两段式A/O部分短程串联固定床多级A/O自养脱氮装置和方法，属于城市污水生物处理技术领域。工艺主体由城市污水原水箱、连续流A/O部分短程装置、中间水箱和固定床多级A/O自养脱氮装置四部分组成。通过工艺调整在A/O反应器中实现短程，并且将A/O反应器内产生短程污泥直接投加到后段多级A/O自养脱氮装置内来维持后段的自养脱氮。本发明专利技术不仅可以做到污泥的减量而且使得前后两段同时具有脱氮作用，最终实现系统稳定、深度、高效的脱氮。
Two stage a / O partial short-range series fixed bed multistage A / O autotrophic denitrification device and method
【技术实现步骤摘要】
两段式A/O部分短程串联固定床多级A/O自养脱氮装置和方法
本专利技术属于污水生物处理
，具体涉及一种两段式A/O部分短程串联固定床多级A/O自养脱氮工艺处理低碳源城市污水的装置及应用方法，具备高效、节能、深度脱氮、污泥减量的特点，适用于新建城市污水处理厂等
技术介绍
当今污水处理领域“重水轻泥”的现象普遍存在而大量剩余污泥的产生很容易造成污泥的二次污染，以及处理成本的增加。因此我们在开发新工艺的时候，不仅要做到污水的深度处理，而且尽量要做到污泥的减量化和资源化利用。厌氧氨氧化的出现让自养脱氮成为了可能但作为其重要底物之一的亚硝能否稳定获取成为了限制其大面积推广使用的限制性因素。亚硝主要来自于短程硝化以及短程反硝化，短程硝化较短程反硝化不仅可以节约约25％的曝气量，而且还可以节省反硝化所需要的碳源。污水处理过程中氮和磷的去除成为污水处理领域的核心主题，不仅是因为氮和磷的超标很容易引起水体的富营养化，而且相对有机物的去除氮磷更难去除。污水厂通过投加铁盐和铝盐磷很容易就可以去除但是氮的去除大部分是通过反硝化去除。因此研究如何稳定高效深度的脱氮成为了当今污水处理领域的主题。本工艺旨在使厌氧氨氧化最大化的在连续流重发挥其深度脱氮的作用。而两段式的连续流工艺不仅具有双污泥龄的优势，而且由于前段的部分短程可以持续不断的为后段提供亚硝。与此同时由于前段A/O部分短程在高负荷低污泥龄条件下运行每天都会产生大量的剩余污泥。并且产生的污泥具有较好的短程效果。因此可以直接投加到后段的固定床多级A/O自养脱氮反应器中，不仅可以做到污泥的减量化以及资源化利用，而且通过短程污泥的投加可以更好的维持后段的自养脱氮大大的降低后段的运行难度。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出两段式A/O部分短程串联固定床多级A/O自养脱氮装置和方法最大化的发挥厌氧氨氧化在连续流中深度脱氮的作用，处理低碳氮比的城市污水。降低自养脱氮工艺的运行难度降低剩余污泥的产生。本专利技术是一种基于短程硝化厌氧氨氧化深度脱氮的装置及方法，所用的装置主要包括原水水箱(1)、A/O部分短程反应器(2)、中间水箱(3)、固定床多级A/O自养脱氮反应器(4)、二沉池(4.6)，其特征在于所述原水水箱(1)通过进水泵(1.4)与A/O部分短程反应器(2)的缺氧区(2.1)连接；所述的缺氧区(2.1)与好氧区(2.2)连接；所述的缺氧区设有搅拌器(2.12)好氧区(2.2)内设有曝气头(2.3)，通过曝气泵(2.8)提供氧气；所述的A/O部分短程反应器的缺氧区(2.1)与好氧区(2.2)容积比为1:3；所述的A/O部分短程反应器的污泥排放通过好氧区最后一格阀门(2.8)排放；所述的中间水箱(3)与二沉池(2.9)连接；所述的中间水箱(3)通过进水泵(3.3)与固定床多级A/O自养脱氮反应器(4)连接；所述固定床多级A/O自养脱氮反应器(4)的自养脱氮区(4.1)内设有搅拌器(4.11)，好氧区(4.2)以及氮气吹脱区(4.3)内设有曝气头(4.4)，通过曝气泵(4.7)提供氧气。所述的固定床多级A/O自养脱氮反应器(4)的自养脱氮区(4.1)与好氧区(4.2)以及氮气吹脱区(4.3)的容积比为4:2:4:1:2:1；基于本专利技术的实验装置，处理城市污水的具体操作流程为：一、接种污泥阶段接种城市污水处理厂的二沉池回流污泥于A/O部分短程反应器中，控制污泥浓度MLSS为2500-3500mg/L，以实际生活污水作为处理对象，污泥回流比为100％，好氧反应区的DO按照水流方向第一格好氧格控制为：1-3mg/L,第二格控制为0.8-1mg/L,最后一格DO使其小于0.5mg/L。水力停留时间设计为缺氧区为45-60min,好氧区为135-180min。污泥龄HRT设计为4-6d,较短的HRT保证了较高的进水负荷以及出水较高的剩余氨氮。较短的污泥龄保证了对亚硝酸盐氧化菌的淘洗。当A/O部分短程反应器(2)出水亚硝大于10mg/L时通过调节转子流量计将三个曝气格的溶解氧分别控制为：第一格1-1.5mg/L，第二格0.8-1mg/L第三格小于0.1mg/L。同时在污泥龄4-6d范围内提高污泥龄为6d。