一种具有生物选择功能的侧流强化生物脱氮除磷工艺

专利2025-06-19  24


本发明属于环境保护和市政工程,具体涉及一种具有生物选择功能的侧流强化生物脱氮除磷工艺。


背景技术:

1、传统污水生物脱氮除磷工艺一般由按不同顺序组合的厌氧池、缺氧池和好氧池组成。由于生物脱氮和生物除磷过程在微生物种类和增殖环境方面的差异,并存在对碳源的竞争,传统生物脱氮除磷工艺在污泥龄、溶解氧、碳源等方面存在难以调和的矛盾。在好氧条件下,生活污水中的氨氮(nh3-n)被氨氧化细菌(aob)和亚硝酸盐氧化细菌(nob)氧化为no2--n和no3--n。在缺氧条件下,好氧条件下生成的no3--n被反硝化细菌利用污水中的电子供体还原为n2,实现反硝化过程。

2、在厌氧条件下聚磷菌通过分解体内的糖原和聚磷(pp)获得能量,将胞外小分子有机物吸收入体内贮存的同时将分解的pp排出胞外,实现厌氧释磷;好氧时,聚磷菌通过分解胞内贮存有机物获得能量,将水体中的磷过量吸收至细胞内部,实现好氧聚磷过程。最终,通过剩余污泥排放,实现生物除磷。特殊地,反硝化聚磷菌可以利用no3--n或no2--n代替氧气(o2)氧化胞内有机物的同时,实现反硝化聚磷过程,在脱氮的同时完成聚磷过程,避免传统脱氮除磷过程存在的矛盾。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种具有生物选择功能的侧流强化生物脱氮除磷工艺,以解决现有污水过程难以实现同步高效除磷脱氮这一技术难题。

2、为实现上述目的,本发明采用如下技术方案予以实现:

3、第一方面,本发明提供一种具有生物选择功能的侧流强化生物脱氮除磷装置,包括侧流池、处理池和二沉池,所述处理池的入口与污水进水管相连,所述处理池的出口与二沉池的入口相连,所述处理池包括按任意顺序串联的厌氧池、缺氧池和好氧池,所述二沉池的污泥出口与厌氧池的污泥入口相连,所述厌氧池的出口与侧流池的入口相连,所述侧流池的出口与缺氧池的入口相连,所述侧流池中还设有投料通道,当侧流池内no2--n浓度低于第一阈值时通过投料通道向侧流池中补充no2--n;

4、所述厌氧池、缺氧池和好氧池内存在一定浓度的活性污泥。

5、本发明的进一步改进在于:所述活性污泥内包括但不限于聚磷菌、聚磷反硝化菌、发酵聚磷菌和反硝化菌。

6、本发明的进一步改进在于:所述侧流池内设有搅拌装置。

7、本发明的进一步改进在于:所述搅拌装置的功率与侧流池容积按照2w/m3~5w/m3进行设置。

8、本发明的进一步改进在于:所述侧流池中设有no2--n浓度探测器,所述no2--n浓度探测器用于获取侧流池内的no2--n。

9、本发明的进一步改进在于:所述厌氧池内的厌氧池混合溶液采用重力自流或污泥泵提升的方法通入侧流池。

10、第二方面,本发明提供一种具有生物选择功能的侧流强化生物脱氮除磷装置,包括以下步骤:

11、连续的向处理池中注入污水,同时,将厌氧池中的混合溶液通入侧流池中;

12、向侧流池内加入亚硝酸钠,控制侧流池内no2--n浓度∈[第一阈值,第二阈值],厌氧池内活性污泥将亚硝酸钠反硝化生成no,提高侧流池混合液的no浓度,经过第一预设时间将侧流池混合液注入缺氧池中;

13、通过提高no浓度的侧流池混合液提高缺氧池内的聚磷反硝化菌丰度,通过聚磷反硝化菌进行聚磷反硝化过程和除磷过程;

14、通过提高no浓度的侧流池混合液抑制亚硝酸盐氧化菌活性,提高好氧池内氨氧化细菌活性,通过氨氧化细菌进行短程硝化反硝化过程;

15、处理池的出口与二沉池的入口相连,将处理后的泥水混合液注入二沉池中,沉淀至固液分离,将上层上清液排出,下层沉淀污泥回流至厌氧池中。

16、本发明的进一步改进在于:所述第一阈值为10mg/l,所述第二阈值为100mg/l。

17、本发明的进一步改进在于:所述第一预设时间为2h~24h。

18、本发明的进一步改进在于:所述侧流池内厌氧池混合溶液的通入量为污水注入量的1%~30%。

19、与现有技术相比,本发明至少包括以下有益效果:

