一种恒水位SBR工艺回流污泥脱除总氮的系统及方法与流程

本发明属于环境工程污水治理技术领域，具体涉及一种恒水位sbr工艺回流污泥脱除总氮的系统及方法。

背景技术：

随着国家对污水厂排放指标的日益提升，原有的处理工艺往往难以满足排放要求。很多污水厂面临提标改造。其中总氮作为重要的排放标准，以其难处理性和高成本性，令很多水厂头痛不已。

目前处理总氮的方法主要有活性污泥法的a2o工艺和sbr工艺，以及后置反硝化滤池工艺。

传统a2o为了达到厌氧区的污泥浓度和脱氮效果，通常要控制回流比100%至400%，能耗较大。a2o工艺的tn脱除率和回流比密切相关。工程实践中a2o回流比控制在100%至200%是出于经济成本考虑，但是要求来水tn低于70mg/l才可以达到一级a标准。如果来水超过70mg/l则较难达标。

sbr工艺虽然不存在回流和污泥浓度的问题，但是需要厌氧、好氧交替运行，效率较低，周期很长。曝气周期结束后溶解氧通常需要20分钟才能降低到厌氧状态，如果想达到理想的脱除总氮的效果可能需要搅拌反应较长时间，无法满足日益增长的城市污水处理量。

后置反硝化滤池主要问题是需要额外投加碳源（乙酸钠或者甲醇），水处理成本较高。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对上述现有技术存在问题，提出一种设备简单、操作安装方便、脱氮效率高、运行及装置费用极低的恒水位sbr工艺回流污泥脱除总氮的系统。本发明的另一目的是提供一种利用该系统脱除总氮的方法。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：一种恒水位sbr工艺回流污泥脱除总氮的系统，其特征在于：包括cwsbr控制区、cwsbr反应区及污泥回流组件，所述cwsbr控制区内设cwsbr进水口、搅拌器。所述cwsbr控制区与cwsbr反应区之间通过柔性水帆分隔，并通过污泥回流组件连接，所述污泥回流组件包括回流泵、回流管道，所述回流泵位于cwsbr反应区内，回流泵通过回流管道连接至cwsbr控制区。

所述污泥回流组件还包括固定支架2、回流泵导轨3，所述固定支架2连接回流管道5并将其固定于cwsbr反应区7内，所述回流泵导轨3上端连接用于牵引回流泵沿导轨运动的滑轮，下端固定连接于cwsbr反应区7池底。

所述搅拌器通过位于cwsbr控制区池顶部的滑轮装置实现下放及上移。

所述回流泵4的功率7.5kw。

一种利用所述系统脱除总氮的方法，其特征在于：具体运行周期时序为：进水+搅拌22分钟曝气30分钟→进水+搅拌22分钟曝气30分钟→进水+曝气22分钟曝气30分钟→沉淀48分钟→滗水36分钟→滗水排泥15分钟，控制区搅拌器为就地常开，在滗水结束时开启回流泵，直到cwsbr下一个沉淀周期前关闭回流泵。

所述cwsbr控制区6溶解氧控制在0.5mg/l以下；cwsbr反应区7曝气时控制溶解氧在2~3mg/l，搅拌时控制溶解氧在0.2mg/l以下。

本发明特点如下：

1.初投资费用低，大体只相当于目前同样容量脱总氮设备投资的千分之一。

2.运行费用低。和传统的a2o回流比控制在100-400%相比，只需要控制回流比40%以下，大幅节能。无需投加碳源，运行成本大幅降低。

3.对来水总氮没有上限要求，只要有合适的碳氮比，即使来水总氮浓度较高仍然可以达标。

4.无任何二次污染，没有废弃物，也不需添加剂。

5.脱总氮效率高，出水稳定达标。

附图说明

图1为本发明平面图；

图2为图1中b-b剖面图；

图3为图1中a-a剖面图；

图4为cwsbr控制区搅拌器剖面图；

图中：1柔性水帆，2固定支架，3回流泵导轨，4回流泵5回流管道，6cwsbr控制区，7cwsbr反应区，8cwsbr进水口，9滑轮装置，10搅拌器。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施例对本发明进一步说明，但本发明不局限于具体实施例。

实施例1

如图1-图4所示，一种恒水位sbr工艺回流污泥脱除总氮的系统，包括cwsbr控制区6、cwsbr反应区7及污泥回流组件，所述cwsbr控制区6内设cwsbr进水口8、搅拌器10。所述cwsbr控制区6与cwsbr反应区7之间通过柔性水帆1分隔，并通过污泥回流组件连接，所述污泥回流组件包括回流泵4、回流管道5，所述回流泵4位于cwsbr反应区7内，回流泵4通过回流管道5连接至cwsbr控制区6，所述回流泵4的功率7.5kw。

所述污泥回流组件还包括固定支架2、回流泵导轨3，所述固定支架2连接回流管道5并将其固定于cwsbr反应区7内，所述回流泵导轨3上端连接用于牵引回流泵沿导轨运动的滑轮，下端固定连接于cwsbr反应区7池底。安装时用池顶的滑轮沿着70*70*4的导轨把设备送到池底，安装固定。检修时再用池顶滑轮捞起设备。同理，所述搅拌器10通过位于cwsbr控制区6池顶部的滑轮装置9实现下放及上移。

实施例2

一种利用实施例1中所述系统进行脱除总氮的方法，对于日处理量约6000吨的恒水位cwsbr（恒水位sbr）反应池，设计相应的150立方/小时回流泵一台，支架、导轨（70*70*4方钢l=5600mm）、回流管道（dn400）一套。同时利用plc实现自动化控制，使之与主控室程序保持同步，具体运行周期时序为：进水+搅拌22分钟曝气30分钟→进水+搅拌22分钟曝气30分钟→进水+曝气22分钟曝气30分钟→沉淀48分钟→滗水36分钟→滗水排泥15分钟，控制区搅拌器为就地常开，在滗水结束时开启回流泵，直到cwsbr下一个沉淀周期前关闭回流泵，这样可以避免回流扰动，影响出水效果。所述cwsbr控制区6溶解氧控制在0.5mg/l以下；cwsbr反应区7曝气时控制溶解氧在2~3mg/l，搅拌时控制溶解氧在0.2mg/l以下。由此，将反应区的活性污泥回流至控制区，使本来只有暂存功能的控制区变成厌氧反应区，达到脱除总氮的目的。总氮脱除率可达90％以上，出水可以满足一级a标准。

本发明的原理如下：

传统cwsbr（恒水位sbr）工艺无回流，厌氧好氧都在同一个反应池内完成，所以需要厌氧、好氧交替运行，效率较低，周期很长。曝气周期结束后溶解氧通常需要较长时间才能降低到0.5mg/l以下。如果想达到理想的脱除总氮的效果，每个周期可能需要搅拌反应1小时以上，无法满足日益增长的城市污水处理量。

回流反应区污泥到控制区，使本来只有暂存功能的控制区变成厌氧反应区，达到高效快速脱除总氮的目的。

化学反应原理如下：

no3^-（硝态氮）+ch3oh（碳源）→n2+co2+h2o+能量（反硝化作用）

在污泥回流搅拌区，cod和tn降幅明显；在反应区cod和tn降幅不大。说明在污泥回流搅拌区回流的污泥已经和污水进行了较充分的反硝化；而反应区内cod较低，所以出口的cod、tn和污泥回流搅拌区降幅不明显。污泥回流搅拌区主要进行了反硝化，降低了cod和tn；反应区主要进行了硝化，降解了nh3-n或者转化为no3^-。污泥回流搅拌区污泥降解总氮幅度可以达到30mg/l。