基于生物协同反硝化-侧流强化主流反硝化除磷的系统及方法

1.本发明涉及污水处理技术领域，具体是基于生物协同反硝化-侧流强化主流反硝化除磷的系统及方法。

背景技术：

2.随着人口增长、工业和农业等的迅速发展，生活和生产过程中排放的污水量日益增多，主要来自生活源、工业源、农业源等。污水中磷排放引起的水体富营养化现象正日益加重，因此污水中磷的去除对保护水生态环境具有重要意义。
3.污水除磷方法主要有生物法和化学法，相较于化学法，传统生物除磷理论认为在厌氧区，聚磷菌吸收水中挥发性脂肪酸vfa并存储在细胞内，将磷酸盐释放到水体中，在好氧条件下，聚磷菌利用胞内存储的内碳源提供生长所需的能量和碳源，过量吸收水体中的磷并以聚磷酸盐的形式贮存在细胞体内。采用生物除磷技术的污水处理厂普遍存在进水碳源不足的问题，并且水质复杂等造成除磷效果不稳定，传统生物除磷难以满足越来越严格的污水排放标准。

技术实现要素：

4.为解决现有技术中的不足，本发明提供基于tetrasphaera菌与dechloromonas菌协同反硝化-侧流强化主流反硝化除磷系统及方法，通过发酵除磷降低对进水挥发性脂肪酸的依赖，缺氧吸磷代替好氧吸磷，进一步节省曝气能耗，通过“一碳两用”实现同步脱氮除磷。
5.为实现上述目的，本发明提供基于tetrasphaera菌与dechloromonas菌协同反硝化-侧流强化主流反硝化除磷系统，包括进水泵、主流反应区和侧流发酵区，主流反应区包括内部均设置搅拌器的厌氧区和缺氧区、沉淀区、内部设置曝气器和生物填料的硝化区、气泵；侧流发酵区包括侧流厌氧发酵区和侧流发酵混合污泥回流泵；
6.进水泵通过水管与厌氧区连通，厌氧区与缺氧区连通，缺氧区与沉淀区连通，沉淀区底部的排泥阀一个出口通过污泥回流泵与厌氧区连接，另一个出口连通侧流厌氧发酵区并通过侧流发酵混合污泥回流泵与厌氧区连接，沉淀区与硝化区连通，硝化区通过硝化液回流泵与缺氧区连通；气泵与硝化区内的曝气器连接。
7.还包括plc控制器，plc控制器分别与进水泵、搅拌器、污泥回流泵、侧流发酵混合污泥回流泵、排泥阀、排水阀、气泵通信连接。
8.(1)原水首先通过进水泵连续进入除磷系统，同时进入到沉淀区的污泥也同步回流至进入厌氧区；
9.(2)通过沉淀区的泥水分离，污泥进入侧流厌氧发酵区进行发酵并筛选tetrasphaera菌，通过侧流发酵混合污泥回流泵回流至主流的厌氧区；
10.(3)启动厌氧区内的搅拌器进行混合反应，通过沉淀区回流过来的tetrasphaera
菌依靠发酵呼吸代谢将大分子物质降解为小分子的挥发性脂肪酸并释磷，同时产生的挥发性脂肪酸又被dechloromonas菌利用进行厌氧释磷；
11.(4)厌氧池处理后的混合液进入缺氧区，与通过硝化液回流泵回流的硝化液进行缺氧反硝化除磷反应；
12.(5)富含氨氮的上清液进入后硝化区，气泵开启并通过曝气器提供氧气，在生物填料附着的硝化菌作用下去除氨氮，反应结束后一部分排出，一部分回流。
13.进一步的，厌氧区控制orp≤-300mv，溶解氧≤0.01mg/l。
14.进一步的，缺氧区溶解氧≤0.1mg/l。
15.进一步的，硝化液回流比为200％。
16.对比现有技术，本发明的有益效果在于：
17.1、本发明在厌氧阶段，tetrasphaera菌依靠发酵呼吸代谢将大分子物质降解为小分子的挥发性脂肪酸等并释磷，同时产生的挥发性脂肪酸又可以被dechloromonas菌利用进行厌氧释磷，在缺氧阶段，两者协同进行反硝化除磷，可以降低对进水碳源的依赖，比传统好氧吸磷具有更加稳定高效的除磷性能，同时通过反硝化除磷“一碳两用”，进一步降低污泥产量、节省碳源和曝气量。
18.2、通过侧流厌氧发酵区和侧流发酵混合污泥回流泵，污泥经厌氧水解发酵后再回流至主流工艺中，起到污泥减量、提供内碳源的作用，并且能够筛选特定功能聚磷菌tetrasphaera，其具有完全不同的生理和代谢特性，可以直接利用大分子的葡萄糖、氨基酸等进行发酵释磷。
