一种利用污泥发酵强化AB法脱氮除磷的装置及其制备方法

本发明涉及脱氮除磷，具体为一种利用污泥发酵强化ab法脱氮除磷的装置及其制备方法。

背景技术：

1、在污水处理的同时实现碳捕获与能量回收、营养物高效去除与回收，并减少能源与外部碳源的投入和碳排放，是未来污水处理技术的发展方向。传统污水处理工艺需要足够的碳源才能实现良好的脱氮除磷效果，但大部分污水厂普遍存在进水碳源不足的问题。投加的大量商业碳源可保证脱氮除磷效果，但在增加运行成本的同时还增加了碳排放。近年来，吸附生物氧化(ab)法被认为是未来可持续的污水处理工艺。该方法的a段工艺将污水中大部分的有机物截留并转移至厌氧消化池，实现碳捕获和能量回收；b段工艺通过部分硝化与厌氧氨氧化耦合的方式实现完全自养脱氮，从而减少了曝气的能源消耗、对外部碳源的依赖，以及大量污泥处理的需求。然而，ab法b段工艺主要关注于生物脱氮，却很少考虑生物除磷的引入和性能优化。这与b段工艺无法为聚磷菌提供足够的进水碳源和厌氧-好氧交替条件有关。近年来，一种利用活性污泥工艺回流污泥或剩余污泥发酵产生的挥发性脂肪酸等有机物作为内碳源促进生物除磷的工艺改进思路受到越来越多的关注。

技术实现思路

1、针对背景技术提出的问题，本发明提出一种利用污泥发酵强化ab法脱氮除磷的装置及其制备方法，针对如何在ab法b段工艺实现高效生物脱氮除磷的问题，提出在b段工艺侧流引入厌氧发酵反应器、利用b段回流污泥侧流发酵产生的内碳源和a段剩余污泥发酵液强化生物脱氮除磷效果的改进工艺。该工艺通过侧流反应器的厌氧环境提高了聚磷菌(paos)对碳源的竞争力，抑制了聚糖菌(gaos)的生长，同时侧流反应器内厌氧/缺氧交替的环境为筛选可同步进行反硝化与生物吸磷的反硝化聚磷菌(dpaos)创造了有利条件，从而富集paos与dpao，同步实现短程脱氮与高效生物除磷。

2、本发明的一种利用污泥发酵强化ab法脱氮除磷的装置，包括b段工艺进水泵、b段工艺进水泵依次连接厌氧池、第一好氧池、第二好氧池、第三好氧池、第四好氧池、b段沉淀池进泥泵、b段沉淀池、移动床生物反应器；b段沉淀池设置有出水口与排泥口，出水口连接有移动床生物反应器，排泥口连接有污泥回流泵、侧流反应器进泥泵，侧流反应器进泥泵连接有侧流反应器，污泥回流泵与侧流反应器进泥泵、侧流反应器并连连接，侧流反应器连接有侧流反应器排泥泵、侧流反应器进水泵。

3、优选的，所述第一好氧池、第二好氧池、第三好氧池、第四好氧池、移动床生物反应器、侧流反应器均连接有搅拌器。

4、优选的，所述第四好氧池连接有在线监测传感器。

5、优选的，所述第一好氧池、第二好氧池、第三好氧池、第四好氧池内的曝气头分别与曝气泵相连。

6、一种利用污泥发酵强化ab法脱氮除磷的装置的制备方法，包括如下步骤：

7、步骤1：b段工艺进水通过b段工艺进水泵将水抽进厌氧池，厌氧池出水通过重力流进入第一好氧池，第一好氧池出水通过重力流进入第二好氧池，第二好氧池出水通过重力流进入第三好氧池，第三好氧池出水通过重力流进入第四好氧池；

8、步骤2：在线监测传感器对第四好氧池中的nh4+-n、no3--n与no2--n进行监测，控制曝气泵的开启与关闭，第四好氧池的水通过b段沉淀池进泥泵进入b段沉淀池，b段沉淀池的水经出水口通过重力流进入移动床生物反应器，部分回流污泥通过排泥口经污泥回流泵进入主流厌氧池，另一部分回流污泥通过侧流反应器进泥泵进入侧流反应器；

