[发明专利]一种处理城市生活污水的双颗粒污泥一体化工艺

摘要

一种处理城市生活污水的双颗粒污泥一体化工艺。双颗粒污泥一体化厌氧氨氧化工艺属于污水处理领域。城市污水首先进入前段高负荷好氧颗粒污泥序批式反应器发生厌氧释磷、好氧吸磷反应，将磷和有机物污染物富集在微生物体内通过排泥去除；去除有机物和磷以后的污水进入后段一体化厌氧氨氧化颗粒污泥序批式反应器，同时发生短程硝化‑厌氧氨氧化反应，实现自养脱氮；本方法采用双颗粒污泥系统，提高了反应器污泥浓度和容积负荷，减小了反应器体积，缩短了反应时间同时避免了厌氧氨氧化菌的流失和溶解氧的抑制。在高效生物除磷的同时将污水中的有机物富集到污泥中用于厌氧产甲烷，促进了污水中能量的回收，同时通过自养脱氮降低了污水处理运行能耗。

主权项

1.双颗粒污泥一体化厌氧氨氧化自养脱氮工艺，应用如下装置，具体如下：设置有好氧颗粒污泥序批式反应器(1)；该反应器设置有进水水箱(1‑1)、进水泵(1‑2)、反应器壳体(1‑6)通过管道相连接；并设置有排泥管(1‑7)、搅拌机(1‑8)、第一排水电磁阀(1‑9)以及时控开关组(1‑10)；时控开关组(1‑10)分别控制搅拌机(1‑8)、进水泵(1‑2)、曝气泵(1‑3)、第一排水电磁阀(1‑9)；好氧颗粒污泥反应器(1)的曝气设备由与曝气泵(1‑3)相连接的转子流量计(1‑4)和曝气砂头(1‑5)组成；原水由进水水箱(1‑1)通过进水泵(1‑2)进入好氧颗粒污泥序批式反应器(1)，反应90min，用于污水除碳除磷；设置有一体化厌氧氨氧化颗粒污泥序批式反应器(2)；该反应器设置有中间水箱(2‑1)以及与中间水箱(2‑1)相连接的进水泵(2‑2)、反应器壳体(2‑6)；曝气泵(2‑3)与转子流量计(2‑4)、曝气砂头(2‑5)相连接；在距反应器底部容积1/4处设置有排水口(2‑7)和第二排水电磁阀(2‑8)；时控开关组(2‑10)设置有4个时控开关，分别控制进水泵(2‑2)、曝气泵(2‑3)、第二排水电磁阀(2‑8)和搅拌机(2‑11)、；设置有pH、DO、温度在线监测设备(2‑12)以及NH4+‑N、NO3‑‑N在线监测设备(2‑13)；好氧颗粒污泥序批式反应器(1)的出水进入中间水箱(2‑1)，由进水泵(2‑2)泵入一体化厌氧氨氧化颗粒污泥序批式反应器(2)，通过短程硝化‑厌氧氨氧化工艺自养脱氮；其特征在于：好氧颗粒污泥序批式反应器(1)的启动：好氧颗粒污泥序批式反应器(1)接种城市生活污水处理厂新鲜回流污泥，接种后反应器内污泥浓度4～5g/L，进水采用污水处理厂初沉池出水；接种后好氧颗粒污泥序批式反应器(1)运行方式为：进水10min，搅拌30min，曝气150min，沉淀20min，排水10min，闲置20min每天运行6个周期；反应器运行7～10天之后改变运行方式为：进水10min、搅拌30min，每天曝气和沉淀时间比前一天分别缩短5min和1.5min，排水2min，每天运行6个周期，闲置时间相应延长；改变运行方式12～15天后好氧颗粒污泥序批式反应器(1)形成颗粒污泥，好氧颗粒污泥序批式反应器(1)启动成功；好氧颗粒污泥序批式反应器(1)的稳定运行：其运行方式为：反应周期144min，其中进水10min、搅拌30min、曝气90min、沉淀2min、排水2min、闲置10min，排水比3/4，每天运行10个周期；控制溶解氧在6～8mg/L；好氧颗粒污泥序批式反应器(1)的污泥浓度达到8g/L以上时开始排泥，污泥龄控制为3～4d，污泥浓度控制在8～10g/L；一体化厌氧氨氧化颗粒污泥序批式反应器(2)运行方式：接种一体化厌氧氨氧化颗粒污泥，进水采用好氧颗粒污泥序批式反应器(1)的出水；一体化厌氧氨氧化颗粒污泥序批式反应器(2)的溶解氧控制在0.1～0.3mg/L，污泥浓度3～4g/L，水力停留时间10h，污泥龄控制在60d以上；一体化厌氧氨氧化颗粒污泥序批式反应器(2)每个周期运行8h，其中进水10min、搅拌30min；曝气270min，然后采用间歇曝气，其中间歇曝气方式为：搅拌15min接着曝气9min为一次循环，循环共重复5次；最后沉淀2min，排水5min，闲置43min；排水比3/4，每天运行3个周期；一体化厌氧氨氧化颗粒污泥序批式反应器(2)的调控：反应过程中在线监测一体化厌氧氨氧化颗粒污泥序批式反应器(2)的pH、DO、温度，当进水温度低于15℃时，需要采用加热设备控制反应器温度在20℃～25℃之间，进水pH低于7以下或反应末出水pH低于6.5时，需要通过投加NaHCO3保证反应器内pH维持在7～8之间；在线监测一体化厌氧氨氧化颗粒污泥序批式反应器(2)的进出水NH4+‑N质量浓度变化；当进水NH4+‑N质量浓度发生波动时其控制策略应该进行调整：进水NH4+‑N质量浓度低于30mg/L时，需要降低曝气量将溶解氧控制在0.2mg/L以下；当进水NH4+‑N质量浓度高于60mg/L时一体化厌氧氨氧化颗粒污泥序批式反应器(2)控制策略调整为：进水10min、搅拌30min、曝气390min，最后沉淀2min，排水5min，闲置43min；一体化厌氧氨氧化颗粒污泥序批式反应器(2)破坏恢复策略：在线监测一体化厌氧氨氧化颗粒污泥序批式反应器(2)的出水NO3‑‑N质量浓度变化，当每周期出水NO3‑‑N质量浓度相对进出水NH4+‑N质量浓度差的比例高于0.25时，一体化厌氧氨氧化颗粒污泥序批式反应器(2)破坏，需要通过降低曝气量控制溶解氧在0.2mg/L以下，同时从破坏周期起每三个周期向一体化厌氧氨氧化颗粒污泥序批式反应器(2)内投加NaNO2作为恢复策略，其投加量为混合后一体化厌氧氨氧化颗粒污泥序批式反应器(2)内的NO2‑‑N质量浓度为20～25mg/L，通过体积比20％的稀盐酸调节一体化厌氧氨氧化颗粒污泥序批式反应器(2)内的pH＝6.5～7.0，搅拌360min之后沉淀排水，最后加入自来水淘洗污泥2次，用于抑制硝化细菌的增长；当每周期出水NO3‑‑N质量浓度相对进出水NH4+‑N质量浓度差的比例低于0.11以下时一体化厌氧氨氧化颗粒污泥序批式反应器(2)的运行方式恢复为：进水10min、搅拌30min；曝气270min然后采用间歇曝气，间歇曝气方式为：搅拌15min接着曝气9min为一次循环，循环共重复5次；最后沉淀2min，排水5min，闲置43min。