由污泥栗14栗入SBR反应器3，保证调节池6会排入SBR反应器正常反应体积的水量。调节池6和SBR反应器3之间设有提升栗14和阀门、SBR反应器3之和间歇反应器4之间设有提升栗13和阀门。初级沉淀池I的沉淀出口连接厌氧发酵罐2的污泥进口，初沉污泥经过初沉池I后和有机生活垃圾一起进入厌氧污泥发酵罐2后排出，初级沉淀池I和厌氧污泥发酵罐2之间设有污泥栗12，厌氧发酵罐2的发酵液流出口连接SBR反应器3的污泥厌氧发酵液流入口并设有污水栗15，且厌氧发酵罐2的发酵液流出口还连接间歇式反应器4的污泥厌氧发酵液流入口，活性污泥依次经过SBR反应器3、间歇反应器4后进行PHAs收集、排放。间歇式反应器4的出水口污水排出后直接连接SBR反应器3的进水口进行循环。
[0023]初级沉淀池I中的初沉污泥带走污水中10 %?20 %的氮，初沉污泥和有机生活垃圾进入厌氧发酵罐2中进行厌氧发酵。有机生活垃圾事先破碎，每升初沉污泥掺入0.8kg有机生活垃圾并有SBR反应器3中污水稀释至总固体量为7%，厌氧发酵罐2内发酵液维持在35± 1.5度、pH?5.0，发酵罐2有机负荷为20kgTVS/m.d，水力停留时间为7天，初沉污泥和有机生活垃圾发酵液C0D:N:P = 200:11:3。厌氧发酵罐2内的发酵液连接栗入SBR反应器3和间歇式反应器4，两个曝气风机9、10分别连通SBR反应器3和间歇式反应器4的底部。
[0024]初级沉淀池I中的污水流经调节池6以及厌氧发酵罐2中的发酵液进入SBR反应器3中进行脱氮除磷和PHAs合成。SBR反应器3的一个反应周期由进水、反应(好氧、厌氧)、沉淀、出水和闲置五个基本工序组成。首先，污泥厌氧发酵液在好氧阶段前栗入SBR反应器3提供生成PHAs所需的VFAs和脱氮除磷所需的碳源。好氧富营养条件下微生物合成PHAs并将NH4+转化为NO2-并大量吸收P形成胞内多聚磷酸盐，厌氧贫营养条件下多聚磷酸盐用于微生物合成PHAs并将NO〗—转化为N2。具体的，好氧阶段时间为150min、D0值维持在2?3mg//L，厌氧阶段时间为SOmirupHdO和氧化还原电位ORP监测设备用于监控SBR反应器3运行效果，DO值超出预定范围自动打开/关闭曝气风机9，反应器中固体停留时间(SRT)24天。厌氧反应结束时将活性污泥由污泥栗13栗入间歇式反应器4。反应结束后污水经消毒池8排放，出水氮去除率90%，剩余氮含量满足出水要求。
[0025]活性污泥进入间歇式反应器4后进行连续曝气和搅动，保持2mg//L的DO值，pH、D0和氧化还原电位监测设备17用于监控间歇式反应器4的运行效果，DO值超出预定范围自动打开/关闭曝气风机10。污泥厌氧发酵液栗入间歇式反应器4提供VFAs和碳源，富集后的活性污泥冷冻干燥，按40mL/g污泥的配比用氯仿萃取，抽提液冷却后按60倍冷甲醇做沉淀剂析出PHAs，过滤收集。
【主权项】
1.一种综合PHAs合成和脱氮除磷的污水生物反应装置，其特征在于:包括初级沉淀池、进水口连接初级沉淀池出水口的调节池、进水口连接调节池出水口的好氧-厌氧序批式活性污泥法反应器，所述初级沉淀池的沉淀出口连接厌氧发酵罐的污泥进口，所述厌氧发酵罐的发酵液流出口分别连接好氧-厌氧序批式活性污泥法反应器的污泥厌氧发酵液流入口和间歇式反应器的污泥厌氧发酵液流入口，所述间歇反应器设有排泥口。2.根据权利要求1所述的综合PHAs合成和脱氮除磷的污水生物反应装置，其特征在于:所述好氧-厌氧序批式活性污泥法反应器和间歇式反应器的底部安装有曝气设备。3.根据权利要求1或2所述的综合PHAs合成和脱氮除磷的污水生物反应装置，其特征在于:所述好氧-厌氧序批式活性污泥法反应器和间歇式反应器的内部设有DO、pH、ORP监测设备。4.