当沉淀区出水亚硝浓度在7-10mg/L，硝氮浓度小于1mg/L亚硝积累率稳定在85-95％，并稳定运行20天以上时，说明A/O部分短程反应器启动成功。接种亚硝积累率不小于90％的短程污泥于固定床多级A/O自养脱氮反应器中。控制污泥浓度为1000-2000mg/L，同时将接种厌氧氨氧化生物膜的聚乙烯填料投加在固定床多级A/O自养脱氮反应器中的自养脱氮区，填充比为20-25％，进水为启动成功的前段A/O部分短程反应器的出水，污泥回流比为100％，水力停留时间HRT控制为8-12h，并将前段A/O部分短程反应器内的剩余污泥经沉淀后撇去上清液，将沉淀后的污泥放入到后段维持后段固定床多级A/O自养脱氮反应器的自养脱氮，后段污泥龄维持在50-60天。控制好氧区溶解氧为0.5-1mg/L。同时根据沉淀区出水的的生成量控制好氧区内溶解氧，总的水力停留时间HRT以及污泥龄。当出水氨氮大于5mg/L时，在0.5-1mg/L范围内加大好氧区的溶解氧至0.8-1mg/L,并在8-12h范围内提高HRT为10-12h。当出水硝氮大于8mg/L时在0.5-1mg/L范围内降低好氧区溶解氧至0.5-0.8mg/L。污泥龄在50-60天范围内降低污泥龄至50-55d。启动过程中当出水中的浓度小于5mg/L，TN浓度小于15mg/L,且出水效果维持长达60天以上时，则说明固定床多级A/O自养脱氮反应器启动成功；二、稳定运行阶段当连续流A/O部分短程反应器和固定床多级A/O自养脱氮反应器都启动完成后，将两个反应器连接起来构建一种基于连续流两段式A/O部分短程串联固定床多级A/O自养脱氮工艺，以城市污水为处理对象进行长期稳定运行，实时监控曝气区内部溶解氧和进出水质，根据最终出水的浓度调节反应器系统的运行。当最终出水大于5mg/L时在0.5-1mg/L范围内增加固定床多级A/O自养脱氮反应器内DO浓度，并将其维持在0.8mg/L-1mg/L，同时在8-12h的范围内，提高HRT为10-12h。当最终出水大于8mg/L时在0.5-1mg/L范围内降低复合式固定生物膜-活性污泥自养脱氮反应器好氧反应区内DO浓度，将其维持在0.5-0.8mg/L同时污泥龄在50-60天范围内降低污泥龄至50d。当出水氨氮大于5mg/L且出水硝氮大于8mg/L时，在0.5-1mg/L范围内加大好氧区的溶解氧至0.8-1mg/L并且在污泥龄50-60天范围内降低污泥龄至50d；当出水中的浓度小于3mg/L，TN浓度小于10mg/L,且出水效果维持长达100d以上时，则说明装置实现长期的稳定运行。两段式A/O部分短程串联固定床多级A/O自养脱氮装置的具体特征如下：1)污水进入A/O部分短程反应器的缺氧区，在缺氧区利用进水的有机物进行反硝化和聚磷菌的释磷，随后进入好氧区并分别控制后两格曝气格本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于两段式A/O部分短程串联固定床多级A/O自养脱氮装置，其特征在于包括：城市污水原水箱(1)、A/O部分短程反应器(2)、中间水箱(3)、和固定床多级A/O自养脱氮反应器(4)；所述的城市污水原水箱(1)上设置进水管(1.1)、溢流管(1.2)和放空管(1.3)；A/O部分短程反应器(2)由开孔隔板分为四个区域，沿进水方向依次为缺氧区(2.1)、三格好氧反应区(2.2)和沉淀区(2.9)；所述的城市污水原水箱(1)采用进水泵(1.4)与缺氧反应区(2.1)连接；所述的缺氧反应区(2.1)设有搅拌器(2.12)；所述的好氧区(2.2)设有曝气装置和DO，pH传感器，曝气装置由空气压缩机(2.6)通过空气转子流量计(2.5)以及开关控制阀(2.4)与曝气头(2.3)连通；DO，PH传感器(2.13)由数据线与WTW主机(2.14)连接；沉淀区(2.9)底部通过回流污泥控制阀(2.10)和污泥回流泵(2.7)与缺氧区(2.1)连通，剩余污泥通过剩余污泥排放控制阀(2.8)排出系统暂存至5L的污泥杯(2.15)中；所述的中间水箱(3)采用中间水泵(3.3)与第一格的自养脱氮区连接；所述的固定床多级A/O自养脱氮反应器(4)由开孔隔板分为8个区域，其容积比为2:2:2:2:2:1:2:1沿水流方向前两格依次为自养脱氮区(4.1)，一格好氧区(4.2)，两格自养脱氮区(4.1)一格好氧区(4.2)一格自养脱氮区(4.1)最后一格(4.3)为氮气吹脱区；后置沉淀区(4.6),出水管(4.12)；所述的自养脱氮区内设有聚乙烯填料以及搅拌器(4.11)，填充比20％-25％，好氧区(4.2)和氮气吹脱区(4.3)设有DO，pH传感器；固定床多级A/O自养脱氮反应器在好氧区内设有曝气头(4.4)，通过空气压缩机(4.7)经由空气转子流量计(4.8)提供曝气；最后一格(4.3)为氮气吹脱区；内设有曝气头(4.4)通过空气压缩机(4.7)经由空气转子流量计(4.8)提供曝气；DO，PH传感器(4.10)由数据线与WTW主机(4.9)连接；沉淀区(4.6)底部通过回流污泥控制阀(4.14)和污泥回流泵(4.5)与缺氧区(4.1)连通。/n...
