一种利用污水厂混合污泥水解发酵强化脱氮除磷的方法技术

本发明专利技术提供了一种污水厂混合污泥水解发酵强化反硝化除磷的方法。部分活性污泥返回初沉池，与初沉污泥混合进行沉淀浓缩。沉淀浓缩后的混合物污泥进入水解池，水解池可由单个反应器或两个串联的反应器组成。混合污泥在水解池中经过水解和发酵，产生易降解有机物（rbCOD）或挥发性脂肪酸（VFA）。完成上述过程后，将富含VFA的水解混合物或上清液引入生物池的厌氧或缺氧池中，以达到强化脱氮除磷的目的。该技术可有效改善进水碳源不足的问题，强化生物除磷和反硝化功能，减少或消除外部商业碳源的添加。既适用于新建污水厂，也适用于现有污水厂的升级改造。

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【技术实现步骤总结】

[专利摘要]该专利技术创造将部分活性污泥返回初沉池，与初沉污泥混合进行沉淀浓缩。沉淀浓缩后的混合污泥进入水解池。水解罐可以由单独的反应罐组成。反应器也可以由两个串联的反应器组成。混合污泥在水解池中经过水解和发酵，产生易降解有机物（rbCOD）或挥发性脂肪酸（VFA）。完成上述过程后，将富含VFA的水解混合物或上清液引入生物池的厌氧池或缺氧池，以达到强化脱氮除磷的目的。该技术可有效改善进水碳源不足的问题，强化生物除磷和反硝化功能，减少或消除外部商业碳源的添加。既适用于新建污水厂，也适用于现有污水厂的升级改造。【专利说明】

该专利技术涉及一种污水处理方法，具体涉及一种将污水处理过程中产生的初沉污泥和活性污泥混合水解发酵产生易降解有机物（rbCOD）和挥发性脂肪酸（VFA）的方法。这是一种补充进水VFA不足的方法，从而提高污水厂的脱氮除磷效果，减少对外来碳源的需求，减少曝气能耗，减少“碳足迹”。

技术介绍

当前，我国水环境问题日益突出，节能减排压力也越来越大。除了大规模建设污水处理系统外，已建成或正在运行的污水处理厂也面临着日益严格的出水水质要求，特别是对N、P排放的严格要求。但受多种因素影响，进水碳源不足是我国不少地区污水厂面临的共同问题。碳源不足会直接降低污水厂的脱氮除磷效果。这是因为生物反硝化除磷过程需要污水中有足够的可溶性可生物降解有机物（rbCOD），特别是低分子量挥发性脂肪酸（VFA）。根据生化计量，去除进水中1mg/L的P需要提供进水中10-20mg/L的VFA，而我国很多污水厂的进水VFA甚至低于10mg/L；为了强化反硝化反硝化，进水B0D5/TKN要求>3。为了应对碳源的短缺，满足出水N、P的要求，工程设计和运行中通常的解决方案是补充外部有机碳源（如甲醇、乙酸钠、乙酸等）实现强化生物脱氮除磷；为了强化除磷，还可以通过添加化学药剂来实现化学除磷。显然，上述添加外部碳源或化学品的方法无疑会大大增加污水厂的运行成本，同时也会增加污泥产量。中国大部分地区很难继续申请。这也与可持续发展理念不符，与减少“碳足迹”不符。事实上，污水处理厂在面临进水碳源不足的同时，还受到剩余污泥排放的困扰。污泥处理处置还会产生额外的处理费用，且容易造成二次污染问题。

事实上，污泥本身就是一种可用的“资源”。现有技术可以利用污泥厌氧消化生产沼气，或者污泥堆肥等。事实上，从能源角度来看，污水厂产生的初沉污泥和活性污泥本身就含有巨大的“内部碳源”。然而，现有技术往往无法充分利用其潜在的能源价值。相反，它被作为一种废物丢弃和掩埋。现有技术已开始集中于利用污泥水解和发酵来补充碳源。国内外已进行了一些研究，并开发了一些工艺。国内外已有一些工程运行实例，但多采用纯初沉污泥进行纯厌氧处理。发酵，实践表明，初沉污泥发酵虽然可以产生较高浓度的rbCOD和VFAs，但初沉污泥总量有限，无法为生化过程提供足够量的rbCOD和VFAS；因此，人们开始关注活性污泥。水解、活性污泥水解理论和技术近年来逐渐受到关注和研究。对于污泥水解，我们主要研究各种工艺操作条件，如污泥龄、污泥浓度、pH值等对活性污泥水解产率的影响。事实上，两种不同来源和特性的污泥，其水解产率和操作条件存在较大差异。对于特定污水厂来说，每日产生的初沉污泥量受进水水质影响波动较大，且不足。虽然初沉污泥含有较高浓度的易于发酵的有机物，但初沉污泥缺乏足够的量。生物活性混合菌群具有水解和发酵功能，初级污泥简单水解处理率低；相反，污水厂中活性污泥的截留量远高于初沉污泥。关键是活性污泥富含好氧菌、缺氧菌和兼性菌，可以直接为污泥水解过程提供混合菌群的微生物接种。其缺点是活性污泥中含有的颗粒状、易降解的有机物浓度低于初沉污泥，因此单纯活性污泥水解液中的rbCOD浓度往往低于初沉污泥水解液。但迄今为止，两种污泥混合发酵的工艺技术尚未开发出来并进行工程化应用。

