申请日2010.07.20
公开(公告)日2011.03.02
IPC分类号C02F3/30; C02F9/14
摘要
本实用新型公开了混合粪便污水A2/O-生物膜同步脱氮除磷设备。该设备的第二好氧池通过管道和混合液回流泵与缺氧池连接，沉淀池通过管道和污泥回流泵与厌氧池连接;所述第一好氧池第二好氧池内分散有悬浮填料;悬浮填料为立体中空的轻质多孔陶粒。本实用新型在传统AAO工艺的曝气池中投加悬浮填料，提供微生物附着生长表面的载体，提高曝气池内的生物量，增加废水的处理能力，克服污泥膨胀，使曝气池中同时存在附着相和悬浮相。本实用新型在不增加反应器体积的前提下，强化发生硝化反应的条件，提高传统的活性污泥法工艺脱氮除磷的功能，并解决传统AAO工艺在脱氮除磷过程中的泥龄矛盾问题，且水处理效果好。
翻译权利要求书
1.一种混合粪便污水A2/O-生物膜同步脱氮除磷设备，包括依次连接的厌氧池、缺氧池、第一好氧池、第二好氧池和沉淀池;厌氧池和缺氧池内分别设有搅拌桨，第一好氧池和第二好氧池底部分别设有曝气头，两曝气头分别与两空气压缩机连接;其特征在于：所述第二好氧池通过管道和混合液回流泵与缺氧池连接，沉淀池通过管道和污泥回流泵与厌氧池连接;所述第一好氧池第二好氧池内分散有悬浮填料;悬浮填料为立体中空的轻质多孔陶粒，按照第一好氧池和第二好氧池的总容积计算，悬浮填料的投配比为20%～30%，其中，以体积计，第一好氧池和第二好氧池的悬浮填料投配比为1∶1-3。
2.根据权利要求1所述的混合粪便污水A2/O-生物膜同步脱氮除磷设备，其特征在于：所述厌氧池、缺氧池、第一好氧池和第二好氧池设置在同一壳体内，通过隔板分隔。
3.根据权利要求1所述的混合粪便污水A2/O-生物膜同步脱氮除磷设备，其特征在于：所述第一好氧池和第二好氧池的悬浮填料投配比为1∶3。
4.根据权利要求1所述的混合粪便污水A2/O-生物膜同步脱氮除磷设备，其特征在于：所述第一好氧池和第二好氧池的体积比为1∶1。
说明书
混合粪便污水A2/O-生物膜同步脱氮除磷设备
技术领域
本实用新型涉及废水处理技术，特别是涉及一种混合粪便污水A2/O-生物膜同步脱氮除磷处理设备。
背景技术
现有的污水及废水生物处理过程中，氮磷的脱除比碳素的去除要复杂得多，要涉及氮的硝化、反硝化，微生物的释磷和吸磷等过程，上述每一个过程的目的不一样，对微生物组成，基质类型以及环境条件的要求也不一样。怎样在一个水处理装置中把各种恰当的反应条件有机地结合在一起，是一个有重要意义的课题。
从1932年Wuhrmann利用微生物内源建立了后置反硝化工艺去除城市污水中的氮素以来，经过半个多世纪的改良和发展，在1984年由Deakyne，Patel和Krichten提出了目前水处理工程上应用最普遍、工艺最简洁A1(Anaerobic)A2(anoxic)O(Oxygen)脱氮除磷工艺，简称A1A2O工艺或称A2/O工艺。
A2/O工艺由厌氧区、缺氧区、好氧区、沉淀区和二个回流系统组成，其功能是厌氧释磷，缺氧反硝化脱氮，好氧硝化吸磷，经沉淀、泥水分离后，随剩余污泥排出除磷，但该工艺存在两大缺陷：
第一，泥龄矛盾影响着脱氮除磷的效果。硝化菌通常都属于自养型专性好氧细菌，世代时间长。在冬天，硝化菌繁殖所需世代时间可长达30天以上，即使在夏天，在泥龄小于5天的活性污泥法系统中硝化作用也十分微弱。聚磷菌和脱氮菌多为短泥龄微生物，泥龄一般在10天以内，泥龄越短，比反硝化速度越快，4天泥龄是8天泥龄的2.5倍。另有报道，在美国Hyperion污水厂，当水温在22～24℃时，除磷系统的泥龄短达3.1天，而出水磷仅为0.4mg/L。这说明聚磷菌的世代时间确实很短。此外生物除磷的唯一渠道是排除剩余污泥，也要求短泥龄，才能有更多的磷随剩余污泥排除。显然，硝化菌和聚磷菌在泥龄上存在着矛盾，由两类微生物共同用一个回流排泥系统时，整个系统的泥龄不得不控制在一个很窄的范围，这种调和虽然可使系统具备脱氮除磷功能，却不能使两类微生物发挥各自的优势，影响脱氮除磷的效果。
针对泥龄矛盾，人们又开发了A1/O-A2/O工艺和A1/A2/O-O工艺。这个水处理工艺比常规A2/O工艺有限地解决了泥龄矛盾，但其水处理流程则进一步复杂化，存在反硝化碳源不足，硝化污泥不能再利用。且迄今未止，尚未见到更好的方法来解决泥龄矛盾问题。