【技术特征摘要】
1.基于两段式A/O部分短程串联固定床多级A/O自养脱氮装置，其特征在于包括：城市污水原水箱(1)、A/O部分短程反应器(2)、中间水箱(3)、和固定床多级A/O自养脱氮反应器(4)；所述的城市污水原水箱(1)上设置进水管(1.1)、溢流管(1.2)和放空管(1.3)；A/O部分短程反应器(2)由开孔隔板分为四个区域，沿进水方向依次为缺氧区(2.1)、三格好氧反应区(2.2)和沉淀区(2.9)；所述的城市污水原水箱(1)采用进水泵(1.4)与缺氧反应区(2.1)连接；所述的缺氧反应区(2.1)设有搅拌器(2.12)；所述的好氧区(2.2)设有曝气装置和DO，pH传感器，曝气装置由空气压缩机(2.6)通过空气转子流量计(2.5)以及开关控制阀(2.4)与曝气头(2.3)连通；DO，PH传感器(2.13)由数据线与WTW主机(2.14)连接；沉淀区(2.9)底部通过回流污泥控制阀(2.10)和污泥回流泵(2.7)与缺氧区(2.1)连通，剩余污泥通过剩余污泥排放控制阀(2.8)排出系统暂存至5L的污泥杯(2.15)中；所述的中间水箱(3)采用中间水泵(3.3)与第一格的自养脱氮区连接；所述的固定床多级A/O自养脱氮反应器(4)由开孔隔板分为8个区域，其容积比为2:2:2:2:2:1:2:1沿水流方向前两格依次为自养脱氮区(4.1)，一格好氧区(4.2)，两格自养脱氮区(4.1)一格好氧区(4.2)一格自养脱氮区(4.1)最后一格(4.3)为氮气吹脱区；后置沉淀区(4.6),出水管(4.12)；所述的自养脱氮区内设有聚乙烯填料以及搅拌器(4.11)，填充比20％-25％，好氧区(4.2)和氮气吹脱区(4.3)设有DO，pH传感器；固定床多级A/O自养脱氮反应器在好氧区内设有曝气头(4.4)，通过空气压缩机(4.7)经由空气转子流量计(4.8)提供曝气；最后一格(4.3)为氮气吹脱区；内设有曝气头(4.4)通过空气压缩机(4.7)经由空气转子流量计(4.8)提供曝气；DO，PH传感器(4.10)由数据线与WTW主机(4.9)连接；沉淀区(4.6)底部通过回流污泥控制阀(4.14)和污泥回流泵(4.5)与缺氧区(4.1)连通。
2.应用如权利要求1所述的两段式A/O部分短程串联固定床多级A/O自养脱氮装置的方法，其特征在于，按以下步骤进行：
一、接种污泥阶段
接种城市污水处理厂的二沉池回流污泥于A/O部分短程反应器中，控制污泥浓度MLSS为2500-3500mg/L，以实际生活污水作为处理对象，污泥回流比为100％，好氧反应区的DO按照水流方向第一格好氧格控制为：1-3mg/L,第二格控制为0.8-1mg/L,最后一格DO使其小于0.5mg/L；水力停留时间设计为缺氧区为45-60min,好氧区为135-180min；污泥龄HRT设计为4-6d；
当A/O部分短程反应器的出水亚硝态氮大于10mg/L时通过调节转子流量计将三个曝气格的溶解氧分别控制为：第一格1-1.5mg/L，...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭永臻，王梓豪，张亮，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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