一種立式連續(xù)流除磷裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種立式連續(xù)流除磷裝置及方法，它包括沉淀池、反應(yīng)器和可調(diào)節(jié)曝氣裝置。所述沉淀池包括出水口、泥水收集容器、排泥口和污泥顆?；亓骺凇Ｋ龇磻?yīng)器包括溢流堰，導(dǎo)流管，取樣口，回流污泥入口，進(jìn)水口。所述的可調(diào)節(jié)曝氣裝置包括支撐架單元，環(huán)形擋板，曝氣環(huán)。城市污水由進(jìn)水口首先進(jìn)入反應(yīng)中的厭氧區(qū)，聚磷菌利用污水中有機(jī)碳源形成胞內(nèi)聚合物(PHA，PHB和PHV)，同時(shí)將體內(nèi)的正磷酸鹽釋放到水體中；隨后進(jìn)入好氧區(qū)，聚磷菌體內(nèi)的胞內(nèi)聚合物分解產(chǎn)生能量，同時(shí)細(xì)胞吸收水體中的正磷酸鹽，形成胞內(nèi)聚磷酸鹽；而后在沉淀池中實(shí)現(xiàn)泥水分離，上清液由出水口排出，一部分泥回流至反應(yīng)器，一部分作為剩余污泥排出。本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的生物除磷工藝及裝置的不足，提出一種占地面積小、除磷負(fù)荷大、除磷效果好、排泥量少的，低碳、環(huán)保又經(jīng)濟(jì)的新型的除磷裝置和方法。
【專利說明】一種立式連續(xù)流除磷裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于污水處理領(lǐng)域，具體涉及一種立式連續(xù)流除磷裝置及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]磷是生物的重要營(yíng)養(yǎng)源，但水體中的磷過量時(shí)危害極大。最大的危害就是引起水體富營(yíng)養(yǎng)化，導(dǎo)致水質(zhì)惡化，給飲用水的處理增加困難；同時(shí)也會(huì)造成水生生物因水體中溶解氧的減少而窒息死亡，引起水生環(huán)境的破壞和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的減產(chǎn)甚至破壞。所以，面對(duì)日趨嚴(yán)格的污廢水排放標(biāo)準(zhǔn)以及不斷增加的磷排放，經(jīng)濟(jì)、可靠、低耗、高效的除磷方法與工藝顯得尤其重要。
[0003]除磷的方法主要有物理法、生物法和生物法三大類。物理法因成本高、技術(shù)復(fù)雜，化學(xué)法因污泥產(chǎn)量大，易造成二次污染等缺點(diǎn)難以應(yīng)用推廣。與物化法相比，生物除磷技術(shù)因運(yùn)行成本低、二次污染小等優(yōu)點(diǎn)而在世界各地廣泛應(yīng)用。生物除磷主要由聚磷菌來完成，在厭氧好氧狀態(tài)下交替運(yùn)行，污泥中的聚磷菌在厭氧狀態(tài)下釋放磷，好氧狀態(tài)下過量地?cái)z取磷；經(jīng)過排放富磷剩余污泥達(dá)到去除磷的目的。
[0004]顆粒污泥的出現(xiàn)，使得生物除磷的發(fā)展更進(jìn)一步。顆粒污泥沉降性好，可減少沉淀池的體積；除磷負(fù)荷高、抵抗性好，單位體積生物量的除磷能力更強(qiáng)，抵抗外部條件干擾的能力也更強(qiáng)；但是，生物除磷顆粒的反應(yīng)器迄今為止均是間歇式反應(yīng)器，無法實(shí)現(xiàn)連續(xù)流除磷。目前，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)流生物除磷的工藝主要是傳統(tǒng)的A/Ο工藝，其它的均是同步脫氮除磷工藝。傳統(tǒng)的A/Ο工藝是通過活性污泥法(絮狀污泥)來實(shí)現(xiàn)除磷，該工藝占地面積大，除磷負(fù)荷難于進(jìn)一步的提高，同時(shí)由于沉淀時(shí)間較長(zhǎng)，容易出現(xiàn)磷的釋放現(xiàn)象，從而影響除磷效果。在同步脫氮除磷工藝中，由于脫氮微生物和除磷微生物世代周期的不同和對(duì)碳源的爭(zhēng)奪，脫氮和除磷的效果都無法達(dá)到最佳。
