申请日2015.10.10
公开(公告)日2015.12.23
IPC分类号C02F101/16; C02F9/14
摘要
本发明公开了一种污水高效生物脱氮方法，污水依次流经沉砂池、厌氧池、缺氧池1、缺氧池2、好氧池、沉淀池进行处理;在缺氧池1后面续接混合液水解酸化池，利用兼性微生物和厌氧微生物将污水中不能被反硝化菌利用的有机物和活性污泥中的有机物部分转化为反硝化碳源;在混合液水解酸化池中，缺氧池1出水中的NO3-N被反硝化去除，并在混合液水解酸化池后续接缺氧池2，利用混合液水解酸化池中产生的反硝化碳源进行生物脱氮。本发明方法在不外加碳源、降低电耗、不影响其他污染物去除的前提下，采用活性污泥法，将污水和污泥中原来不能被反硝化菌利用的有机物转化成反硝化碳源，提高污水厂生物脱氮效果，降低污水厂出水中TN浓度，使出水TN达到5.0mg/L以下。
权利要求书
1.一种污水高效生物脱氮方法，污水依次流经沉砂池、厌氧池、缺氧池1、缺氧池2、 好氧池、沉淀池进行处理;其特征在于：在所述的厌氧池和缺氧池1中污水中的既有的反 硝化碳源被反硝化菌充分利用，缺氧池1出水中的有机物难于被反硝化菌利用;在所述的缺 氧池1、缺氧池2之间续接混合液水解酸化池，经过缺氧池1处理后的出水流入混合液水解 酸化池;在所述的混合液水解酸化池内，污水中不能被反硝化菌利用的有机物和活性污泥中 的有机物部分转化为反硝化碳源，混合液水解酸化池出水流入缺氧池2内;在所述的在缺氧 池2中，反硝化菌利用混合液水解酸化池产生的反硝化碳源继续进行生物脱氮处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，经缺氧池1处理后的出水，部分流入所 述的混合液水解酸化池，另一部分流入缺氧池2，水解酸化池含有反硝化碳源的出水流入缺 氧池2后继续进行处理。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，经过所述的缺氧池2处理后的出水 流入所述的好氧池内进行处理，好氧池内硝化细菌将污水中的NH3-N转化为NO3-N后，富 含NO3-N的出水回流至缺氧池1或/和缺氧池2，利用反硝化碳源进行生物脱氮处理，实现 生物脱氮作用。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的好氧池出水回流至缺氧池1或/和 缺氧池2进行处理，最终处理后的出水流入沉淀池进行泥水分离，沉淀池上清液为处理后的 洁净水排出即可，沉淀池污泥回流至厌氧池。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的沉淀池回流至厌氧池的回流污泥 中NO3-N浓度低，厌氧池内的反硝化菌彻底去除了水体中的NO3-N，从而使厌氧池内水体 中的NO3-N浓度低，在厌氧池中形成了严格的厌氧条件;厌氧池内的聚磷菌过量吸收的磷被 充分释放出来，增强了聚磷菌在好氧池的过量吸磷能力。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的混合液水解酸化池中含有的兼性 微生物和厌氧微生物，将污水中不能被反硝化菌利用的有机物以及活性污泥中的有机物部分 转化为易生物降解的有机物和挥发性脂肪酸，即为所述的反硝化碳源。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的混合液水解酸化池中的反硝化碳 源被反硝化菌利用，将污水在缺氧池1中没有被去除的NO3-N反硝化去除。
说明书
一种污水高效生物脱氮方法
技术领域
本发明涉及一种污水高效生物脱氮方法，属于污水处理领域。
背景技术
我国现有城镇污水厂3000余座，总处理能力达1.46亿m3/d，实际处理总量约1.2亿m3/d。 一般采用二级活性污泥法处理城镇生活污水，主要工艺为A2O、氧化沟、SBR。城镇生活污 水中的污染物主要包括有机物(以CODCr、BOD5表示)、N污染物(以NH3-N、TN表示)、 P污染物、SS等，大量污水厂的实际运行经验表明，除TN外，其它污染物在污水厂均能很 好地被去除，生物脱氮除磷二级污水厂出水CODCr、BOD5、NH3-N、TP、SS等均易达到地 表Ⅳ类水体要求。但TN的去除率与回流比有关，一般地，回流比(含内回流和外回流)不 超过400%，TN去除率亦不超过80%，出水TN在11±3mg/L左右，能够达到国家一级A标 准，无法达到地表Ⅳ类水体要求(≤1.5mg/L)。
