以下结合附图和实施例对《一种城市污水改良A2/O强化脱氮除磷处理装置及工艺》作进一步说明,但该发明所要求保护的范围并不局限于具体实施方式中所描述的范围。
如图1所示,城市污水改良A2/O—强化同步脱氮除磷装置包括依次连接的厌氧池、第一缺氧池A、第二缺氧池B、好氧池和辐流式沉淀池(沉淀池);厌氧池采用水利搅拌,第一缺氧池A和第二缺氧池B底部分别设有少量曝气头,好氧池底部布设有大量曝气头,厌氧池通过管道和缺氧混合液回流泵与第二缺氧池B连接,好氧池通过管道和硝化混合液回流泵与第一缺氧池A连接,沉淀池通过管道和出水泵与好氧池连接;厌氧池、第一缺氧池A和第二缺氧池B、好氧池设置在同一壳体内,通过隔板分隔形成。缺氧池隔成前后两个池,分别为第一缺氧池A和第二缺氧池B。
如图1,其中厌氧池在首端,第一缺氧池A在厌氧池后,回流污泥管将厌氧区和沉淀池连通,硝化混合液回流泵将第一缺氧池A和好氧池连通。通过隔板调整厌氧池、缺氧池和好氧池的体积比。
如图6所示,辐流式沉淀池包括池体、中心进水管1、进水喇叭口2、反射板3、集泥管4、出水管5、出水堰6、集泥斗7、混凝沉淀区8、水泵9、污泥回流管10、剩余污泥管11、斜板12、排泥管,所述沉淀池池体中心部位设有中心进水管1,中心进水管1的出水端位于池体的中心部位,与池体左右两侧的距离均为1.3米,与池体底部的距离为1.5米,中心进水管1的进水端接在好氧池出水管,中心进水管1出水端连接进水喇叭口2,中心进水管1出水端连接的进水喇叭口2正下方30厘米处用铁丝水平固定反射板3,沉淀池池体下方四周装有斜板12,斜板12与池体底部夹角55度;紧邻一侧斜板12内壁处设有污水回流管10,中心进水管1与设置在沉淀池体外部的污水处理池处理管连接,出水堰6位于池体上部且与设置于池体内壁上的出水管5连接;池体底部由斜板12围成集泥斗7,污泥回流管10进泥端插入集泥斗7内部,污泥回流管上有数个小孔。沉淀池池底设置排泥口,位于沉淀池底部的中心,与沉淀池池底距离20厘米,排泥口连接排泥管进泥口,排泥管将污泥排出后,污泥再进行后续处理工艺,如污泥脱水等。
沉淀池工作原理:污水从中心进水管1进入池体中,然后从进水管1流入沉淀池中,污水从中心管出来后遇到反射板3,污水反弹,然后往上回流,在往上回流的过程中与沉淀下来的污泥相混合,使菌胶团更好的絮凝,加快了沉淀,污泥从四周沿着斜板下沉,在两侧斜板12的较长的颗粒沉降距离条件下,可以实现将不易沉淀的絮状污泥的有效截留;污泥沉淀到集泥斗7,然后经过水泵9抽走一部分回流到厌氧池,一部分剩余污泥通过池体底部排泥管排放。
该实例的装置工作时,城市污水和接种污泥以及回流污泥首先进入厌氧池释磷,再依次进入第一缺氧池A和第二缺氧池B,在第一缺氧池A中反硝化菌利用城市污水中的含碳有机物作为碳源对回流污泥中的硝酸盐进行反硝化,好氧池硝化混合液回流至第一缺氧池A,对其中的硝酸盐进行反硝化,并可减少回流污泥中的硝酸盐的含量,缓解聚磷菌和反硝化菌的竞争关系;然后城市污水进入好氧池,在好氧池的活性污泥中硝化细菌作用下,进行硝化吸磷。由于将缺氧池一分为二,既提高了脱氮效率,也在很大程度上降低硝酸盐对厌氧池的干扰,从而提高了除磷效率。然后城市污水进入沉淀池,经泥水分离后,污泥按体积比的60%~80%的比例回流到厌氧区,剩余污泥排出;出水从沉淀池排出。回流污泥系统将厌氧池和辐流式沉淀池连通,可以保证硝化反应的良好运行;硝化混合液回流系统将第一缺氧池A和好氧池连通,可以起到提高好氧池混合效率,进而提高氧利用效率。
该装置及工艺作为对传统A2/O工艺的改良,以期在不增加反应器体积的前提下,加强反硝化细菌在厌氧池的作用时间,缓解聚磷菌与反硝化细菌在缺氧区的竞争关系,进一步加强脱氮除磷的作用,并且充分利用了进水的碱度,加强反硝化细菌的作用。
城市污水改良A2/O—强化同步脱氮除磷装置为钢板质地,设计处理水量5~8立方米/小时,整个处理池体积为50立方米,总长为10米,宽为2.5米,高为2.5米,有效水深为2米,反应池通过隔板分为厌氧池、第一缺氧池A和第二缺氧池B、好氧池,其中厌氧池安装水泵,第一缺氧池A和第二缺氧池B池底均装有少量曝气头。好氧池底部设有大量(相对缺氧池)曝气头,可以通过阀门控制曝气量,好氧池中装有在线溶解氧测定仪,在好氧池末端装有硝化混合液回流管。通过隔板调整厌氧池、缺氧池和好氧池的体积比。系统末端是方形辐流式平流沉淀池,有效体积10.88立方米,底部有排泥管和污泥回流管。根据实际运行混合液回流和污泥回流流量均采取阀门和流量计控制,多余流量部分由支管分别返回好氧池末端和沉淀池。进水由潜水泵直接从沉砂池抽取,通过阀门和流量计来进行流量控制。出水从沉淀池排出。