[0005]基于上述各方法和工藝的不足，提出一種新的可利用生物除磷顆粒的除磷工藝處理生活污水的裝置和方法顯得很有必要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種以除磷顆粒污泥為主體、經(jīng)濟(jì)高效、占地面積又小的立式除磷裝置，從而為解決污水中磷的去除提供一種新的裝置和方法。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0008]一種立式生物除磷裝置，它包括沉淀池1、反應(yīng)器2、可調(diào)節(jié)曝氣裝置3三大部分組成。
[0009]沉淀池I包括出水口 1-1，泥水收集容器1-2，排泥口 1-3，污泥顆?；亓骺?1_4。
[0010]其中，出水口 1-1，與排水管道連接。
[0011]其中，泥水收集容器1-2為不規(guī)則圓柱形，底面為傾斜平面，利于污泥向排泥口流動(dòng)。
[0012]其中，排泥口 1-3用來排沉降性不好的剩余污泥，間歇性開啟。
[0013]其中，污泥顆?；亓骺?1-4外接回流管，用來回流污泥。
[0014]反應(yīng)器2包括溢流堰2-1，導(dǎo)流管2-2，取樣口 2_3，回流污泥入口 2_4，進(jìn)水口 2_5。
[0015]其中，溢流堰2-1是用來連接反應(yīng)器內(nèi)部和導(dǎo)流管的。
[0016]其中，導(dǎo)流管2-2的管孔數(shù)量、形狀和大小可根據(jù)實(shí)際情況來設(shè)計(jì)，下端出口一般距沉淀池底部2?5cm，主要是用來將泥水混合物導(dǎo)流至沉淀池底部，可以節(jié)省污泥的沉淀時(shí)間。
[0017]其中，取樣口 2-3每隔10?20cm—個(gè)。
[0018]其中，回流污泥入口 2-4用來回流污泥，保證反應(yīng)器內(nèi)的生物量。
[0019]其中，進(jìn)水口 2-5設(shè)定于反應(yīng)器底部，進(jìn)水的壓力同時(shí)可以起到攪拌的作用。
[0020]可調(diào)節(jié)曝氣裝置3包括支撐架單元3-1，環(huán)形擋板3-2，曝氣環(huán)3_3。
[0021]其中，支撐架單元3-1包括與反應(yīng)器內(nèi)壁緊貼的圓環(huán)和垂直連接桿，單元相互之間為插入式連接，牢固且拆除方便。
[0022]其中，環(huán)形擋板3-2與反應(yīng)器內(nèi)壁緊貼，主要用來阻擋曝氣環(huán)上部的泥流入下部，保證厭氧區(qū)的厭氧狀態(tài)。
[0023]其中，曝氣環(huán)3-3為環(huán)形的只可上半部分曝氣的環(huán)狀曝氣裝置，這樣可保證上半部分為好氧區(qū)，下半部分為厭氧區(qū)。
[0024]本發(fā)明還提供一種立式連續(xù)流生物除磷的方法，其具體的啟動(dòng)和步驟如下:
[0025]I)反應(yīng)器的啟動(dòng):直接將培養(yǎng)成熟的除磷顆粒投加到反應(yīng)器2中，使接種后的污泥濃度達(dá)到3000?5000mg/L，然后將城市污水由進(jìn)水口 2_5接入反應(yīng)器2 ;調(diào)節(jié)曝氣環(huán)3_3至最佳工況位置(距底1/3?2/3)，開啟曝氣(DO控制在2?6mg/L);底部顆粒污泥隨著進(jìn)水首先進(jìn)入曝氣環(huán)以下的厭氧區(qū)，聚磷顆粒釋磷，合成PHA;經(jīng)過厭氧區(qū)后，進(jìn)入曝氣環(huán)以上的好氧區(qū)，聚磷顆粒過量吸磷；吸磷后的顆粒污泥隨后經(jīng)過溢流堰2-1中的導(dǎo)流管2-2進(jìn)入沉淀池I中，泥水分離，處理后的上清液由出水口 1-1排出；沉淀池中顆粒污泥一部分經(jīng)排泥口 1-3排出，一部分回流至反應(yīng)器中。反應(yīng)器運(yùn)行24h后可啟動(dòng)成功。
[0026]2)運(yùn)行時(shí)的調(diào)節(jié)操作:
[0027]a、將城市污水由進(jìn)水口 2-5接入反應(yīng)器2 ；
[0028]b、調(diào)節(jié)曝氣環(huán)3-3至最佳工況位置(距底1/3?2/3)，開啟曝氣(DO控制在2?6mg/L)；