附图说明
19.附图1是本发明系统图。
20.附图中所示标号：1、厌氧区；2、缺氧区；3、沉淀区；4、硝化区；5、侧流厌氧发酵区；6、搅拌器；7、曝气器；8、生物填料；9、气泵；10、进水泵；11、硝化液回流泵；12、污泥回流泵；13、侧流发酵混合污泥回流泵。
具体实施方式
21.下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所限定的范围。
22.如图1所示，本发明提供基于生物协同反硝化-侧流强化主流反硝化除磷的系统，包包括进水泵10、主流反应区和侧流发酵区，主流反应区包括内部均设置搅拌器的厌氧区1和缺氧区2、沉淀区3、内部设置曝气器7和生物填料8的硝化区4、气泵9；侧流发酵区包括侧流厌氧发酵区5和侧流发酵混合污泥回流泵13；
23.进水泵10通过水管与厌氧区1连通，厌氧区1与缺氧区2连通，缺氧区2与沉淀区3连通，沉淀区3底部的排泥阀一个出口通过污泥回流泵12与厌氧区1连接，另一个出口连接侧流厌氧发酵区5并通过侧流发酵混合污泥回流泵13与厌氧区1连接，沉淀区3与硝化区4连通，硝化区4通过硝化液回流泵11与缺氧区2连通；气泵9与硝化区4内的曝气器7连接。
24.还包括plc控制器，plc控制器分别与进水泵1、搅拌器、污泥回流泵12、侧流发酵混
合污泥回流泵13、排泥阀、排水阀、硝化液回流泵11、气泵9通信连接。
25.其中，厌氧区1用于接收从沉淀区3回流的tetrasphaera和dechloromonas菌，tetrasphaera利用进水中碳源依靠发酵呼吸代谢将大分子物质降解为小分子的挥发性脂肪酸等并释磷，同时产生的挥发性脂肪酸又可以被dechloromonas菌利用进行厌氧释磷；
26.缺氧区用于接收厌氧区的混合液以及硝化区的回流液，实现反硝化除磷。
27.进一步的，还包括plc控制器，plc控制器分别与进水泵、搅拌器、污泥回流泵、侧流发酵混合污泥回流泵、排泥阀、排水阀、气泵通信连接，
28.基于生物协同反硝化-侧流强化主流反硝化除磷的方法，
29.1)、原水首先通过进水泵10连续进入除磷系统，同时进入到沉淀区3的污泥也同步回流至进入厌氧区1，同时进入到沉淀区3的污泥通过污泥回流泵12也同步进入厌氧区，厌氧区控制orp≤-300mv，溶解氧≤0.01mg/l。
30.2)、通过沉淀区3的原水进行泥水分离，污泥进入侧流厌氧发酵区5进行发酵并筛选dechloromonas菌，通过侧流发酵混合污泥回流泵13回流至主流的厌氧区1；
31.3)、启动厌氧区1内的搅拌器进行混合反应，通过沉淀区3回流过来的tetrasphaera菌依靠发酵呼吸代谢将大分子物质降解为小分子的挥发性脂肪酸并释磷，同时产生的挥发性脂肪酸又被dechloromonas菌利用进行厌氧释磷；
32.4)、厌氧池处理后的混合液进入缺氧区2，与通过硝化液回流泵11回流的硝化液进行缺氧反硝化除磷反应，缺氧区溶解氧≤0.1mg/l；硝化液回流比为200％；
33.5)、富含氨氮的上清液进入后硝化区4，气泵9开启并通过曝气器7提供氧气，在生物填料8附着的硝化菌作用下去除氨氮，反应结束后一部分排出，一部分回流。
34.实施例：
35.以实际生活污水为原水，出水数据指标显示，出水cod浓度为≤50mg/l，bod≤10mg/l，nh
4+-n浓度≤1mg/l，no
3-‑
n浓度为≤8mg/l，tn浓度≤10mg/l，tp≤0.3mg/l。同传统的好氧吸磷相比，碳源投加平均从40mg/l降低到20mg/l，吨水曝气能耗从平均0.35kw
·
h降低到0.22kw
·
h，污泥产量降低，污泥龄从12天延长至25天。
36.表1本技术与传统好氧吸磷技术性能对比
37.

