单污泥反硝化除磷脱氮装置及方法.pdf

单污泥反硝化除磷脱氮装置及方法是环境工程中的污水处理工程技术，尤其是适用于城市污水和生活污水的除磷脱氮处理，该装置由内源反硝化单元(1)、释磷单元(2)、反硝化除磷单元(3)、反硝化单元(4)、好氧单元(5)和污泥沉淀单元(6)顺序串联连接所组成；其方法是：自污泥沉淀单元(6)的回流污泥由污泥回流泵(7)提升经污泥回流管(8)进入内源反硝化单元(1)，进水由进水泵(9)提升分别经释磷进水管(10)、反硝化进水管(11)进入释磷单元(2)和反硝化单元(4)，好氧单元(5)末端污泥混合液由混合液回流泵(12)提升分别经反硝化除磷回流管(13)、反硝化回流管(14)进入反硝化除磷单元(3)和反硝化单元(4)。

1、  一种单污泥反硝化除磷脱氮装置，其特征在于该装置由内源反硝化单元(1)、释磷单元(2)、反硝化除磷单元(3)、反硝化单元(4)、好氧单元(5)和污泥沉淀单元(6)顺序串联连接所组成；在污泥沉淀单元(6)的输出端分别连接有污泥回流泵(7)和出水管(15)，污泥回流泵(7)的输出端通过污泥回流管(8)连接内源反硝化单元(1)的输入端，混合液回流泵(12)的输入端接好氧单元(5)的输出端，混合液回流泵(12)的输出端分别通过反硝化除磷回流管(13)与反硝化除磷单元(3)连接，通过反硝化回流管(14)与反硝化单元(4)连接，进水泵(9)分别通过释磷进水管(10)与释磷单元(2)连接，通过反硝化进水管(11)与反硝化单元(4)连接。

2、  一种如权利要求1所述的单污泥反硝化除磷脱氮装置的反硝化除磷脱氮方法，其特征在于：自污泥沉淀单元(6)的回流污泥由污泥回流泵(7)提升经污泥回流管(8)进入内源反硝化单元(1)，进水由进水泵(9)提升分别经释磷进水管(10)、反硝化进水管(11)进入释磷单元(2)和反硝化单元(4)，好氧单元(5)末端污泥混合液由混合液回流泵(12)提升分别经反硝化除磷回流管(13)、反硝化回流管(14)进入反硝化除磷单元(3)和反硝化单元(4)；
在内源反硝化单元(1)回流污泥利用自有代谢残余物完成内源反硝化；在释磷单元(2)中经释磷进水管(10)的进水与活性污泥进行充分混合接触，实现磷的有效释放；释放磷后的污泥混合液进入反硝化除磷单元(3)，与经反硝化除磷回流管(13)回流的混合液接触，完成反硝化除磷；然后顺序流入反硝化单元(4)与经反硝化进水管(11)的进水以及经反硝化回流管(14)回流的混合液进行混合，完成脱氮过程；脱氮后的污泥混合液流入好氧单元(5)完成有机物的好氧降解、硝化和剩余磷吸收过程，随后污泥混合液流入污泥沉淀单元(6)进行泥水分离，澄清后的上清液由出水管(15)排出。

