是化学法对有机磷效果较差，且药剂费高，沉淀污泥难处理，易造成二次污染。强化生物除磷工艺被认为是最经济高效的污水除磷工艺之一，通过创造厌氧/好氧交替环境，使得活性污泥中聚磷菌能吸收超过其正常生长所需磷量，形成高磷污泥，排出系统。强化生物除磷工艺作用机制为：在厌氧阶段，聚磷菌分解体内的糖原和多聚磷酸盐颗粒生成正磷酸盐释放到细胞外，同时利用产生的能量吸收污水中挥发性脂肪酸，在胞内合成聚羟基脂肪酸酯。在随后的好氧阶段，聚磷菌分解胞内聚羟基脂肪酸酯，释放的能量供细胞生长，并过量吸收水体中溶解态的正磷酸盐进入细胞合成多聚磷酸盐颗粒和糖原，最终通过排泥达到去除污水中磷的目的。强化生物除磷系统中除聚磷菌外，同时存在聚糖菌，聚糖菌在厌氧阶段同样吸收污水中挥发性脂肪酸，以合成聚羟基脂肪酸酯。聚糖菌与聚磷菌竞争碳源，但不存在厌氧释磷、好氧吸磷过程，对磷的去除没有任何贡献，是引起强化除磷系统不稳定的主要原因之一。温度、pH、溶解氧、污泥龄、碳源、进水COD浓度、C/P比等都会影响聚糖菌与聚磷菌竞争，如何快速建立稳定的强化生物除磷系统，是急需探索的问题。
技术实现思路
强化生物除磷工艺被认为是经济高效的污水除磷工艺，温度、pH、溶解氧、污泥龄、碳源、进水COD浓度、C/P比等参数会影响强化生物除磷系统的表现。为了提高污水处理除磷率，降低处理成本，减少二次污染，综合考虑多种参数的影响，本专利技术提供了一种建立强化生物除磷系统的方法，内容包括以下五个方面：(1)本专利技术采用的实验装置为实验室规模SBR反应器。该反应器为圆柱形，总体积为7L，有效容积为5L，具体结构如图1所示，可实现进水、出水、厌氧反应、好氧反应、在线监测等自动化控制功能。(2)接种污泥。取污水处理厂曝气池泥水混合物，SBR反应器中添加2L泥水混合物及3L人工污水。(3)SBR反应器运行周期确定。反应器运行周期总时长设定为6h，由进水、厌氧、好氧、沉淀、出水、闲置六个阶段组成，闲置后进入下一周期，各阶段时间分别为进水1min、厌氧150min、好氧180min、沉淀20min、出水4min、闲置5min。系统每昼夜运行4个周期，对系统运行实时监控，及时排除故障。(4)SBR反应器运行参数选取。反应器有效容积为5L，进水体积为2L，运行一个周期6h后排水体积为2L，剩余泥水混合物3L，根据公式(1)(2)计算可得，水力停留时间HRT为15h。其中V有效指反应器有效容积，V进水指单周期进水体积，t指周期时长。厌氧阶段，通过搅拌器搅拌使泥水混合均匀，搅拌速率为120r/min。好氧阶段，搅拌器继续搅拌，并通过曝气装置提供充足的氧气，曝气速率为52L/h。反应器运行过程中温度控制在25±0.5℃，pH变化范围7-8。系统运行初期不排泥，污泥浓度增长至3000mg/L且保持稳定生长速率后，每24小时排出好氧阶段末端泥水混合物500mL，污泥浓度稳定在3000mg/L左右。由公式(3)计算可得，污泥停留时间SRT为10天。其中V有效指反应器有效容积，V排泥指每日排出泥水混合物体积。(5)人工污水配方。反应器进水采用人工配制的模拟污水，合成废水的配方(1L)为：0.820gCH3COONa，0.0878gKH2PO4(20mg/LP)，0.153gNH4Cl(40mg/LNH3-N)，0.011gCaCl2·2H2O，0.035gMgCl2，加入0.3mL微量元素溶液。微量元素溶液的配方(1L)如下：1.5gFeCl3·6H2O，0.15gH3BO3，0.03gCuSO4·5H2O，0.18gKI，0.12gMnCl2·4H2O，0.06gNa2MoO4·2H2O，0.12gZnSO4·7H2O，0.15gCoCl2·6H2O和10gEDTA。有益效果本专利技术建立了强化生物除磷系统，经过45天驯化，TP去除率达97.5％，COD去除率达91.2％，NH3-N去除率达38.8％。本专利技术是一种生物除磷法，取得了很高的除磷效果，避免了化学除磷法造成的高成本和二次污染。本专利技术建立的强化生物除磷系统初始TP、COD和NH3-N浓度分别为8.0、283和18.8mg/L，接近污水处理厂实际进水，为污水处理厂工艺升级改造提供参考。附图说明图1：SBR反应器结构示意图图2：SBR反应器TP去除率变化具体实施方式以下结合附图和具体实施例来对本专利技术做详细的说明。本专利技术的实施例是为了更好地使本领域的技术人员更好地理解本专利技术，并不对本专利技术作任何的限制。具体实施例包括以下几方面：(1)本专利技术采用的实验装置为实验室规模SBR反应器。该反应器为圆柱形，总体积为7L，有效容积为5L，具体结构如图1所示，可实现进水、出水、厌氧反应、好氧反应、在线监测等自动化控制功能。(2)接种污泥。取污水处理厂曝气池泥水混合物，该污水处理厂处理工艺为SBR法，污泥浓度3500-4000mg/L，HRT16-18h。该污水处理厂进水中的TP、COD和NH3-N平均浓度分别为6.8、252和19.1mg/L。SBR反应器中添加2L泥水混合物及3L人工污水。(3)SBR反应器运行周期确定。反应器运行周期总时长设定为6h，由进水、厌氧、好氧、沉淀、出水、闲置六个阶段组成，闲置后进入下一周期，各阶段时间分别为进水1min、厌氧150min、好氧180min、沉淀20min、出水4min、闲置5min。系统每昼夜运行4个周期，对系统运行实时监控，及时排除故障。(4)SBR反应器运行参数选取。反应器有效容积为5L，进水体积为2L，运行一个周期6h后排水体积为2L，剩余泥水混合物3L，根据公式(1)(2)计算可得，水力停留时间HRT为15h。其中V有效指反应器有效容积，V进水指单周期进水体积，t指周期时长。厌氧阶段，通过搅拌器搅拌使泥水混合均匀，搅拌速率为120r/min。好氧阶段，搅拌器继续搅拌，并通过曝气装置提供充足的氧气，曝气速率为52L/h。反应器运行过程中温度控制在25±0.5℃，pH变化范围7-8。系统运行初期不排泥，污泥浓度增长至3000mg/L且保持稳定生长速率后，每24小时排出好氧阶段末端泥水混合物500mL，污泥浓度稳定在3000mg/L左右。由公式(3)计算可得，污泥停留时间SRT为10天。其中V有效指反应器有效容积，V排泥指每日排出泥水混合物体积。(5)人工污水配方。反应器进水采用人工配制的模拟污水，合成废水的配方(1L)为：0.820gCH3COONa，0.0878gKH2PO4(20mg/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种建立强化生物除磷系统的方法，其特征在于，包括五个步骤：/n1)搭建实验装置SBR反应器；/n2)接种污泥；/n3)SBR反应器运行周期确定；/n4)SBR反应器运行参数选取；/n5)人工污水配方。/n