技术特征：

1.基于生物协同反硝化-侧流强化主流反硝化除磷的系统，其特征在于：包括进水泵(10)、主流反应区和侧流发酵区，主流反应区包括内部均设置搅拌器的厌氧区(1)和缺氧区(2)、沉淀区(3)、内部设置曝气器(7)和生物填料(8)的硝化区(4)、气泵(9)；侧流发酵区包括侧流厌氧发酵区(5)和侧流发酵混合污泥回流泵(13)；进水泵(10)通过水管与厌氧区(1)连通，厌氧区(1)与缺氧区(2)连通，缺氧区(2)与沉淀区(3)连通，沉淀区(3)底部的排泥阀一个出口通过污泥回流泵(12)与厌氧区(1)连接，另一个出口连接侧流厌氧发酵区(5)并通过侧流发酵混合污泥回流泵(13)与厌氧区(1)连接，沉淀区(3)与硝化区(4)连通，硝化区(4)通过硝化液回流泵(11)与缺氧区(2)连通；气泵(9)与硝化区(4)内的曝气器(7)连接。2.根据权利要求1所述的基于生物协同反硝化-侧流强化主流反硝化除磷的系统，其特征在于：还包括plc控制器，plc控制器分别与进水泵1、搅拌器、污泥回流泵(12)、侧流发酵混合污泥回流泵(13)、排泥阀、排水阀、硝化液回流泵(11)、气泵(9)通信连接。3.基于生物协同反硝化-侧流强化主流反硝化除磷方法，其特征在于：1)、原水首先通过进水泵(10)连续进入除磷系统，同时进入到沉淀区(3)的污泥也同步回流至进入厌氧区(1)；2)、通过沉淀区(3)的泥水分离，一部分污泥进入侧流厌氧发酵区(5)进行发酵并筛选tetrasphaera菌，通过侧流发酵混合污泥回流泵(13)回流至主流反应区中的厌氧区(1)；3)、启动厌氧区(1)内的搅拌器进行混合反应，通过沉淀区(3)回流过来的tetrasphaera菌依靠发酵呼吸代谢将大分子物质降解为小分子的挥发性脂肪酸并释磷，同时产生的挥发性脂肪酸又被dechloromonas菌利用进行厌氧释磷；4)、厌氧区(1)处理后的混合液进入缺氧区(2)，与通过硝化液回流泵(11)回流的硝化液进行缺氧反硝化除磷反应；5)、富含氨氮的上清液进入硝化区(4)，气泵(9)开启并通过曝气器(7)提供氧气，在生物填料8)附着的硝化菌作用下去除氨氮，反应结束后一部分排出，一部分回流。4.根据权利要求3所述的基于生物协同反硝化-侧流强化主流反硝化除磷方法，其特征在于：厌氧区(1)控制orp≤-300mv，溶解氧≤0.01mg/l。5.根据权利要求3所述的基于生物协同反硝化-侧流强化主流反硝化除磷方法，其特征在于：缺氧区(2)溶解氧≤0.1mg/l。6.根据权利要求3所述的基于生物协同反硝化-侧流强化主流反硝化除磷方法，其特征在于：硝化液回流比为200％。

技术总结

本发明公开了基于生物协同反硝化-侧流强化主流反硝化除磷的系统及方法，包括进水泵、主流反应区和侧流发酵区，主流反应区包括内部均设置搅拌器的厌氧区和缺氧区、沉淀区、内部设置曝气器和生物填料的硝化区、气泵；侧流发酵区包括侧流厌氧发酵区和侧流发酵混合污泥回流泵。对比现有技术，本发明的有益效果在于：通过发酵除磷降低对进水挥发性脂肪酸的依赖，缺氧吸磷代替好氧吸磷，进一步节省曝气能耗，通过“一碳两用”实现同步脱氮除磷。实现同步脱氮除磷。实现同步脱氮除磷。