污水厂出水的最终出路多为河流或湖泊，而N元素为主要的植物营养元素之一，污水 厂出水TN较高，属于超富营养类型，不利于保持和改善城市水环境，采用再生水补充城市 河湖，容易造成水体水质恶化，水体富营养化现象时有发生，为此，许多城市通过提标改造， 增建生物脱氮深度处理设施，用来降低出水TN。二级污水厂后续生物脱氮设施，不仅增加了 工程投资，工艺流程冗长、占地面积大、管理繁杂，而且由于城镇生活污水中的有机物在二 级处理时已经被去除，深度处理生物脱氮时必定要求外加碳源，导致生产再生水的成本高昂。 按目前市场价格计算(3000元/吨)，反硝化去除TN=1mg/L，外加碳源费用约0.01元/m3。 我国污水处理量约为1.46亿m3/d，则每去除TN=1mg/L，外加碳源费用约为146万元/d、5.33 亿元/年;若平均深度处理生物脱氮6mg/L，则外加碳源费用约为31.98亿元/年。深度生物脱 氮设施电耗约0.03度/m3.d，电价以0.62元/度计，则深度处理污水1.46亿m3/d，电费需271.6 万元/d、9.91亿元/年。以上二者合计，在二级污水处理后建设深度生物脱氮设施，增加的经 常性费用约为41.89亿元/年，另外，深度处理设施还增加了运行管理工作量，增加了人工成 本。此外，现有生物脱氮污水厂脱氮率低下的原因在于，在污水厂进水中反硝化碳源较少， 约占进水有机物的20%，污水中的多数有机物不能被反硝化菌利用，制约了污水厂的生物脱 氮效果。
目前，我国城镇生活污水处理厂出水N指标较高，污水厂出水的最终出路为天然水体， 导致我国自然水体和人工水体富营养化，水环境状况持续恶化、生态系统堪忧，为控制和改 善水环境状况、提升生态水平，国家每年需要投入大量的经费。因此，科学采用活性污泥法， 在不外加碳源、降低电耗的条件下，利用进水中的碳源在污水生物处理厂进行深度生物脱氮， 具有巨大的经济效益。而且在污水处理厂进行深度生物脱氮能够缩短工艺流程、减少占地面 积，简化运行管理、降低污水厂运行人工费;提高出水水质、提升生态环境水平，具有重大 的社会效益和环境效益。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的不足，而提供一种污水高效生物脱 氮方法，该方法在不外加碳源、降低电耗、不影响其他污染物去除的前提下，采用活性污泥 法，将污水中不能被反硝化菌利用的有机物和活性污泥中的有机物转化为反硝化碳源，提高 污水厂的生物脱氮效果，降低污水厂出水中TN浓度，使出水TN能够达到5mg/L以下。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种污水高效生物脱氮方法，污水依次流经沉砂池、厌氧池、缺氧池1、缺氧池2、好氧 池、沉淀池进行处理，在所述的厌氧池和缺氧池1中污水中的既有的反硝化碳源被反硝化菌 充分利用，缺氧池1出水中的有机物难于被反硝化菌利用;在所述的缺氧池1、缺氧池2之 间续接混合液水解酸化池，经过缺氧池1处理后的出水流入所述的混合液水解酸化池;在混 合液水解酸化池内污水中不能被反硝化菌利用的有机物以及活性污泥中的有机物部分转化为 反硝化碳源;所述的混合液水解酸化池出水流入缺氧池2内，在缺氧池2中，反硝化菌利用 混合液水解酸化池产生的反硝化碳源继续进行生物脱氮处理，提高了污水厂的生物脱氮效果。
上述技术方案中，经缺氧池1处理后的出水，部分流入所述的混合液水解酸化池，另一 部分流入缺氧池2(传输量为r3Q)，水解酸化池含有反硝化碳源的出水流入缺氧池2后继续 进行处理。
上述技术方案中，经过所述的缺氧池2处理后的出水流入好氧池内进行处理，所述的好 氧池内含有硝化细菌，污水经过硝化细菌作用后将NH3-N转化为NO3-N，经硝化作用后的出 水中富含NO3-N，富含NO3-N的出水回流至缺氧池1(回流量为r1Q)或/和缺氧池2(回流 量为r2Q)，利用反硝化碳源进行生物脱氮处理，实现生物脱氮作用。
上述技术方案中，所述的好氧池出水回流至缺氧池1或/和缺氧池2进行处理，最终处理 后的出水流入沉淀池进行泥水分离，沉淀池上清液为处理后的洁净水排出即可，沉淀池污泥 回流至(回流量为RQ)厌氧池，用以保证生化系统的污泥浓度，剩余污泥排除出活性污泥系 统。
上述技术方案中，所述的沉淀池回流至厌氧池的回流污泥中NO3-N浓度低，厌氧池内的 反硝化菌可以彻底地去除厌氧池中的NO3-N，从而使厌氧池内水体中的NO3-N浓度低，在厌 氧池中形成了严格的厌氧条件;厌氧池内的聚磷菌过量吸收的磷被充分释放出来，增强了聚 磷菌在好氧池的过量吸磷能力，提高了生物除磷效果，污水厂沉淀池出水TP均值能够直接达 到一级A。
上述技术方案中，所述的混合液水解酸化池中含有的兼性微生物和厌氧微生物，将污水 中不能被反硝化菌利用的有机物以及活性污泥中的有机物部分转化为易生物降解的有机物和 挥发性脂肪酸，这些有机物和挥发性脂肪酸可作为反硝化碳源继续利用，从而增加了污水中 的反硝化碳源。
上述技术方案中，所述的混合液水解酸化池中的反硝化碳源被反硝化菌利用，将污水中 在缺氧池1中没有被去除的NO3-N反硝化去除，提高了污水厂的生物脱氮效果。
本发明的技术优点在于：
在不外加碳源、降低电耗、不影响污水厂对其它污染物去除效果的前提下，采用活性污 泥法，将污水中原来不能被反硝化菌利用的有机物和活性污泥中的有机物部分转化为反硝化 碳源，增加污水中的反硝化碳源，提高污水厂的生物脱氮效果，降低污水厂出水中TN浓度; 该方法提高了污水厂出水水质，减少了深度处理生物脱氮所需投加的碳源量，提升了生态环 境水平，具有重大的经济效益、环境效益和社会效益。