[0029]C、底部顆粒污泥隨著進(jìn)水首先進(jìn)入曝氣環(huán)以下的厭氧區(qū)，聚磷菌利用污水中有機(jī)碳源形成胞內(nèi)聚合物(PHA，PHB和PHV)，同時(shí)將體內(nèi)的正磷酸鹽釋放到水體中；
[0030]d、經(jīng)過厭氧區(qū)后，進(jìn)入曝氣環(huán)以上的好氧區(qū)，聚磷菌體內(nèi)的胞內(nèi)聚合物分解產(chǎn)生能量，同時(shí)細(xì)胞吸收水體中的正磷酸鹽，形成胞內(nèi)聚磷酸鹽；
[0031]e、吸磷后的顆粒污泥隨后經(jīng)過溢流堰2-1中的導(dǎo)流管2-2進(jìn)入沉淀池I中，泥水分離，處理后的上清液由出水口 1-1排出；
[0032]f、沉淀池中顆粒污泥一部分經(jīng)排泥口 1-3排出(污泥齡控制在10?20天，污泥濃度控制在4000?5000mg/L)，一部分回流至反應(yīng)器中。
[0033]本發(fā)明立式連續(xù)流除磷裝置和方法，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0034]1.本發(fā)明中連續(xù)流除磷是以聚磷顆粒為主體，沉淀時(shí)間短，可大大降低沉淀池面積，從而縮小占地面積。
[0035]2.單位體積生物量較大，具有較高的除磷負(fù)荷，同時(shí)不會(huì)出現(xiàn)傳統(tǒng)A/Ο反應(yīng)器中因污泥沉淀時(shí)間較長(zhǎng)發(fā)生磷釋放的問題，可大大提高出水水質(zhì)。
[0036]3.排泥量少，可大大降低后續(xù)污泥處理的成本。
[0037]總之，本發(fā)明立式連續(xù)流除磷工藝除磷負(fù)荷大、除磷效果好、排泥量少，是一個(gè)低碳、環(huán)保又經(jīng)濟(jì)的除磷工藝和方法，具有較高的應(yīng)用價(jià)值和開發(fā)潛力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]圖1-本發(fā)明正視圖，圖中所示為三部分組合示意圖。
[0039]圖2-本發(fā)明側(cè)視圖，圖中所示為三部分組合示意圖。
[0040]圖3-本發(fā)明中可調(diào)節(jié)曝氣裝置圖。
[0041 ] 圖中:1-沉淀池，1-1-出水口，1-2-泥水收集容器，1-3-排泥口，1-4-污泥顆粒回流口 ；
[0042]2_反應(yīng)器，2-1-溢流堪，2~2~導(dǎo)流管，2-3-取樣口，2-4-回流污泥入口，2~5~進(jìn)水P ；
[0043]3-可調(diào)節(jié)曝氣裝置，3-1-支撐架單元，3-2-環(huán)形擋板，3-3-曝氣環(huán)。
具體實(shí)施方案
[0044]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0045]參考圖1、圖2和圖3，本發(fā)明立式連續(xù)流除磷裝置包括:1-沉淀池，1-1-出水口，1~2~泥水收集容器，1-3-排泥口，1-4-污泥顆?；亓骺?；2-反應(yīng)器，2-1-溢流堪，2-2-導(dǎo)流管，2-3-取樣口，2-4-回流污泥入口，2-5-進(jìn)水口；3-可調(diào)節(jié)曝氣裝置，3-1-支撐架單元，3-2-環(huán)形擋板，3-3-曝氣環(huán)。
[0046]具體運(yùn)行方式描述如下:
[0047](I)在反應(yīng)器中裝入聚磷顆粒污泥，污泥濃度為3000?5000mg/L之間。
[0048](2)運(yùn)行時(shí)，首先將可調(diào)節(jié)曝氣裝置3中的曝氣環(huán)3-3調(diào)節(jié)至合適的位置(距反應(yīng)器底部1/3到2/3的距離范圍內(nèi)調(diào)節(jié))，然后開始曝氣。
[0049](3)含磷污水由進(jìn)水口 2-5進(jìn)入反應(yīng)器，首先進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)(曝氣環(huán)以下區(qū)域)。聚磷菌在厭氧區(qū)利用污水中有機(jī)碳源形成胞內(nèi)聚合物(PHA，PHB和PHV)，同時(shí)將體內(nèi)的正磷酸鹽釋放到水體中。