城市污水混合粪便污水的平均氨氮浓度为28.50毫克/升,平均进水总氮浓度为在34.43毫克/升,平均进水总磷浓度为2.42毫克/升,平均进水COD浓度为160.73毫克/升。分别考察各个因素,改良A2/O—强化同步脱氮除磷的处理工艺的效果,考察时间为5天。单因素实验结果如下:
(1)当V厌氧:V缺氧:V好氧体积比为1:2:7,三个反应池的平均水力停留时间HRT=9小时,污泥回流比r为75%,硝化液回流比R为200%,缺氧混合液回流比R1为150%时,氨氮平均去除率是96.47%;总氮平均去除率31.62%;总磷平均去除率为67.63%;COD平均去除率为82.47%。
(2)当V厌氧:V缺氧:V好氧体积比为1:2.3:6.7,三个反应池的平均水力停留时间HRT=9小时,污泥回流比r为75%,硝化液回流比R为200%,缺氧混合液回流比R1为150%时,氨氮平均去除率为94.23%;总氮平均去除率为32.55%;总磷平均去除率为67.59%;COD平均去除率为74.16%。
(3)当V厌氧:V缺氧:V好氧体积比为1:2.6:6.4,三个反应池的平均水力停留时间HRT=9小时,污泥回流r比为75%,硝化液回流比R为200%,缺氧混合液回流比R1为150%时,氨氮平均去除率为92.32%;总氮平均去除率为43.52%;总磷平均去除率为88.38%;COD平均去除率为78.82%。
(4)当V厌氧:V缺氧:V好氧体积比为1:2.9:6.1,三个反应池的平均水力停留时间HRT=9小时,污泥回流比r为75%,硝化液回流比R为200%,缺氧混合液回流比R1为150%时,氨氮平均去除率为88.05%;总氮平均去除率为43.29%;总磷平均去除率为77.75%;COD平均去除率为78.07%。
根据以上单因素实验考察城市污水改良A2/O—强化同步脱氮除磷的处理工艺的实施结果,采用V厌氧:V缺氧:V好氧体积比为1:2.6:6.4;三个反应池的平均水力停留时间HRT=9小时;硝化混合液的回流比R为200%;缺氧混合液回流比R1为150%,将这四种条件综合应用,考察了改良A2/O—强化同步脱氮除磷的处理工艺的实施效果。反应周期为30天。
1、COD的去除效果
由附图2可以看出改良A2/O—强化同步脱氮除磷的处理工艺对COD有很好的去除效果。进入中试装置的城市污水COD浓度变化较大,而且总体上进水COD浓度比较低。出水COD浓度也比较低,说明有机污染物已经被充分利用。平均进水COD在185.65毫克/升左右,而平均出水COD一般在40毫克/升左右。COD去除率最高可达88.46%,平均去除率可达78.82%。COD是污水处理工艺中微生物生长的碳源,在进行污水的脱氮除磷作用时,反硝化脱氮菌属于异养型兼性厌氧菌,在无氧条件时,以有机碳为电子供体和营养源进行反硝化反应。而实现除磷作用的聚磷菌需要主动吸收由厌氧发酵产酸菌转化水中有机物成为的乙酸苷,这也会消耗碳源。同时微生物的生长也需要消耗污水中的有机物转化成自身细胞的组成部分。
2、氨氮和总氮的去除效果
由附图3和附图4可以看出,进入中试装置的城市污水总体上总氮浓度比较低,其中,进水最低TN浓度在26.83毫克/升以上,进水最高TN浓度在77.91毫克/升,平均进水TN浓度在39.14毫克/升,经过微生物的反硝化脱氮作用,出水总氮一般在25毫克/升以下,出水最低浓度为12.95毫克/升,出水最高浓度为33.70毫克/升,平均为21.89毫克/升,平均进水氨氮浓度为31.83毫克/升,进水最高氨氮浓度在48.6毫克/升,进水最低氨氮浓度为17.86毫克/升,平均出水氨氮浓度为2.38毫克/升,出水最高氨氮浓度为9.07毫克/升,出水最低氨氮浓度0.87毫克/升。在排放标准范围以内,主要是由于系统具有高效稳定的硝化效果,保证了装置的脱氮效果。
3、总磷的去除效果
由附图5可以看出,可以看出改良A2/O—强化同步脱氮除磷的处理工艺对总磷有很好的去除效果。进入总磷浓度的波动比较大。其中进水TP最低浓度1.26毫克/升,最高浓度在4.92毫克/升,平均浓度为2.71毫克/升,经过微生物的除磷作用,出水T-P一般在0.5毫克/升以下,平均为0.43毫克/升。T-P去除率在75%以上,最高可达92.48%,平均去除率可达88.38%。
综合上述实验,《一种城市污水改良A2/O强化脱氮除磷处理装置及工艺》改良A2/O—强化同步脱氮除磷的处理工艺对污染物的去除效果如下:对COD、和磷的去除效果好,出水COD在40毫克/升以下,磷出水在0.35毫克/升以下;出水氨氮在4毫克/升以下。各项出水水质指标均达到并优于中国国家一级排放标准。