一種用于脫氮除磷的改良型復(fù)合式高效水體處理方法和系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)更提供一種用于脫氮除磷的水體處理方法，包括如下步驟：（1）將至少部分的待處理水體與污泥混合進(jìn)行預(yù)缺氧處理；（2）將預(yù)缺氧處理所得水體進(jìn)行厭氧處理；（3）對(duì)厭氧處理所得水體交替地進(jìn)行缺氧處理和好氧處理；（4）對(duì)步驟（3）所得水體進(jìn)行脫氣處理；（5）對(duì)脫氣處理所得水體進(jìn)行沉淀處理。本發(fā)明專利技術(shù)所提供的用于脫氮除磷的水體處理方法和系統(tǒng)能夠優(yōu)化水質(zhì)，且具有成本低、效率高等優(yōu)點(diǎn)。

Improved composite high-efficiency water treatment method and system for nitrogen and phosphorus removal

The invention also provides a method for water treatment of nitrogen and phosphorus removal, which comprises the following steps: (1) will be at least part of the water treatment and sewage sludge pre anoxic treatment; (2) the pre anoxic water treatment from anaerobic treatment; (3) on the anaerobic treatment of anaerobic treatment and aerobic treatment alternately the water body; (4) to (3) the steps of water degassing; (5) to the degassing water precipitation treatment. The water treatment method and system for nitrogen and phosphorus removal provided by the invention can optimize water quality, and has the advantages of low cost and high efficiency.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種用于脫氮除磷的改良型復(fù)合式高效水體處理方法和系統(tǒng)
本專利技術(shù)涉及水處理領(lǐng)域，特別是涉及一種用于脫氮除磷的改良型復(fù)合式高效水體處理方法和系統(tǒng)，所述水體處理系統(tǒng)可以作為一種改良型復(fù)合式高效脫氮除磷生物反應(yīng)器。
技術(shù)介紹
隨著城市發(fā)展以及工業(yè)化進(jìn)程的加快，導(dǎo)致污水處理成為人們重點(diǎn)關(guān)注的熱點(diǎn)環(huán)境問題。大量的生活污水、工業(yè)廢水和農(nóng)田地表水徑流匯入湖水、河流、水庫(kù)和海灣水域，使藻類等其他植物大量繁殖，從而形成了水體富營(yíng)養(yǎng)。對(duì)于我國(guó)這樣水資源本來就很緊缺的國(guó)家，嚴(yán)格控制氮、磷污水的超標(biāo)排放是很有必要的，現(xiàn)有技術(shù)中的脫氮除磷技術(shù)主要包括如下幾種：1)傳統(tǒng)AAO其工藝流程圖如下圖，生物池通過曝氣裝置、推進(jìn)器(厭氧段和缺氧段)及回流渠道的布置分成厭氧段(A1)、缺氧段(A2)、好氧段(O)，如圖1-1所示。