[发明专利]一种污泥内碳源强化低C/N比城市生活污水脱氮除磷耦合污泥减量的装置与方法

说明书

技术领域：

本发明涉及污泥内碳源强化低C/N比(摩尔比)城市生活污水脱氮除磷耦合污泥减量的装置与方法，属于低碳氮比城市污水处理和污泥减量的技术领域。

背景技术：

我国城市污水普遍存在碳源不足，C/N比(摩尔比)较低的问题，而传统的缺氧/厌氧/好氧SBR在处理污水过程中存在聚磷菌和反硝化菌之间存在对碳源的竞争，因此为实现城市生活污水的深度脱氮除磷，强化出水效果，往往需要投加外碳源(乙酸钠、乙醇等)来提高进水的C/N比(摩尔比)，然而外碳源的投加导致剩余污泥的产量大幅增加。外加碳源和剩余污泥的处理均增加了污水处理厂的运行费用。

剩余污泥发酵可产生大量的挥发性脂肪酸，且挥发性脂肪酸是生物脱氮除磷的优质碳源，因此剩余污泥经厌氧发酵既可解决碳源缺乏问题又可解决污泥的处理处置问题；但发酵过程伴随着高浓度的氨氮和磷的释放，在应用发酵液做碳源时需去除产生的氨氮和磷。

本发明利用回收氨氮和磷后的剩余污泥发酵液强化城市生活污水脱氮除磷，系统无需外加碳源，在实现系统深度脱氮除磷的同时达到污泥减量的效果，进而降低污水处理厂的运行成本。

发明内容：

本发明为解决城市生活污水C/N比(摩尔比)较低和剩余污泥处理处置较难的问题，提出污泥内碳源强化低C/N比城市生活污水脱氮除磷耦合污泥减量的装置与方法。本装置和方法中将去除氨氮和磷的剩余污泥发酵液分别用作脱氮SBR和除磷SBR的外加碳源，提高系统的脱氮除磷效果，同时脱氮SBR和除磷SBR的排泥直接排入发酵装置进行发酵产酸，达到污泥减量的效果。

一种污泥内碳源强化城市生活污水脱氮除磷耦合污泥减量的装置和方法，其特征在于设有城市污水箱(1)、脱氮SBR(2)、中间水箱(3)、除磷SBR(4)、剩余污泥箱(5)、污泥发酵装置(6)、沉淀池(7)和发酵液脱氮除磷池(8)；

城市污水箱(1)中的生活污水通过第一进水泵(2-1)进入脱氮SBR(2)，脱氮SBR(2)的出水通过排水泵(2-5)排入中间水箱(3)，中间水箱(3)中的硝化液通过第二进水泵(4-1)进入除磷SBR(4)，除磷SBR(4)的出水直接排出；脱氮SBR(2)和除磷SBR(4)的排泥分别通过第一排泥泵(2-4)和第二排泥泵(4-2)排入剩余污泥箱(5)中，再通过污泥投加泵(6-3)投加到污泥发酵装置(6)中；污泥发酵装置(6)中的发酵混合物通过发酵排泥泵(6-4)排入沉淀池(7)中，沉淀池(7)的出水排入发酵液脱氮除磷池(8)中，去除氮磷的发酵液分别通过第一发酵液投加泵(8-3)和第二发酵液投加泵(8-2)投加至脱氮SBR(2)和除磷SBR(4)中。

脱氮SBR(2)通过第一气体流量计(2-6)与曝气泵(2-3)相连，并设有第一搅拌器(2-2)和第一溶解氧测定仪(2-7)；除磷SBR(4)设有第二搅拌器(4-3)、第二气体流量计(4-6)、第二溶解氧测定仪(4-5)和出水口(4-4)；污泥发酵装置(6)设有第三搅拌器(6-1)和pH测定仪(6-2)；沉淀池(7)设有排泥口(7-1)；发酵液脱氮除磷池(8)设有第四搅拌器(8-1)、加药口(8-5)和鸟粪石回收口(8-4)。

在本发明装置中，城市生活污水和污泥的处理流程为：生活污水进入脱氮SBR和除磷SBR分别进行脱氮除磷，最终出水有除磷SBR排除；脱氮SBR和除磷SBR的剩余污泥排入污泥发酵装置，根据发酵装置的SRT每天排放定量的发酵污泥于沉淀池中进行泥水分离，沉淀池中的上清液排入发酵液脱氮除磷池进行鸟粪石回收，去除氨氮和磷的发酵液作为脱氮SBR和除磷SBR的外加碳源。

一种污泥内碳源强化城市生活污水脱氮除磷耦合污泥减量的装置和方法，其特征在于包含以下步骤：

2.1启动阶段：接种脱氮污泥至脱氮SBR(2)，控制污泥浓度在2000-3000mg/L；接种除磷污泥至除磷SBR(4)，控制污泥浓度在2000-3000mg/L；将浓度为8000-10000mg/L的剩余污泥加入至污泥发酵装置(6)并进行厌氧搅拌，控制发酵pH＝9-10，温度为25-35℃；脱氮SBR系统启动成功的标志是系统出水COD＜50mg/L，NH₄⁺-N＜1mg/L，TN＜15mg/L；除磷SBR系统启动成功的标志是系统出水COD＜50mg/L，PO₄^3--P＜1mg/L；发酵装置启动成功的标志是污泥发酵液中的SCOD和SCFAs浓度稳定。(波动范围不超过500mg/L即可认为是稳定)

2.2运行阶段：