单污泥反硝化除磷脱氮装置及方法
技术领域
本发明是环境工程中的污水处理工程技术，尤其是适用于城市污水和生活污水的除磷脱氮处理，属于环境保护的技术领域。
技术背景
由于我国现有污水处理技术难以有效除磷脱氮，点源污染排放的氮磷污染没有从根本上控制住，湖(库)富营养化问题日趋严重，7大水系也存在氮类污染物超标的问题。水体中氮磷污染主要来源于生活污水和农业面源污染，其中生活污水则是许多水体的主要污染源。我国《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)对排放污水中氮磷指标做了严格限定，并于2003年7月正式实施。但是由于我国的城市污水处理中多数存在C/N较低的问题，目前应用的A²/O、SBR、氧化沟等工艺均难以有效协调除磷和脱氮的矛盾，目前多数城市污水处理厂存在总氮和总磷难以稳定达标的问题。
因此，开发适应污水低C/N值、运行稳定、具有节能效应的污水处理工艺，提高除磷脱氮效率，对促进污水处理事业的发展、提高水环境质量具有重大意义。
发明内容
技术问题：本发明的目的是提供一种既满足新建污水处理厂需要，又满足原有污水处理厂除磷脱氮升级改造的单污泥反硝化除磷脱氮装置及方法。
技术方案：本发明是在单污泥活性污泥系统中实现不同处理单元的有效组合，通过控制不同单元运行方式和状态实现有效的反硝化除磷单元，利用共同的碳源同时实现除磷和脱氮过程，有效协调除磷和脱氮的矛盾。为实现该过程需要将污泥沉淀单元的回流污泥进行内源反硝化，以保证后续厌氧释磷单元有效的磷释放和聚β羟基丁酸盐等高分子物质的有效合成，满足后续反硝化除磷单元能量和有机物供给。经过反硝化除磷后残存的硝态氮在反硝化单元进一步反硝化，残存的磷酸盐在好氧单元进一步吸收去除。
单污泥反硝化除磷脱氮装置由内源反硝化单元、释磷单元、反硝化除磷单元、反硝化单元、好氧单元和污泥沉淀单元顺序串联连接所组成；在污泥沉淀单元的输出端分别连接有污泥回流泵和出水管，污泥回流泵的输出端通过污泥回流管连接内源反硝化单元的输入端，混合液回流泵的输入端接好氧单元的输出端，混合液回流泵的输出端分别通过反硝化除磷回流管与反硝化除磷单元连接，通过反硝化回流管与反硝化单元连接，进水泵分别通过释磷进水管与释磷单元连接，通过反硝化进水管与反硝化单元连接。
自污泥沉淀单元的回流污泥由污泥回流泵提升经污泥回流管进入内源反硝化单元，进水由进水泵提升分别经释磷进水管、反硝化进水管进入释磷单元和反硝化单元，好氧单元末端污泥混合液由混合液回流泵提升分别经反硝化除磷回流管、反硝化回流管进入反硝化除磷单元和反硝化单元；
在内源反硝化单元回流污泥利用自有代谢残余物完成内源反硝化；在释磷单元中经释磷进水管的进水与活性污泥进行充分混合接触，实现磷的有效释放；释放磷后的污泥混合液进入反硝化除磷单元，与经反硝化除磷回流管回流的混合液接触，完成反硝化除磷；然后顺序流入反硝化单元与经反硝化进水管的进水以及经反硝化回流管回流的混合液进行混合，完成脱氮过程；脱氮后的污泥混合液流入好氧单元完成有机物的好氧降解、硝化和剩余磷吸收过程，随后污泥混合液流入污泥沉淀单元进行泥水分离，澄清后的上清液由出水管排出。
有益效果：本发明具有下述特点：
(1)该方法能保证有效的厌氧释磷单元和反硝化除磷单元，利用共同的碳源完成除磷和脱氮过程，协调了除磷和脱氮的矛盾。
(2)该方法所有的处理单元中的污泥是循环流动的，泥龄和污泥的组成完全一致。
(3)该方法中的污泥回流先经历一个内源反硝化阶段，减少污泥回流带来的硝态氮对厌氧释磷过程的冲击。
(4)该方法的进水分两点进行，分别满足厌氧释磷和反硝化过程对碳源的需求。
(5)该方法好氧单元的混合液回流分两点进行，反硝化除磷单元的混合液回流满足反硝化除磷过程对硝态氮的需求，反硝化单元的混合液回流保证有效的脱氮。
附图说明
下面结合附图对本发明进行进一步说明。
图1是本发明单污泥反硝化除磷脱氮装置的示意图。
其中有：内源反硝化单元1，释磷单元2，反硝化除磷单元3，反硝化单元4，好氧单元5，污泥沉淀单元6，污泥回流泵7，污泥回流管8，进水泵9，释磷进水管10，反硝化进水管11，混合液回流泵12，反硝化除磷回流管13，反硝化回流管14，出水管15。
具体实施方式
本发明的单污泥反硝化除磷脱氮装置由内源反硝化单元1、释磷单元2、反硝化除磷单元3、反硝化单元4、好氧单元5和污泥沉淀单元6顺序串联连接所组成；在污泥沉淀单元6的输出端分别连接有污泥回流泵7和出水管15，污泥回流泵7的输出端通过污泥回流管8连接内源反硝化单元1的输入端，混合液回流泵12的输入端接好氧单元5的输出端，混合液回流泵12的输出端分别通过反硝化除磷回流管13与反硝化除磷单元3连接，通过反硝化回流管14与反硝化单元4连接，进水泵9分别通过释磷进水管10与释磷单元2连接，通过反硝化进水管11与反硝化单元4连接。
单污泥反硝化除磷脱氮装置的反硝化除磷脱氮方法是：自污泥沉淀单元6的回流污泥由污泥回流泵7提升经污泥回流管8进入内源反硝化单元1，进水由进水泵9提升分别经释磷进水管10、反硝化进水管11进入释磷单元2和反硝化单元4，好氧单元5末端污泥混合液由混合液回流泵12提升分别经反硝化除磷回流管13、反硝化回流管14进入反硝化除磷单元3和反硝化单元4；
在内源反硝化单元1回流污泥利用自有代谢残余物完成内源反硝化；在释磷单元2中经释磷进水管10的进水与活性污泥进行充分混合接触，实现磷的有效释放；释放磷后的污泥混合液进入反硝化除磷单元3，与经反硝化除磷回流管13回流的混合液接触，完成反硝化除磷；然后顺序流入反硝化单元4与经反硝化进水管11的进水以及经反硝化回流管14回流的混合液进行混合，完成脱氮过程；脱氮后的污泥混合液流入好氧单元5完成有机物的好氧降解、硝化和剩余磷吸收过程，随后污泥混合液流入污泥沉淀单元6进行泥水分离，澄清后的上清液由出水管15排出。