在該工藝流程內(nèi)，BOD5、SS和以各種形式存在的氮和磷將一一被去除。A2O生物脫氮除磷系統(tǒng)的活性污泥中，菌群主要由硝化菌和反硝化菌、聚磷菌組成。廢水首先進(jìn)入?yún)捬醵?A1)，兼性厭氧的發(fā)酵細(xì)菌將廢水中的可生物降解大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為VFA這一類小分子發(fā)酵產(chǎn)物。聚磷細(xì)菌可將菌體內(nèi)積貯的聚磷鹽分解，所釋放的能量可供專性好氧的聚磷細(xì)菌在厭氧的環(huán)境下維持生存，另一部分能量還可功聚磷細(xì)菌主動(dòng)吸收環(huán)境中的VFA一類小分子有機(jī)物，并以PHB形式在菌體內(nèi)貯存起來。隨后廢水進(jìn)入缺氧段(A2)，反硝化細(xì)菌就利用好氧區(qū)中經(jīng)混合液回流而帶來的硝酸鹽，以及廢水中可生物降解有機(jī)物進(jìn)行反硝化，達(dá)到同時(shí)去碳與脫氮的目的。接著廢水進(jìn)入曝氣的好氧段(O)，聚磷細(xì)菌除了吸收利用廢水中殘剩的可生物降解有機(jī)物外，主要是分解體內(nèi)貯積的PHB，放出的能量可供本身生長(zhǎng)繁殖，此外還可主動(dòng)吸收周圍環(huán)境中的溶磷，并以聚磷鹽的形式在體內(nèi)貯積起來。這時(shí)排放的廢水中溶磷濃度已經(jīng)相當(dāng)?shù)汀＿M(jìn)入好氧段(O)中有機(jī)物經(jīng)厭氧段(A1)、缺氧段(A2)分別被聚磷細(xì)菌和反硝化細(xì)菌利用后，濃度已相當(dāng)?shù)停@有利于自養(yǎng)的硝化菌生長(zhǎng)繁殖，并將氨(NH4+)經(jīng)硝化作用轉(zhuǎn)化為NO3-。非積磷的好氧性異養(yǎng)菌雖然也能存在，但它在厭氧段(A1)中受到嚴(yán)重的壓抑、在好氧段(O)中又得不到充足的營(yíng)養(yǎng)，因此在與其他生理類群的微生物競(jìng)爭(zhēng)中處于劣勢(shì)。排放的剩余污泥中，由于含有大量能過量積貯聚磷鹽的聚磷細(xì)菌，污泥中磷含量可達(dá)到2.5％以上，因此可較一般的好氧活性污泥系統(tǒng)大大地提高磷的去除效果。2)JHB傳統(tǒng)AAO工藝的變型，即在傳統(tǒng)AAO工藝的厭氧池前設(shè)置了一個(gè)預(yù)缺氧池，同時(shí)二沉池的污泥回流至預(yù)缺氧池，所以JHB工藝處理廢水的生物原理基本與傳統(tǒng)AAO工藝一致。廢水以一定的分配比例分別進(jìn)入預(yù)缺氧池和厭氧池，預(yù)缺氧池的作用是利用進(jìn)水中的部分有機(jī)物為電子供體，通過系統(tǒng)中的反硝化菌將回流污泥攜帶的大量硝態(tài)氮以氮?dú)獾男问饺コ瑥亩鴾p輕硝酸鹽對(duì)厭氧池釋磷的影響，有利于系統(tǒng)最終的除磷。同時(shí)，在預(yù)缺氧池中隨著進(jìn)水有機(jī)質(zhì)量的多少可能會(huì)發(fā)生釋磷(當(dāng)C/N較高時(shí))，也可能發(fā)生吸磷(當(dāng)C/N比較低，會(huì)發(fā)生反硝化吸磷)；預(yù)缺氧池中的混合液和部分進(jìn)水一起進(jìn)入后續(xù)厭氧池，系統(tǒng)中的聚磷菌利用易生物降解有機(jī)物合成胞內(nèi)的PHB等貯存物，并釋放磷；經(jīng)過厭氧池后進(jìn)入預(yù)缺氧池，與來自好氧池的硝化液混合，這個(gè)階段主要有兩個(gè)生化過程，一個(gè)是常規(guī)的利用反硝化菌進(jìn)行反硝化脫氮過程，一個(gè)是以硝態(tài)氮為電子受體，利用反硝化聚磷菌進(jìn)行反硝化聚磷的過程；最后進(jìn)入好氧池，此階段與傳統(tǒng)AAO工藝作用一致，進(jìn)行硝化反應(yīng)和好氧聚磷。