一种基于两段式AO氧化沟串联的高效脱氮系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于两段式AO氧化沟串联的高效脱氮系统及方法，该系统将缺氧、沉淀、缺氧、好氧四个反应区作为第一段氧化沟，缺氧、好氧、沉淀三个反应区作为第二段氧化沟，两个氧化沟串联形成两段AO脱氮工艺，每段氧化沟为两廊道结构。原污水经第一段氧化沟的缺氧区和沉淀区，在沉淀区进行泥水分离，沉淀下来的污泥从狭缝回流进入缺氧区，再气升回流到本段的好氧区，沉淀段分离出来的污水直接进入第二段氧化沟；污水在第二段经缺氧区、好氧区和沉淀区，沉淀后的污水排出系统。本发明专利技术适用于对低碳源污水进行处理，工艺流程较简单，能耗低，运行管理方便，具有较高的总氮去除率，适用于对总氮去除率要求较高而碳源不足的场合。

【技术实现步骤摘要】
一种基于两段式AO氧化沟串联的高效脱氮系统及方法
本专利技术属于水环境保护
，具体涉及一种基于两段式AO氧化沟串联的高效脱氮系统。
技术介绍
在污水处理处理中，使用氧化沟、AN/O等达到除氮效果最为广泛，AN/O工艺是生物脱氮的基本方法，也是最简单最基本的方法。但是该方法总氮去除率难以提高，常常只能维持在70％左右，而且该方法对碳源的要求一般是进水BOD5/TN不低于4，目前多数市政污水难以满足这一要求。氧化沟工艺是目前城镇污水处理厂应用最广泛的技术之一。氧化沟是一种活性污泥处理系统，其曝气池呈封闭的环流沟渠型，所以它在水力流态上不同于传统的活性污泥法，它是一种首尾相连的循环流曝气沟渠，又称循环曝气池。循环折流式氧化沟是目前应用较多的氧化沟反应器形式，污水在沟内循环一次的流态属于推流反应器，但是由于污水在沟内一般停留时间较长，所以通常循环很多次，从而总体上属于完全混合式。由于曝气是在沟内某些点进行，所以全沟范围看实际上溶解氧状态是介于好氧和缺氧之间，从而达到脱氮的目的。为了有除磷的效果，通常氧化沟还可以设置厌氧池，相对独立于沟循环系统。但是，由于循环折流式氧化沟在同一沟中好氧区与缺氧区各自的体积和溶解氧浓度很难准确地加以控制，因此当运行状态不佳对脱氮的效果是有限的，沟内对除磷几乎不起作用，而且，好氧区与缺氧区由于没有明确界限，有机物在好氧区浓度几乎与缺氧区浓度相同，导致大量有机物被异养代谢而消耗，既造成碳源浪费又增加了不必要的消耗氧，导致运行费用较高。此外，氧化沟内为了避免污泥沉积，需要维持一定的流速，需要布置若干水力的推进装置，造成较大的能耗。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种结构简单，本专利技术提供了一种基于串联氧化沟反应器构建两段式AO工艺的高效脱氮系统及方法，实现对碳源需求的降低，同时使总氮去除率显著提高。本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：本专利技术提供了一种基于串联氧化沟反应器构建两段式AO工艺的高效脱氮系统，所述系统包括第一段AO氧化沟、第二段AO氧化沟；所述第一段AO氧化沟由第一缺氧区、第一沉淀区、第三缺氧区和第一好氧区组成，其中第一缺氧区的首端与进水口连接，第一缺氧区的末端与第一沉淀区的首端连接，第一沉淀区的末端与第三缺氧区的首端连接，同时连接第一出水管；第三缺氧区的末端与第一好氧区首端连接；第一好氧区的末端与第一缺氧区的首端连接；所述第二段AO氧化沟由第二缺氧区、第二好氧区和第二沉淀区组成，其中第二缺氧区的首端与第一沉淀区的出水管连接，同时与第二沉淀区的末端连接；第二缺氧区的末端与第二好氧区首端连接，第二好氧区的末端与第二沉淀区的首端连接，第二沉淀区的末端同时与第二缺氧区的首端以及第二出水管连接。