申请日2021.10.13
公开日期2021.12.24
IPC分类C02F3/30;C02F101/16
摘要
本发明公开的一种基于A2/O工艺的低碳源污水处理装置及方法，包括：厌氧池，对污水进行厌氧发酵，其进水端与污水收集池连接；缺氧池，其进水端与厌氧池的出水端相连接，在缺氧池中装填有玉米芯固体碳源；好氧池，其进水端与缺氧池的出水端相连接，好氧池的底部设置有曝气盘，曝气盘与空压机连接，并采用流量计控制曝气量；二沉池，其进水端与好氧池的出水端相连接；二沉池与厌氧池之间安装有外回流管，好氧池与缺氧池之间安装有内回流管。在缺氧池中装填玉米芯固体碳源，具备较人工合成固体碳源成本低廉等特性，用于缺氧池填料，可有效稳定的去除TN，保证出水TN小于15mg/L；且不存在COD出水超标的风险。
权利要求
1.一种基于A2/O工艺的低碳源污水处理装置，其特征在于，包括：
厌氧池，对污水进行厌氧发酵，其进水端与污水收集池连接；
缺氧池，其进水端与所述厌氧池的出水端相连接，在所述缺氧池中装填有玉米芯固体碳源；
好氧池，其进水端与所述缺氧池的出水端相连接，所述好氧池的底部设置有曝气盘，所述曝气盘与空压机连接，并采用流量计控制曝气量；
二沉池，其进水端与所述好氧池的出水端相连接；
所述二沉池与所述厌氧池之间安装有外回流管，所述好氧池与所述缺氧池之间安装有内回流管。
2.根据权利要求1所述的一种基于A2/O工艺的低碳源污水处理装置，其特征在于，所述厌氧池、所述缺氧池和所述好氧池的容积比为1：1.5～2.5:4.5～5.5。
3.根据权利要求1所述的一种基于A2/O工艺的低碳源污水处理装置，其特征在于，所述厌氧池、所述缺氧池和所述好氧池设置在由混凝土浇筑形成的同一主体内，通过材质为聚乙烯的板材分隔开。
4.根据权利要求1所述的一种基于A2/O工艺的低碳源污水处理装置，其特征在于，所述厌氧池、所述缺氧池和所述好氧池中均安装有推流器，且安装数量比为1:1:2。
5.根据权利要求1所述的一种基于A2/O工艺的低碳源污水处理装置，其特征在于，所述缺氧池中，玉米芯固体碳源的填充质量比为1:100～500。
6.一种基于A2/O工艺的低碳源污水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将经过格栅处理后的污水输送至厌氧池中进行厌氧发酵；
2)将厌氧发酵后的污水输送至缺氧池中进行反硝化处理，所述缺氧池中装填有玉米芯固体碳源；
3)将经过反硝化处理后的污水输送至好氧池中进行硝化吸磷处理；
4)将经过好氧池处理后的污水部分输送至二沉池中，部分经内回流管回流输送至缺氧池中；将二沉池中的部分污泥经外回流管输送至厌氧池中。
7.根据权利要求6中所述的一种基于A2/O工艺的低碳源污水处理方法，其特征在于，步骤2)中，所述玉米芯固体碳源的制备包括以下步骤：
a)将玉米芯剪切为直径为1～2cm，长度为3～5cm的小块，经烘干处理后置于尼龙网袋中；
b)将装有玉米芯的尼龙网袋浸泡于装有污泥混合液的大桶中，浸泡20～30h后取出即可。
8.根据权利要求7中所述的一种基于A2/O工艺的低碳源污水处理方法，其特征在于，步骤2)中，所述缺氧池中玉米芯固体碳源的填充质量比为1:100～500，将浸泡处理后的玉米芯固体碳源均匀固定在铁架上，装填在缺氧池中，且处于淹没状态；每个所述尼龙网袋中装填的经烘干处理的玉米芯的重量为3～4kg。
9.根据权利要求6中所述的一种基于A2/O工艺的低碳源污水处理方法，其特征在于，所述缺氧池中HRT为6～10h，SRT为18～22天，所述好氧池末端的DO值为2～3mg/L；优选的，所述缺氧池中HRT为8h，SRT为20天，所述好氧池末端的DO值为2.3mg/L。
10.根据权利要求6中所述的一种基于A2/O工艺的低碳源污水处理方法，其特征在于，所述内回流管中的回流比R为200～300％；所述外回流管中污泥回流比为70～90％。
说明书
一种基于A2/O工艺的低碳源污水处理装置及方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，更具体地，涉及一种基于A2/O工艺的低碳源污水处理装置及方法。
背景技术
目前国内城镇污水厂普遍面临着进水低碳源化，而排放水质标准却愈发严格的问题，这个矛盾已成为水处理领域的热点、难点。由于TN去除效果只能通过生物强化技术提升，所以如何提高城镇污水厂脱氮的效率成为提标改造的关键要点。