根据权利要求1所述的综合PHAs合成和脱氮除磷的污水生物反应装置，其特征在于:所述间歇式反应器的出水口连接至所述好氧-厌氧序批式活性污泥法反应器的进水口。5.—种综合PHAs合成和脱氮除磷的污水生物反应处理工艺，其特征在于:包括以下步骤: (1)市政污水流经初级沉淀池后流入调节池，在调节池中对pH和水量进行调解后栗入好氧-厌氧序批式活性污泥法反应器； (2)有机生活垃圾和初级沉淀池得到的初沉污泥在厌氧发酵罐中进行厌氧发酵，为好氧-厌氧序批式活性污泥法反应器中PHAs的合成和脱氮除磷提供VFA和碳源； (3)初级沉淀池产生的污水和厌氧发酵罐中的污泥厌氧发酵液进入好氧-厌氧序批式活性污泥法反应器中进行脱氮除磷和PHAs合成； (4)好氧-厌氧序批式活性污泥法反应器中的活性污泥和厌氧发酵罐中的污泥厌氧发酵液进入间歇式反应器后进行连续曝气和搅动，保持2mg/L的DO值，富集后的活性污泥冷冻干燥，按40mL/g污泥的配比用氯仿萃取，抽提液冷却后按60倍冷甲醇做沉淀剂析出PHAs，过滤收集。6.根据权利要求5所述的综合PHAs合成和脱氮除磷的污水生物反应处理工艺，其特征在于:步骤(2)有机生活垃圾事先破碎，每升初沉污泥掺入0.8kg有机生活垃圾并用好氧-厌氧序批式活性污泥法反应器中污水稀释至总固体量为7%，所述厌氧发酵罐内发酵液维持在35 ± 1.5度、pH?5.0，发酵罐有机负荷为20kgTVS/m.d，水力停留时间为7天，初沉污泥和有机生活垃圾发酵液COD: N: Ρ=200:11:3ο7.根据权利要求5所述的综合PHAs合成和脱氮除磷的污水生物反应处理工艺，其特征在于:步骤(2)厌氧消化包括为好氧-厌氧序批式活性污泥法反应器提供VFA和碳源的水解阶段和酸化阶段，在酸化阶段VFA浓度最高。8.根据权利要求5所述的综合PHAs合成和脱氮除磷的污水生物反应处理工艺，其特征在于:步骤(3)好氧-厌氧序批式活性污泥法反应器一个周期由进水、反应、沉淀、出水和闲置5个基本工序组成，本流程将反应阶段划分为好氧、厌氧两个阶段:污泥厌氧发酵液在好氧阶段前栗入反应器提供生成PHAs所需的VFA和脱氮除磷所需的碳源，好氧富营养条件下微生物合成PHAs并将NH4+转化为NO〗—并大量吸收P形成胞内多聚磷酸盐，厌氧贫营养条件下多聚磷酸盐用于微生物合成PHAs并将NO〗—转化为N2,好氧阶段时间为150min、D0值维持在2?3mg/L，厌氧阶段时间为50min，pH、D0和ORP监测设备用于监控好氧-厌氧序批式活性污泥法反应器运行效果，DO值超出预定范围自动打开/关闭曝气风机，反应器中固体停留时间24天，厌氧反应结束时将活性污泥由污泥栗栗入间歇式反应器，反应结束后污水消毒后排放。
【专利摘要】本发明公开了一种综合PHAs合成和脱氮除磷的污水生物反应装置及其工艺，市政污水流经初级沉淀池后流入调节池，在调节池中进行调解后泵入好氧-厌氧序批式活性污泥法反应器，有机生活垃圾和初级沉淀池得到的初沉污泥在厌氧发酵罐中进行厌氧发酵，为好氧-厌氧序批式活性污泥法反应器中PHAs的合成和脱氮除磷提供VFA和碳源，间歇式反应器后进行连续曝气和搅动，富集后的活性污泥进行提取纯化。本发明使用由厌氧发酵罐内初沉污泥和有机生活垃圾的发酵液为活性污泥合成PHAs提供VFAs、碳源供活性污泥生长和脱氮除磷，该方法在SBR中选择并增殖具有PHAs贮存能力的微生物种群，采用亚消化/反亚消化作用脱氮，又能极大地降低外加碳源的成本，实现了污水高效脱氮除磷的同时活性污泥和有机生活垃圾的资源化。
【IPC分类】C02F9/14, C02F3/30
【公开号】CN105645687
【申请号】
【发明人】李轶, 吴海楠, 张焕军, 牛丽华, 朱晓晓
【申请人】河海大学
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年1月26日