第一好氧区末端通过水泵回流硝化液到第二缺氧区首端，此为第一内回流；第二好氧区末端通过水泵回流硝化液到第三缺氧区首端，此为第二内回流。本专利技术的技术原理是，污水在第一段氧化沟内没有流经好氧区，经过缺氧和沉淀直接进入第二段氧化沟，故碳源一定程度得以保留，而第二段氧化沟按照传统AN/O工艺方式布置，所以第二段氧化沟在无外加碳源的情况下也可以正常运行。工艺分两次AO程序，第一段氧化沟脱氮率可以达到65～70％，第二段仍可以达到本段进水的65～70％，虽然每段去除率不高，但是合计总氮去除率可以达到85～90％以上。第一段氧化沟污泥回流比(实际上是相当于传统工艺的总回流比)和硝化液内回流比均较低，总回流比仅为100～150％，故进入好氧区的污水有机物已经很少，而且此部分污水还可以通过内回流进一步实现碳源的有效利用。故本专利技术几乎全部的碳源能够被反硝化所利用，碳源用于非反硝化过程的损耗很少，这是本专利技术需要碳氮比低的原因。本专利技术的第一段氧化沟由于硝化液内回流的回流点是沉淀区后，故反应器各个位置的实际流量均很小，以总回流比和硝化液回流均为100％考虑，反应器内任何断面的流量都是2.0倍原污水流量，反应器可维持碳源和硝酸盐在较高的浓度范围，故效率高。第一段氧化沟的第一沉淀区设置在第一缺氧区后，缺氧完成后的污水污泥立即分离，由于污泥对氨氮有一定的吸附能力，故采用低回流比缺仍可以维持较高的总氮去除率(传统AN/O工艺总回流比为150％时，总氮去除率不超过60％，本方法第一段氧化沟可以达到65～70％)。进一步优选地，所述第一好氧区和第二好氧区首端设置有缝隙式气升井，为反应器内的污泥/污水回流提供动力。进一步优选地，反应器的平面形状可布置为椭圆形，亦可布置为矩形，但仍需布置为封闭环流反应器的结构形式，三个缺氧区内均设有搅拌装置。本专利技术还提供了一种利用上述串联氧化沟反应器构建两段式AO工艺的高效脱氮方法，步骤包括，步骤S1.污水首先输入至第一段氧化沟中的第一缺氧区进行反硝化脱氮；步骤S2.将步骤S1中脱氮后的污水输入第一沉淀区进行泥水分离产生上层污水和下层污泥；步骤S3.将步骤S2中产生的上层污水从集水渠收集通过排水管排出进入第二段氧化沟，污泥在沉淀区底部，气升回流到第一好氧区。步骤S4.污泥输送至第一好氧区内完成亚硝化和硝化反应，反应后的污泥自流回流至第一缺氧区，污泥完成一个循环。步骤S5.将步骤S2产生的上层污水排入第二段氧化沟，污水首先进入第二缺氧区进行反硝化，再气升流入第二好氧区进行氨氮的氧化同时除去残留的有机物；步骤S6.将步骤S5处理后的污水自流输入第二沉淀区进行泥水分离，完成泥水分离后污水即排放出生化反应系统，污泥自流回流进入第二缺氧区，污泥完成一个循环。进一步优选地，所述氧化沟内每段工艺的污水在反应器内大循环仅循环一次(即从每个氧化沟的进水处循环一圈再回到到进水处)，但污泥在氧化沟内是反复多次回流循环的，污泥在第一段AO氧化沟内回流比为100～150％，在第二段AO氧化沟内回流比为150～200％(污泥回流比指沉淀后污泥的回流流量除以反应器进水流量)。进一步优选地，所述反应器为推流形式，第一段氧化沟内沉淀区平均水平方向的流速控制在5～8mm/s，第二段氧化沟沉淀区的流速控制在3～6mm/s，当第二氧化沟沉淀区的流速控制困难时，应该启用第二内循环。包括沉淀时间，第一段AO氧化沟的水力停留时间不小于10h，第二段AO氧化沟的水力停留时间不小于8h。进一步优选地，所述第一段缺氧区的混合液悬浮固体浓度取值不低于7000mg/L，第三缺氧区的混合液悬浮固体浓度维持在3000～4500mg/L。