针对进水低碳源化的问题，目前多数污水处理厂通过投加液体碳源，例如投加甲醇，乙酸钠，葡萄糖等液体碳源来补充生物反硝化所需要的碳源进而提高生物脱氮率。液体碳源可以投加在二级处理的缺氧池或者投加在末端的反硝化滤池，但液体碳源技术用于缺氧池存在投加量不易控制、产生额外剩余污泥、部分液体碳源安全管理要求高等问题；而用于反硝化滤池时也同样存在投加量难以控制、反硝化滤池易堵塞等情况。
针对液体碳源存在的问题，国内外研究者逐渐开始研究固体碳源的反硝化脱氮性能，将固体碳源作为反硝化滤池的填料。目前大量研究都主要使用PCL、PBS、PLA/PHBV等人工合成的可生物降解固体碳源，但人工合成固体碳源成本较高，限制了它的进一步应用。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于A2/O工艺的低碳源污水处理装置，以解决现有技术中存在的问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种基于A2/O工艺的低碳源污水处理装置，包括：
厌氧池，对污水进行厌氧发酵，其进水端与污水收集池连接；
缺氧池，其进水端与所述厌氧池的出水端相连接，在所述缺氧池中装填有玉米芯固体碳源；
好氧池，其进水端与所述缺氧池的出水端相连接，所述好氧池的底部设置有曝气盘，所述曝气盘与空压机连接，并采用流量计控制曝气量；
二沉池，其进水端与所述好氧池的出水端相连接；
所述二沉池与所述厌氧池之间安装有外回流管，所述好氧池与所述缺氧池之间安装有内回流管。
优选的，所述厌氧池、所述缺氧池和所述好氧池的容积比为1：1.5～2.5:4.5～5.5。
优选的，所述厌氧池、所述缺氧池和所述好氧池设置在由混凝土浇筑形成的同一主体内，通过材质为聚乙烯的板材分隔开形成所述厌氧池、所述缺氧池和所述好氧池。
优选的，所述厌氧池、所述缺氧池和所述好氧池中均安装有推流器，且安装数量比为1:1:2。
优选的，所述缺氧池中，玉米芯固体碳源的填充质量比为1:100～500。
本发明的另一目的在于提供一种基于A2/O工艺的低碳源污水处理方法，包括以下步骤：
1)将经过格栅处理后的污水输送至厌氧池中进行厌氧发酵，所述厌氧池中接种有活性污泥；
2)将厌氧发酵后的污水输送至缺氧池中进行反硝化处理，所述缺氧池中装填有玉米芯固体碳源；
3)将经过反硝化处理后的污水输送至好氧池中进行硝化吸磷处理；
4)将经过好氧池处理后的污水部分输送至二沉池中，部分经内回流管回流输送至缺氧池中；将二沉池中的部分污泥经外回流管输送至厌氧池中。
优选的，步骤2)中，所述玉米芯固体碳源的制备包括以下步骤：
a)将玉米芯剪切为直径为1～2cm，长度为3～5cm的小块，经烘干处理后置于尼龙网袋中；
b)将装有玉米芯的尼龙网袋浸泡于装有污泥混合液的大桶中，浸泡20～30h后取出即可。
优选的，步骤2)中，所述缺氧池中玉米芯固体碳源的填充质量比为1:100～500，将浸泡处理后的玉米芯固体碳源均匀固定在铁架上，装填在缺氧池中，且处于淹没状态；每个所述尼龙网袋中装填的经烘干处理的玉米芯的重量为3～4kg。
优选的，所述缺氧池中HRT为6～10h，SRT为18～22天，所述好氧池末端的DO值为2～3mg/L。
优选的，所述缺氧池中HRT为8h，SRT为20天，所述好氧池末端的DO值为2.3mg/L。
优选的，所述内回流管中的回流比R为200～300％；所述外回流管中污泥回流比为70～90％。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
(1)本发明通过在缺氧池中装填玉米芯固体碳源，玉米芯可稳定释碳、表面粗糙多孔易于微生物附着、又具备较人工合成固体碳源成本低廉等特性，用于缺氧池填料，可有效稳定的去除TN，保证出水TN小于15mg/L；且不存在COD出水超标的风险；
(2)以日均处理水量10万方/日为例，以玉米芯作为碳源，按质量比1:150填料，玉米芯单价以1.5元/kg计算(玉米芯价格0.5～1.5元/kg)，每2个月更换填料，全年碳源费用约90万元；以甲醇作为碳源的投加，全年约要700万元；从长远的角度来说，玉米芯作为碳源存在更大的成本优势，且操作运行方便。同时投加玉米芯可以减少碳源的消耗，避免投加液体碳源伴随的污泥产量增大的问题，可以获得明显的直接和间接经济效益；并且该技术不需要另建深度处理的反硝化滤池，节省了厂内土地空间，设备基建费用以及后期的运行管理成本。
（发明人：张劲松; 赖虹印; 朱昌勇）