【技术特征摘要】
1.一种建立强化生物除磷系统的方法，其特征在于，包括五个步骤：
1)搭建实验装置SBR反应器；
2)接种污泥；
3)SBR反应器运行周期确定；
4)SBR反应器运行参数选取；
5)人工污水配方。


2.根据权利要求1所述的一种建立强化生物除磷系统的方法，其特征在于，实验装置为实验室规模SBR反应器。


3.根据权利要求1所述的一种建立强化生物除磷系统的方法，其特征在于，接种污泥具体为：取污水处理厂曝气池泥水混合物，SBR反应器中添加2L泥水混合物及3L人工污水。


4.根据权利要求1所述的一种建立强化生物除磷系统的方法，其特征在于，SBR反应器运行周期具体：反应器运行周期总时长设定为6h，由进水、厌氧、好氧、沉淀、出水、闲置六个阶段组成，闲置后进入下一周期，各阶段时间分别为进水1min、厌氧150min、好氧180min、沉淀20min、出水4min、闲置5min。系统每昼夜运行4个周期，对系统运行实时监控，及时排除故障。


5.根据权利要求1所述的一种建立强化生物除磷系统的方法，其特征在于，SBR反应器运行参数具体如下：反应器有效容积为5L，进水体积为2L，运行一个周期6h后排水体积为2L，剩余泥水混合物3L，根据公式(1)、(2)计算可得，水力停留时间HRT为15h；

【专利技术属性】
技术研发人员：赵林，龙莎，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12