9、步骤3：第二进泥泵将a段初沉池剩余污泥发酵液抽入侧流反应器，侧流反应器污泥混合液通过侧流反应器排泥泵进入厌氧池重复下一个循环。

10、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

11、1)装置由主流工艺的厌氧池、好氧池、b段沉淀池、移动床生物反应器，以及侧流工艺的厌氧发酵反应器组成。在原有b段工艺基础上引入侧流反应器，并将部分b段沉淀池产生的回流污泥引入侧流反应器。侧流反应器在间歇搅拌的情况下实现污泥水解发酵并产生挥发性脂肪酸。同时，将部分a段剩余污泥发酵液引入侧流反应器，与b段回流污泥发酵产酸一起，作为内碳源用于生物脱氮除磷。另外，所述方法中的侧流反应器具有较长的污泥停留时间和深度厌氧条件，产生的挥发性脂肪酸组分复杂，将有利于聚磷菌、反硝化聚磷菌等功能微生物的富集和筛选，从而进一步强化生物脱氮除磷效果。该方法将a段初沉池剩余污泥发酵、b段回流污泥发酵与b段原有工艺耦合，在减少外碳源投加、提高生物脱氮除磷性能的同时还可实现污泥的减量化与资源化。

12、2)通过向侧流反应器提供高浓度溶解性有机物(scod)，定向筛选脱氮除磷功能微生物，实现主流短程硝化-厌氧氨氧化，减少生物脱氮所需碳源，同时实现高效聚磷菌与反硝化聚磷菌的富集；将初沉池污泥发酵与回流污泥侧流发酵技术联合，充分开发利用内碳源强化脱氮除磷工艺，减少对外碳源的依赖；

13、3)将部分回流污泥资源化，减少污泥处置成本；

14、4)与传统工艺相比，单独设置侧流厌氧发酵池，减少了对主流原有工艺的影响，易于水厂工艺的改造与施工。

技术特征：

1.一种利用污泥发酵强化ab法脱氮除磷的装置，其特征在于，包括b段工艺进水泵(16)、b段工艺进水泵(16)依次连接厌氧池(1)、第一好氧池(2)、第二好氧池(3)、第三好氧池(4)、第四好氧池(5)、b段沉淀池进泥泵(7)、b段沉淀池(8)、移动床生物反应器(11)；b段沉淀池(8)设置有出水口(9)与排泥口(10)，出水口(9)连接有移动床生物反应器(11)，排泥口(10)连接有污泥回流泵(12)、侧流反应器进泥泵(13)，侧流反应器进泥泵(13)连接有侧流反应器(14)，污泥回流泵(12)与侧流反应器进泥泵(13)、侧流反应器(14)并连连接，侧流反应器(14)连接有侧流反应器排泥泵(15)、侧流反应器进水泵(17)。

2.根据权利要求1所述的一种利用污泥发酵强化ab法脱氮除磷的装置，其特征在于：所述厌氧池(1)、第一好氧池(2)、第二好氧池(3)、第三好氧池(4)、第四好氧池(5)、移动床生物反应器(11)、侧流反应器(14)均连接有搅拌器(1.1)。

3.根据权利要求1所述的一种利用污泥发酵强化ab法脱氮除磷的装置，其特征在于：所述第四好氧池(5)连接有在线监测传感器(18)。

4.根据权利要求1所述的一种利用污泥发酵强化ab法脱氮除磷的装置，其特征在于：所述第一好氧池(2)、第二好氧池(3)、第三好氧池(4)、第四好氧池(5)内的曝气头分别与曝气泵(6)相连。

5.一种采用权利要求1-4任意一项所述的利用污泥发酵强化ab法脱氮除磷的装置的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本发明涉及脱氮除磷技术领域，具体公开了一种利用污泥发酵强化AB法脱氮除磷的装置，包括B段工艺进水泵、B段工艺进水泵依次连接厌氧池、第一好氧池、第二好氧池、第三好氧池、第四好氧池、B段沉淀池进泥泵、B段沉淀池、移动床生物反应器；B段沉淀池设置有出水口与排泥口，出水口连接有移动床生物反应器，排泥口连接有污泥回流泵、侧流反应器进泥泵，侧流反应器进泥泵连接有侧流反应器，污泥回流泵与侧流反应器进泥泵、侧流反应器并连连接，侧流反应器连接有侧流反应器排泥泵、侧流反应器进水泵。实现主流短程硝化‑厌氧氨氧化，减少生物脱氮所需碳源，同时实现高效聚磷菌与反硝化聚磷菌的富集。

技术研发人员：王东琦,黄梦博,李凯龙,林奕杉,李家科
受保护的技术使用者：西安理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17