工藝流程見圖1-2所示。3)多段AO多段AO工藝將生物反應(yīng)池設(shè)計(jì)為前端厭氧區(qū)/好氧+多級(jí)缺氧/好氧區(qū)，采用多點(diǎn)配水技術(shù)，將污水分多段分別配入到厭氧區(qū)和各缺氧區(qū)的前端，而回流污泥全部回流到厭氧區(qū)前端，創(chuàng)造了更適合聚磷菌、硝化菌及反硝化菌生長(zhǎng)繁殖的環(huán)境，大大增強(qiáng)了除磷脫氮能力，工藝流程如圖1-3所示。工藝原理：在污水生物處理過程中，總氮的脫除主要依靠反硝化過程來實(shí)現(xiàn)，進(jìn)行反硝化的必要條件是先進(jìn)行硝化。在硝化反硝化這個(gè)連鎖反應(yīng)過程中，硝化速率明顯慢于反硝化速率，主要原因是硝化菌的增殖速度緩慢。生物除磷是依靠聚磷菌特殊的生理特性來完成的。在厭氧條件下，聚磷菌利用污水中易降解的有機(jī)物，合成貯藏物聚β-羥丁酸(PHB)等貯于胞內(nèi)。在好氧條件下，聚磷菌氧化胞內(nèi)貯存的PHB過量地從污水中攝取磷酸鹽并將其轉(zhuǎn)化為聚磷，作為能量貯于胞內(nèi)，通過剩余污泥的排放將磷排出污水處理系統(tǒng)。對(duì)于活性污泥工藝來說，提高硝化菌、聚磷菌在活性污泥系統(tǒng)中的比例是高效除磷脫氮效果的技術(shù)關(guān)鍵。兼具除磷和脫氮功能的多段A/O工藝根據(jù)生態(tài)學(xué)中的種群優(yōu)勢(shì)理論，通過分段配水實(shí)現(xiàn)碳源的合理分配并有效的充分利用，使生物池內(nèi)形成由高到低的污泥濃度梯度，同時(shí)提高生物總量，使聚磷菌、硝化菌和反硝化菌處于優(yōu)勢(shì)，強(qiáng)化了除磷脫氮效果，形成實(shí)質(zhì)上由一級(jí)厭氧好氧(AO)除磷+多級(jí)缺氧好氧(MAO)強(qiáng)化脫氮組合而成的新工藝。4)IFASIFAS工藝是將附著生長(zhǎng)的生物膜法與懸浮生長(zhǎng)的活性污泥法結(jié)合的一種工藝(原理如下圖1-4所示)，具體即為在活性污泥工藝中投入懸浮填料，通過懸浮填料上的生物膜和懸浮的活性污泥共同去除水中的污染物，并且由于懸浮填料對(duì)氣泡的切割作用，可提高水中氧轉(zhuǎn)移效率，增強(qiáng)處理效果。此外，IFAS工藝通過曝氣擾動(dòng)、液體回流等方式，使填料懸浮在反應(yīng)器中，由于固定在填料上的生物量不增加活性污泥的混合液濃度，而且生物膜的生長(zhǎng)會(huì)降低系統(tǒng)SVI，因此下游沉淀池的性能不僅不會(huì)受到活性污泥反應(yīng)器內(nèi)固體負(fù)荷增加的負(fù)面影響，而且其性能會(huì)得以一定程度的提高。多級(jí)A/O工藝由于池容較小、運(yùn)行能耗較低且操作管理簡(jiǎn)便而相對(duì)CAST優(yōu)勢(shì)較為明顯，但是多段AO在工藝上沒有設(shè)置獨(dú)立的厭氧段，且污水井交替缺氧好氧后出水，從流程上沒有為聚磷菌提供適宜的生存環(huán)境，使工藝的生物除磷效果不佳；同時(shí)整體上呈現(xiàn)出推流的水力流態(tài)，易造成溶解氧分布不均、各反應(yīng)段受沖擊負(fù)荷能力較差等問題；且由前述可知，通過級(jí)數(shù)的變化池容減少有限。