20、本发明通过在主流工艺之外增加一个具有一定水力停留时间的侧流池,并将厌氧池的混合液引入侧流池,并通过设置投料通道向侧流池中补充no2--n,产生高浓度的no,实现对活性污泥中的聚磷反硝化菌和氨氧化细菌的定向选择富集后,将侧流池混合液回注至主流工艺缺氧池,强化主流工艺的短程硝化反硝化过程和聚磷反硝化过程。

21、本发明通过控制no2--n浓度介于10mg/l~100mg/l实现最优的富集效果。本发明在缓解生物脱氮和生物除磷过程对碳源的竞争具有明显优势;此外,相比于向系统中加入碳源和除磷药剂,仅加入少量亚硝酸钠,可以大幅度降低工艺的药剂费用。加之,能够将全程硝化部分控制在短程硝化以及以聚磷反硝化途径去除部分磷和氮素,曝气过程消耗的电能也能得到一定程度地节省。最后,由于减少了碳源的投加量,降低了异养菌产量,剩余污泥的产生量和排放量也会随之减少,污泥处理和处置费用也会降低。



技术特征:

1.一种具有生物选择功能的侧流强化生物脱氮除磷装置,其特征在于,包括侧流池、处理池和二沉池,所述处理池的入口与污水进水管相连,所述处理池的出口与二沉池的入口相连,所述处理池包括按任意顺序串联的厌氧池、缺氧池和好氧池,所述二沉池的污泥出口与厌氧池的污泥入口相连,所述厌氧池的出口与侧流池的入口相连,所述侧流池的出口与缺氧池的入口相连,所述侧流池中还设有投料通道,当侧流池内no2--n浓度低于第一阈值时通过投料通道向侧流池中补充no2--n;

2.根据权利要求1所述的一种具有生物选择功能的侧流强化生物脱氮除磷装置,其特征在于,所述活性污泥内包括但不限于聚磷菌、聚磷反硝化菌、发酵聚磷菌和反硝化菌。

3.根据权利要求1所述的一种具有生物选择功能的侧流强化生物脱氮除磷装置,其特征在于,所述侧流池内设有搅拌装置。

4.根据权利要求3所述的一种具有生物选择功能的侧流强化生物脱氮除磷装置,其特征在于,所述搅拌装置的功率与侧流池容积按照2w/m3~5w/m3进行设置。

5.根据权利要求1所述的一种具有生物选择功能的侧流强化生物脱氮除磷装置,其特征在于,所述侧流池中设有no2--n浓度探测器,所述no2--n浓度探测器用于获取侧流池内的no2--n。

6.根据权利要求1所述的一种具有生物选择功能的侧流强化生物脱氮除磷装置,其特征在于,所述厌氧池内的厌氧池混合溶液采用重力自流或污泥泵提升的方法通入侧流池。

7.一种具有生物选择功能的侧流强化生物脱氮除磷工艺,基于权利要求1~6中任一项所述的一种具有生物选择功能的侧流强化生物脱氮除磷装置,其特征在于,包括以下步骤:

8.根据权利要求7所述的一种具有生物选择功能的侧流强化生物脱氮除磷工艺,其特征在于,所述第一阈值为10mg/l,所述第二阈值为100mg/l。

9.根据权利要求7所述的一种具有生物选择功能的侧流强化生物脱氮除磷工艺,其特征在于,所述第一预设时间为2h~24h。

10.根据权利要求7所述的一种具有生物选择功能的侧流强化生物脱氮除磷工艺,其特征在于,所述侧流池内厌氧池混合溶液的通入量为污水注入量的1%~30%。


技术总结
本发明属于环境保护和市政工程技术领域,具体涉及一种具有生物选择功能的侧流强化生物脱氮除磷工艺。包括:注入污水,将厌氧池混合溶液通入侧流池;向侧流池内加入亚硝酸钠,控制侧流池内NO<subgt;2</subgt;<supgt;‑</supgt;‑N浓度∈[第一阈值,第二阈值],厌氧池内活性污泥由亚硝酸钠生成NO,提高NO浓度;高浓度NO提高缺氧池内聚磷反硝化菌丰度,进行聚磷反硝化过程,实现同步脱氮除磷;高浓度NO抑制活性污泥中的亚硝酸盐氧化菌活性,在好氧池进行短程硝化过程;将处理池内泥水混合液注入二沉池,沉淀至固液分离,将上清液排出,沉淀污泥回流至厌氧池中。本发明可以实现对氨氧化细菌和聚磷反硝化菌的定向富集,强化污水生物处理工艺中短程硝化反硝化过程和聚磷反硝化过程,提高工艺的脱氮除磷效果。

技术研发人员:吴沛,赵剑强,胡博,杨文娟
受保护的技术使用者:长安大学
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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