[0050](4)泥水混合物進(jìn)入好氧區(qū)(曝氣環(huán)以上區(qū)域)，聚磷菌體內(nèi)的胞內(nèi)聚合物分解產(chǎn)生能量，同時(shí)細(xì)胞吸收水體中的正磷酸鹽，形成胞內(nèi)聚磷酸鹽。
[0051](5)富含磷酸鹽的顆粒污泥隨水流進(jìn)入溢流堰2-1，沿著導(dǎo)流管2-2進(jìn)入沉淀池。
[0052](6)沉淀池I中實(shí)現(xiàn)顆粒和水的分離，上清液從出水口 1-1排出，沉淀池中的顆粒污泥由回流口 1-4回流至反應(yīng)器的厭氧區(qū)。
[0053](7)本發(fā)明為連續(xù)流運(yùn)行，厭氧區(qū)和好氧區(qū)中間有環(huán)形擋板，從而保證厭氧區(qū)的厭氧狀態(tài)。
[0054]具體操作方法描述如下:
[0055]I)反應(yīng)器的啟動(dòng):直接將培養(yǎng)成熟的除磷顆粒投加到反應(yīng)器2中，使接種后的污泥濃度達(dá)到4000mg/L，然后將城市污水由進(jìn)水口 2-5接入反應(yīng)器2 ;調(diào)節(jié)曝氣環(huán)3_3至最佳工況位置(距底1/3)，開啟曝氣(DO控制在3mg/L);底部顆粒污泥隨著進(jìn)水首先進(jìn)入曝氣環(huán)以下的厭氧區(qū)，聚磷顆粒釋磷，合成PHA;經(jīng)過厭氧區(qū)后，進(jìn)入曝氣環(huán)以上的好氧區(qū)，聚磷顆粒過量吸磷；吸磷后的顆粒污泥隨后經(jīng)過溢流堰2-1中的導(dǎo)流管2-2進(jìn)入沉淀池I中，泥水分離，處理后的上清液由出水口 1-1排出；沉淀池中顆粒污泥一部分經(jīng)排泥口 1-3排出，一部分回流至反應(yīng)器中。反應(yīng)器運(yùn)行24h后啟動(dòng)成功。
[0056]2)運(yùn)行時(shí)的調(diào)節(jié)操作:
[0057]a、將城市污水(含磷4?6mg/L，COD 150?300mg/L)由進(jìn)水口 2-5接入反應(yīng)器2，進(jìn)水流速控制在I?2L/h ；
[0058]b、調(diào)節(jié)曝氣環(huán)3-3至最佳工況位置(距底1/3處)，開啟曝氣(D0控制在3mg/L);
[0059]c、底部顆粒污泥隨著進(jìn)水首先進(jìn)入曝氣環(huán)以下的厭氧區(qū)，聚磷菌利用污水中有機(jī)碳源形成胞內(nèi)聚合物(PHA，PHB和PHV)，同時(shí)將體內(nèi)的正磷酸鹽釋放到水體中；
[0060]d、經(jīng)過厭氧區(qū)后，進(jìn)入曝氣環(huán)以上的好氧區(qū)，磷體內(nèi)的胞內(nèi)聚合物分解產(chǎn)生能量，同時(shí)細(xì)胞吸收水體中的正磷酸鹽，形成胞內(nèi)聚磷酸鹽；
[0061]e、吸磷后的顆粒污泥隨后經(jīng)過溢流堰2-1中的導(dǎo)流管2-2進(jìn)入沉淀池I中，泥水分離，處理后的上清液由出水口 1-1排出；
[0062]f、沉淀池中一部分顆粒污泥經(jīng)排泥口 1-3排出(污泥齡控制在15天，污泥濃度控制在4000mg/L)，一部分回流至反應(yīng)器2中。顆粒污泥回流的動(dòng)力由蠕動(dòng)泵提供，每?jī)蓚€(gè)小時(shí)開啟I分鐘。
[0063]試驗(yàn)結(jié)果表明，運(yùn)行穩(wěn)定后，反應(yīng)器出水磷濃度小于0.5mg/L，COD濃度為37?53mg/L，達(dá)到一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0064]以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并非來限制本發(fā)明的范圍，凡依本發(fā)明專利范圍所述構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均應(yīng)包括于本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種立式生物除磷裝置，其特征在于:從上至下由沉淀池、反應(yīng)器、可調(diào)節(jié)曝氣裝置三大部分組成；其中沉淀池包括出水口，泥水收集容器，排泥口，污泥顆?；亓骺?；泥水收集容器為不規(guī)則圓柱形，底面為傾斜平面，自上而下設(shè)有出水口、排泥口和污泥顆?