體現(xiàn)傳統(tǒng)AAO功能基礎(chǔ)上，充分結(jié)合JHB、多段AO和IFAS三種工藝優(yōu)勢(shì)(JHB的高效除磷；IFAS的占地面積小、提高活性污泥混合液濃度、污泥減量且能提高污泥沉降性能、不增加二沉池負(fù)荷、緩沖能力強(qiáng)；多段AO污泥濃度高、碳源利用充分、脫氮效率高、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、運(yùn)行費(fèi)用少、工程投資低等優(yōu)勢(shì))，對(duì)城鎮(zhèn)污水處理廠的原水進(jìn)行生化處理，以達(dá)到較優(yōu)的出水水質(zhì)。傳統(tǒng)的脫氮除磷技術(shù)雖然均有各自的特點(diǎn)，但這些技術(shù)均存在一定的缺陷，從而制約了工藝的高效性與穩(wěn)定性，而且很多的流程中包含多重污泥和混合液的回流，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，使得基建和運(yùn)行費(fèi)用大大提高。因此，仍然有必要進(jìn)一步進(jìn)行生物脫氮除磷的研發(fā)開發(fā)，不斷提高生物脫氮除磷的水平。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本專利技術(shù)的目的在于提供一種用于脫氮除磷的水體處理方法和系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題。本專利技術(shù)第一方面提供一種用于脫氮除磷的水體處理方法，包括如下步驟：(1)將至少部分的待處理水體與污泥混合進(jìn)行預(yù)缺氧處理，預(yù)缺氧處理中水體中的溶解氧濃度≤0.5mg/L；(2)將預(yù)缺氧處理所得水體進(jìn)行厭氧處理，厭氧處理中水體中的溶解氧濃度≤0.2mg/L；(3)對(duì)厭氧處理所得水體交替地進(jìn)行缺氧處理和好氧處理，交替次本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于脫氮除磷的水體處理方法，包括如下步驟：(1)將至少部分的待處理水體與污泥混合進(jìn)行預(yù)缺氧處理，預(yù)缺氧處理中水體中的溶解氧濃度≤0.5mg/L；(2)將預(yù)缺氧處理所得水體進(jìn)行厭氧處理，厭氧處理中水體中的溶解氧濃度≤0.2mg/L；(3)對(duì)厭氧處理所得水體交替地進(jìn)行缺氧處理和好氧處理，交替次數(shù)為一次以上，缺氧處理中水體中的溶解氧濃度≤0.5mg/L，好氧處理中反應(yīng)體系中的溶解氧濃度為2～4mg/L，至少部分次數(shù)的所述好氧處理中，處理時(shí)在水體中加入填料和/或在處理時(shí)引入至少部分的待處理水體；(4)對(duì)步驟(3)所得水體進(jìn)行脫氣處理，調(diào)節(jié)水體中的溶解氧濃度至0.2～0.5mg/L；(5)對(duì)脫氣處理所得水體進(jìn)行沉淀處理，沉淀所得的污泥至少一部分被回用于預(yù)缺氧處理。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于脫氮除磷的水體處理方法，包括如下步驟：(1)將至少部分的待處理水體與污泥混合進(jìn)行預(yù)缺氧處理，預(yù)缺氧處理中水體中的溶解氧濃度≤0.5mg/L；(2)將預(yù)缺氧處理所得水體進(jìn)行厭氧處理，厭氧處理中水體中的溶解氧濃度≤0.2mg/L；(3)對(duì)厭氧處理所得水體交替地進(jìn)行缺氧處理和好氧處理，交替次數(shù)為一次以上，缺氧處理中水體中的溶解氧濃度≤0.5mg/L，好氧處理中反應(yīng)體系中的溶解氧濃度為2～4mg/L，至少部分次數(shù)的所述好氧處理中，處理時(shí)在水體中加入填料和/或在處理時(shí)引入至少部分的待處理水體；(4)對(duì)步驟(3)所得水體進(jìn)行脫氣處理，調(diào)節(jié)水體中的溶解氧濃度至0.2～0.5mg/L；(5)對(duì)脫氣處理所得水體進(jìn)行沉淀處理，沉淀所得的污泥至少一部分被回用于預(yù)缺氧處理。