进一步优选地，所述第二好氧区和第三缺氧区采用投加填料形成生物膜污泥接触氧化的方式运行。进一步优选地，每一段的水力停留时间和污泥回流比受进水和出水水质改变，进水总氮和溶解氧浓度高，水力停留时间和污泥回流比取高值，进水总氮和溶解氧浓度，水力停留时间和污泥回流比取低值。进一步优选地，工艺的污泥龄取值可以在25～35d左右，即主要考虑生物脱氮。本专利技术的有益效果在于：1)本专利技术适用于低碳源污水的高效脱氮。对于市政污水或生活污水为主的污水，一般能够在可生化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于两段式AO氧化沟串联的高效脱氮系统，其特征在于：所述系统包括第一段AO氧化沟、第二段AO氧化沟；/n所述第一段AO氧化沟由第一缺氧区、第一沉淀区、第三缺氧区和第一好氧区组成，其中第一缺氧区的首端与进水口连接，第一缺氧区的末端与第一沉淀区的首端连接，第一沉淀区的末端与第三缺氧区的首端连接，同时连接第一出水管；第三缺氧区的末端与第一好氧区首端连接；第一好氧区的末端与第一缺氧区的首端连接；/n所述第二段AO氧化沟由第二缺氧区、第二好氧区和第二沉淀区组成，其中第二缺氧区的首端与第一沉淀区的出水管连接，同时与第二沉淀区的末端连接；第二缺氧区的末端与第二好氧区首端连接，第二好氧区的末端与第二沉淀区的首端连接，第二沉淀区的末端同时与第二缺氧区的首端以及第二出水管连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于两段式AO氧化沟串联的高效脱氮系统，其特征在于：所述系统包括第一段AO氧化沟、第二段AO氧化沟；
所述第一段AO氧化沟由第一缺氧区、第一沉淀区、第三缺氧区和第一好氧区组成，其中第一缺氧区的首端与进水口连接，第一缺氧区的末端与第一沉淀区的首端连接，第一沉淀区的末端与第三缺氧区的首端连接，同时连接第一出水管；第三缺氧区的末端与第一好氧区首端连接；第一好氧区的末端与第一缺氧区的首端连接；
所述第二段AO氧化沟由第二缺氧区、第二好氧区和第二沉淀区组成，其中第二缺氧区的首端与第一沉淀区的出水管连接，同时与第二沉淀区的末端连接；第二缺氧区的末端与第二好氧区首端连接，第二好氧区的末端与第二沉淀区的首端连接，第二沉淀区的末端同时与第二缺氧区的首端以及第二出水管连接。


2.根据权利要求1所述的一种基于两段式AO氧化沟串联的高效脱氮系统，其特征在于：所述第一好氧区和第二好氧区的首端处均设置有缝隙式气升井。


3.根据权利要求1所述的一种基于两段式AO氧化沟串联的高效脱氮系统，其特征在于：所述第一段AO氧化沟和第二段AO氧化沟的平面形状均为椭圆形或矩形，第一缺氧区、第二缺氧区和第三缺氧区内均设有搅拌装置。


4.一种利用如权利要求1-3任一所述系统进行高效脱氮的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1.污水首先输入至第一段氧化沟中的第一缺氧区进行反硝化脱氮；
步骤S2.将步骤S1中脱氮后的污水输入第一沉淀区进行泥水分离产生上层污水和下层污泥；
步骤S3.将步骤S2中产生的上层污水从集水渠收集通过排水管排出进入第二段氧化沟，污泥在沉淀区底部，气升回流到第一好氧区。
步骤S4.污泥输送至第一好氧区内完成亚硝化和硝化反应，反应后的污泥自流回流至第一缺氧区，污泥完成一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐玉朝，
申请(专利权)人：安徽建筑大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34