[發明專利]啟動及穩定維持同步生物脫氮除磷系統中污泥微膨脹的方法

有效

• 申請號: 201210511316.8
• 申請日: 2012-12-03
• 公開（公告）號: CN103011408A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 彭永臻;楊雄;宋姬晨;王淑瑩;郭建華
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

技術領域

本發明涉及一種污水同步生物脫氮除磷的節能處理方法，尤其是啟動及穩定維持前置厭氧格和缺氧格的同步生物脫氮除磷系統中污泥微膨脹的方法，屬于生化法污水處理技術領域。本發明通過降低好氧格DO濃度、控制污泥的膨脹程度的方式來達到節省曝氣能耗及強化脫氮除磷效果的目的，適用于各種規模的城市污水處理廠及工業廢水處理廠。

背景技術

水與人類的生產生活密切相關，水資源污染的嚴重性已引起了世界各國的關注和重視。目前，世界各地污水處理廠的一個首要目標即脫氮除磷，防止氮磷元素超標引發水體富營養化的發生。污水處理行業發展至今，已涌現出很多新型的工藝能夠達到很好的脫氮除磷效果，如厭氧氨氧化、曝氣生物濾池等。雖然很多污水處理廠進行了升級改造，但是傳統的A/O、A²O仍然是污水處理廠的主流工藝。

前置厭氧格和缺氧格的同步生物脫氮除磷系統，即A/A/O或者A²O，具有構造簡單、操作復雜性小、運行管理方便、能夠同步實現生物脫氮除磷等特點，應用廣泛。同步生物脫氮除磷系統由于具備前置厭氧格，能起到厭氧選擇器的作用，原理上能夠抑制污泥膨脹的發生。但是引發污泥膨脹的原因錯綜復雜，進水負荷、DO、溫度、pH等條件的不合適都有可能導致污泥膨脹的發生，因此同步生物脫氮除磷系統中的污泥膨脹問題也屢有報道。污水處理廠一般采用提高曝氣量的方式來實現較好的硝化效果和防止污泥膨脹的發生。曝氣量大不僅使得硝化液回流及污泥回流中攜帶過多的溶解氧，影響到缺氧池和厭氧池的反硝化效果和釋磷效果，而且由于曝氣電能耗是污水廠運行最主要的成本支出，曝氣量大，勢必將大大增加污水處理廠的運營成本。

活性污泥是一個菌膠團菌與絲狀菌的共存體，絲狀菌在數量上占優勢便會導致污泥膨脹的發生。污泥膨脹最大的害處就是影響沉淀池的泥水分離效果，嚴重的污泥膨脹（SVI＞400?ml/g）會導致生化池脫氮除磷性能的惡化。但是據實踐運行結果證明，對于發生微膨脹的系統（150?ml/g＜SVI＜250?ml/g），不僅污泥的脫氮除磷效果不會受到影響，而且由于絲狀菌比表面積（A/V）大，能夠降解低濃度的有機物，使得系統的有機物去除能力提高。雖然微膨脹的污泥沉降性能較未膨脹的污泥略差，但由于二沉池的HRT一般較長，輕微的沉降性能惡化不會影響到二沉池的泥水分離效果。并且，絲狀菌的形態特性使得微膨脹的污泥網捕作用更加明顯，二沉池出水中懸浮物減少，水質更清澈。

此外，低DO條件下，受傳質的限制，污泥絮體內部更容易形成缺氧環境，在絮體外部發生硝化作用產生的硝化態氮進入到絮體內部通過反硝化作用轉化成N₂，實現氮的去除，這種效果稱為同步硝化反硝化（SND）。發生微膨脹的系統，由于好氧格DO較低，SND效果得到強化，出水的TN去除率得到提高。

發明內容

本發明綜合考慮污水處理廠曝氣量大、成本高的缺點及絲狀菌獨特的形態和生理特性，提供了一種啟動及穩定維持同步生物脫氮除磷系統中污泥微膨脹的方法，通過降低好氧格DO的方式獲得微膨脹的污泥，在節省曝氣量、保證良好的脫氮除磷效果的同時，提高二沉池的出水水質，達到節能高效處理污水的目的。

啟動及穩定維持同步生物脫氮除磷系統中污泥微膨脹的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：建立啟動及穩定維持同步生物脫氮除磷系統中污泥微膨脹的裝置，該裝置包括順次連接的進水池、進水泵、厭氧格、缺氧格、好氧格及二沉池，其特征在于：進水池與厭氧格之間通過進水泵及進水管路實現連通；1個厭氧格、2個缺氧格和5個好氧格分別由隔板隔開，隔板設有上下交錯的導水孔，防止發生短流；厭氧及缺氧格均安裝有攪拌器，各好氧格底部均設空氣管路及曝氣頭，空氣管路經氣體流量計、空氣閥與空氣壓縮機相連；每個好氧格中都放置DO探頭，DO探頭與DO儀相連，DO儀連接PLC控制平臺；好氧末格水面設有溢流堰，溢流堰管路經二沉池進水管連通二沉池，好氧末格還設有內回流管路經內回流泵與缺氧第一格連通，用于硝化液回流；二沉池為中進周出式，底部設有污泥管道，污泥管道分兩支，其中污泥回流管經污泥回流泵與厭氧格連通，用于回流污泥，剩余污泥管連接排泥閥，用于排放剩余污泥。