技术实现思路

该专利技术的目的是将污水厂产生的富含碳源的初沉污泥和活性污泥作为资源利用。根据两种污泥各自的优点，进行混合水解和发酵。与单独水解相比，可显着提高污泥水解产率、效率和VFA总量。混合污泥水解可显着改善碳源结构和进水总量，从而提高污水厂的脱氮除磷效果，减少外部商业碳排放。源需求并减少“碳足迹”。该专利技术的技术方案概括如下：一种污水厂混合污泥水解发酵强化脱氮除磷的方法。传统活性污泥处理工艺主要流程包括格栅、沉砂池、初沉池、生物沉淀池。池、二沉池、污泥回流及污泥排放处理装置。与传统活性污泥处理工艺不同，该专利技术的改进之处在于，在传统处理工艺的基础上，设置了侧流式混合污泥水解发酵池，对初沉污泥和活性污泥进行处理。进行混合水解发酵。具体步骤是使污水依次经过格栅、初沉池、生物池、二沉池，然后将二沉池的大部分活性污泥回流到生物池的起始处，剩余的小部分污泥到达初沉池进水端，这部分活性污泥会吸收进水中的部分有机物，在初沉池中进行沉淀分离。沉淀浓缩后的部分混合污泥进入侧流式混合污泥水解发酵罐进行水解发酵。上述侧流式混合污泥水解发酵池由单个或两个串联反应池组成。混合污泥在水解发酵罐中经过一定时间的水解发酵，产生易降解有机物（rbCOD）或挥发性脂肪酸（VFA），其中VFA主要由乙酸、丙酸、这些混合有机酸比单一有机酸更有利于积磷菌、反硝化菌等微生物的吸收。

完成上述过程后，将水解发酵混合液或上清液引入生物池的厌氧池或缺氧池中，以达到强化脱氮除磷的目的。浓缩后的混合污泥返回水解池或作为剩余污泥使用。流走。上述侧流式混合污泥水解发酵池可采用以下两种形式之一：方法一：采用单级反应池形式，反应池内安装搅拌器（即水解池））。搅拌器为大型倒伞式搅拌器或桨式搅拌器。水解池的运行过程包括预混、进泥、混合、沉淀、上清液排出等过程。运行方式采用顺序批量方式周期性运行，每2_4h为一个周期；池内安装污泥浓度计和泥位计；方法二：水解发酵罐采用串联的两级反应罐，即“连续流完全混合水解罐-静态浓缩罐”串联。第一级反应罐（水解罐）配备潜水搅拌机，搅拌机连续运转。安装曝气头或穿孔曝气管；第二级反应池（浓缩池）为重力沉降浓缩池形式，可安装重力式污泥浓缩机。浓缩后的污泥可通过回流泵返回第一级反应池。罐体进行循环水解、发酵；也可排至后续污泥处理工艺；水解过程中产生的上清液流回生物池头部。需要补充的是，第一种方法采用单独的反应器实现污泥水解、沉淀和上清液分离过程，并以间歇方式运行。反应过程自动化控制要求较高；第二种方法使用两个反应器串联操作。，分别完成水解和沉淀分离过程，并且可以连续流操作，因此过程易于控制。该方法具有较高的水解效率和收率。上述系统具体设计如下：总污泥回流率为（40%?100%）Q（Q为污水厂进水口），其中至生物池的回流流量为（30 %?99%)Q，生物池回流率为(30%?99%)Q。初沉池进水端比例为(1%?10%)Q；初沉池至水解发酵池的混合污泥平均泥浆流量为(1. 5%? 1

【技术保护点】

一种污水厂混合污泥水解发酵强化反硝化除磷的方法。主要工艺流程包括初沉池、生物池、二沉池处理单元。其特征是：还设有侧流式混合污泥水解发酵池。 ; 污水依次经过初沉池、生物池、二沉池处理后，二沉池返回的活性污泥大部分返回生物池起始处，剩余小部分污泥返回初沉池进水口。，这部分活性污泥会吸收进水中的部分有机物，并在初沉池中进行沉淀分离。沉淀浓缩后的部分混合污泥进入侧流式混合污泥水解发酵罐进行水解发酵。

【技术特点总结】

【专利技术属性】

技术研发人员：刘志晓、

申请人（专利权）：刘志晓，

类型：发明

国家省市：天津；12

下载所有详细的技术信息。我是该专利的所有者。