第二，回流污泥中的硝酸盐影响工艺的除磷脱氮的效果。在常规A2/O工艺中，厌氧区设在前，回流污泥不可避免地会将一部分硝酸盐带入该区，会严重影响聚磷菌的释磷速度，尤其是当进水中VFA较少，污泥含磷量又不高时，硝酸盐的存在甚至会导致聚磷菌直接吸磷，所以在常规A2/O工艺的框架下，如何避免硝酸盐进入厌氧区干扰聚磷菌释磷，成为研究热点，解决硝酸盐问题的关键是如何在回流污泥进入厌氧区之前，设法将其携带的硝酸盐耗掉。围绕这一问题人们提出了，JHB工艺，EASC工艺，UCT工艺等.近年来有学者提出倒置AAO工艺的设想。通过以100%～200%的污泥回流来代替常规AAO工艺的混合液回流，该工艺将缺氧池前置，使脱氮效果得到提高，也使厌氧池避免了硝酸盐的干扰。
粪便污水来自城市粪便处理站，是粪便经过滤与除砂后的粪便过滤液，属于高氨氮高有机物浓度污水，须做无害化处理。粪便污水含有丰富的机物和氮、磷等物质，若直接排放，会造成水体污染散发含氨、硫化氢、硫醇和硫醚等恶臭成分的有害气体，对环境造成严重污染。国内处理粪便污水的途径主要有：①单独处理，该方式处理难度较大，工艺流程长，运行成本高，操作管理复杂;②并入城市污水厂处理。粪便污水的来源主要有2个：一是环卫公厕的便，除部分农用外，其余统一运往无害化处理厂，经隔渣处理后进入污水厂处理;二是社会化粪池(除环卫公厕外的住宅、办公楼、宾馆、酒店的化粪池)产生的粪便，经过三级化粪处理达到无害化标准后排至污水管网，输送至污水厂进行处理。我国还没有较为完善的粪便无害化处理厂，有的城市粪便处理站没有粪便污水的处理设施，为了最大限度地利用已建设施，并且由于粪便污水具有有机物浓度高和高含氮的特点，可利用城市污水对粪便污水的缓冲、稀释和营养物质的均衡作用，降低粪便污水处理难度和提高城市污水处理的可生化性。所以城市污水处理厂承担粪便污水的处理，成为处理粪便污水的一种可行技术。但实际运行中城市污水与来自无害化处理厂的粪便污水合并处理后，粪便液的高浓度水质往往对城市生活污水厂带来各种不利的影响，对硝化抑制性影响严重，特别影响出水中氨氮和总氮的达标排放，脱氮率下降。
因此，混合污水稳定、高效脱氮是实现粪便污水与城市污水同时处理同时达标的关键和需首要解决的问题，该技术的提出对于妥善处理粪便污水，减轻水环境污染具有十分重要的现实意义。
实用新型内容
本实用新型的目的是在于克服现有技术的缺点，提供一种克服污泥膨胀，解决传统AAO工艺在脱氮除磷过程中的泥龄矛盾问题的混合粪便污水A2/O-生物膜同步脱氮除磷设备。
本实用新型在传统AAO工艺的曝气池中投加悬浮填料，提供微生物附着生长表面的载体，曝气池中同时存在附着相和悬浮相，从而形成了A2/O-生物膜工艺。本实用新型提高了气池内的生物量，并强化了发生硝化反应的条件，增加废水的处理能力，克服污泥膨胀，提高运行的稳定性，提高传统的活性污泥法工艺脱氮除磷的功能，并解决传统AAO工艺在脱氮除磷过程中的泥龄矛盾问题。
本实用新型的第一目的通过如下技术方案实现：
一种混合粪便污水A2/O-生物膜同步脱氮除磷设备，包括依次连接的厌氧池、缺氧池、第一好氧池、第二好氧池和沉淀池;厌氧池和缺氧池内分别设有搅拌桨，第一好氧池和第二好氧池底部分别设有曝气头，两曝气头分别与两空气压缩机连接;所述第二好氧池通过管道和混合液回流泵与缺氧池连接，沉淀池通过管道和污泥回流泵与厌氧池连接;所述第一好氧池第二好氧池内分散有悬浮填料;悬浮填料为立体中空的轻质多孔陶粒，按照第一好氧池和第二好氧池的总容积计算，悬浮填料的投配比为20%～30%，其中，以体积计，第一好氧池和第二好氧池的悬浮填料投配比为1∶1-3。
所述厌氧池、缺氧池、第一好氧池和第二好氧池优选设置在同一壳体内，通过隔板分隔。
所述第一好氧池和第二好氧池的悬浮填料投配比优选为1∶3。
所述第一好氧池和第二好氧池的体积比优选为1∶1。
与已有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
(1)本实用新型在A2/O-生物膜工艺在现有的基础上，通过在第一好氧池和第二好氧池中增设投加悬浮填料，提供微生物附着生长表面的载体，悬浮填料上富集硝化菌，较好的解决了生物脱氮除磷的泥龄矛盾，使厌氧池避免了硝酸盐的干扰。也提高曝气池内的生物量，增加废水的处理能力，克服污泥膨胀，使曝气池中同时存在附着相和悬浮相，充分发挥两者的优越性。
(2)本实用新型缓解水源紧张的同时，为粪便污水的综合处理处置提供经济、便捷、合理、可行的解决办法，因不需占用更多的土地，也不增加基建投资，不但具有巨大的社会效益，同时带来可观的经济效益及环境效益，并推动污水处理资源化发展。
(3)本实用新型A2/O-生物膜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40mg/L以下，磷出水在0.35mg/L以下;出水氨氮在4mg/L以下。各项出水水质指标均达到并优于国家排放标准一级标准。