；亓骺?，污泥顆粒回流口外接回流管；其中反應(yīng)器包括溢流堰，導(dǎo)流管，取樣口，回流污泥入口，進(jìn)水口 ；溢流堰連接反應(yīng)器內(nèi)部和導(dǎo)流管，回流污泥入口設(shè)于反應(yīng)器的中下部，通過回流管外接污泥顆?；亓骺?；反應(yīng)器的上部設(shè)在沉淀池內(nèi)，且溢流堰和導(dǎo)流管設(shè)在沉淀池內(nèi)；進(jìn)水口設(shè)定于反應(yīng)器底部；其中可調(diào)節(jié)曝氣裝置包括支撐架單元，環(huán)形擋板和曝氣環(huán)；所述的支撐架單元包括與反應(yīng)器內(nèi)壁緊貼的圓環(huán)和垂直連接桿，環(huán)形擋板與反應(yīng)器內(nèi)壁緊貼設(shè)置在圓環(huán)的下方，曝氣環(huán)設(shè)置在環(huán)形擋板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種立式生物除磷裝置，其特征在于:所述導(dǎo)流管下端出口距沉淀池底部2?5cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種立式生物除磷裝置，其特征在于:所述取樣口每隔10?20cm 一個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種立式生物除磷裝置，其特征在于:所述的垂直連接桿相互之間為插入式連接。
5.應(yīng)用權(quán)利要求1所述的一種立式生物除磷裝置的方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)反應(yīng)器的啟動(dòng):直接將培養(yǎng)成熟的除磷顆粒投加到反應(yīng)器(2)中，使接種后的污泥濃度達(dá)到3000?5000mg/L，然后將城市污水由進(jìn)水口(2_5)接入反應(yīng)器(2);調(diào)節(jié)曝氣環(huán)(3-3)至距底1/3?2/3處，開啟曝氣DO控制在2?6mg/L ;底部顆粒污泥隨著進(jìn)水首先進(jìn)入曝氣環(huán)以下的厭氧區(qū)，聚磷顆粒釋磷，合成PHA;經(jīng)過厭氧區(qū)后，進(jìn)入曝氣環(huán)以上的好氧區(qū)，聚磷顆粒過量吸磷；吸磷后的顆粒污泥隨后經(jīng)過溢流堰(2-1)中的導(dǎo)流管(2-2)進(jìn)入沉淀池(1)中，泥水分離，處理后的上清液由出水口(1-1)排出；沉淀池中顆粒污泥一部分經(jīng)排泥口(1-3)排出，一部分回流至反應(yīng)器(2)中；反應(yīng)器按上述步驟運(yùn)行24h后啟動(dòng)完成； 2)運(yùn)行時(shí)的調(diào)節(jié)操作: a、將城市污水由進(jìn)水口(2-5)接入反應(yīng)器(2); b、調(diào)節(jié)曝氣環(huán)(3-3)至距底1/3?2/3，開啟曝氣DO控制在2?6mg/L； c、底部顆粒污泥隨著進(jìn)水首先進(jìn)入曝氣環(huán)以下的厭氧區(qū)，聚磷顆粒釋磷，合成PHA; d、經(jīng)過厭氧區(qū)后，進(jìn)入曝氣環(huán)以上的好氧區(qū)，聚磷顆粒過量吸磷； e、吸磷后的顆粒污泥隨后經(jīng)過溢流堰(2-1)中的導(dǎo)流管(2-2)進(jìn)入沉淀池(1)中，泥水分離，處理后的上清液由出水口(1-1)排出； f、沉淀池中顆粒污泥一部分經(jīng)排泥口(1-3)排出，一部分回流至反應(yīng)器(2)中，污泥齡控制在10?20天，污泥濃度控制在4000?5000mg/L。
【文檔編號(hào)】C02F3/30GK104445616SQ201410654679
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2015年1月12日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月12日
【發(fā)明者】李冬, 呂育鋒, 張艷輝, 李曉瑩, 田海成, 曾輝平, 張 杰 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)