2.如權(quán)利要求1所述的一種水體處理方法，其特征在于，還包括下列技術(shù)特征中的一種或多種：(A1)所述預(yù)缺氧處理中，污泥負(fù)荷為0.05～0.15kgBOD5/(kgMLSS.d)；(A2)所述預(yù)缺氧處理中，水體中污泥的濃度為8000～14000mg/L；(A3)所述預(yù)缺氧處理中，對(duì)水體進(jìn)行攪拌，優(yōu)選為潛水?dāng)嚢瑁瑑?yōu)選的攪拌強(qiáng)度為4～5W/m3；(A4)所述預(yù)缺氧處理中，水力停留時(shí)間為0.3～1h；(A5)所述預(yù)缺氧處理中，反應(yīng)體系中的溶解氧濃度為0.2～0.5mg/L。3.如權(quán)利要求1所述的一種水體處理方法，其特征在于，還包括下列技術(shù)特征中的一種或多種：(B1)所述厭氧處理中，對(duì)水體進(jìn)行攪拌，優(yōu)選為潛水?dāng)嚢瑁瑑?yōu)選的攪拌強(qiáng)度為4～5W/m3；(B2)所述厭氧處理中，水力停留時(shí)間為0.5～2h；(B3)所述厭氧處理中，將預(yù)缺氧處理所得水體與至少部分的待處理水體混合進(jìn)行厭氧處理；(B4)所述厭氧處理中，對(duì)預(yù)缺氧處理所得水體的上清液進(jìn)行厭氧處理。4.如權(quán)利要求1所述的一種水體處理方法，其特征在于，還包括下列技術(shù)特征中的一種或多種：(C1)所述缺氧處理中，對(duì)水體進(jìn)行攪拌，優(yōu)選為潛水?dāng)嚢瑁瑑?yōu)選的攪拌強(qiáng)度為1～3W/m3；(C2)所述缺氧處理中，水力停留時(shí)間為0.5～5h；(C3)所述缺氧處理中，水體的反硝化負(fù)荷值為0.03～0.06kgNO3-N/kgMLSS.d；(C4)所述缺氧處理中，溶解氧的濃度為0.2～0.5mg/L。5.如權(quán)利要求1所述的一種水體處理方法，其特征在于，還包括下列技術(shù)特征中的一種或多種：(D1)所述好氧處理中，對(duì)水體進(jìn)行曝氣攪拌，曝氣強(qiáng)度為4～6m3/m2.h；(D2)所述好氧處理中，水力停留時(shí)間為3.5～13h；(D3)所述好氧處理中，填料的材質(zhì)為高密度聚乙烯；(D4)所述好氧處理中，填料的堆積比重為94～98kg/m3；(D5)所述好氧處理中，填料的比表面積>500m2/m3；(D6)所述好氧處理中，按水體的行進(jìn)方向，填料位于水體的后4/5段；(D7)所述好氧處理中，填料位于懸浮填料區(qū)內(nèi)，優(yōu)選的，所述懸浮填料區(qū)由懸浮填料截留裝置構(gòu)成；(D8)所述好氧處理中，填料的充填比為30～60％。6.如權(quán)利要求1所述的一種水體處理方法，其特征在于，所述脫氣處理中，對(duì)水體進(jìn)行攪拌，優(yōu)選為潛水?dāng)嚢琛?.如權(quán)利要求1所述的一種水體處理方法，其特征在于，還包括下列技術(shù)特征中的一種或多種：(F1)所述沉淀處理中，沉淀所得的污泥50％以上被用于預(yù)缺氧處理，優(yōu)選的，對(duì)剩余的污泥進(jìn)行濃縮脫水處理；(F2)所述沉淀處理中，表面負(fù)荷約為0.7～1.8m3/m2.h；(F3)所述沉...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：桂新安，葉方清，盛倩，戴楊葉，洪士杰，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：上海中信水務(wù)產(chǎn)業(yè)有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：上海,31