申请日2015.08.24
公开(公告)日2015.11.18
IPC分类号C02F3/30
摘要
本发明涉及环境保护技术，一种低碳氮比生活污水处理新工艺。已有工艺处理低碳氮比生活污水时存在如下问题：厌氧释磷和反硝化脱氮对碳源的竞争;硝化菌代谢周期长，而异养菌和聚磷菌代谢周期短;硝化菌和异氧菌对氧的竞争，只有当有机物降解完全时硝化菌才能成为优势种群;此外，构筑物多、能耗大、成本高、操作麻烦。本发明步骤如下：生活污水进入厌氧池，厌氧池泥水混合液进入沉淀池，沉淀池上清液自流至好氧生物膜硝化池，同时进行曝气提供溶解氧(Dissolved?Oxygen,DO)，沉淀污泥超越至缺氧池，缺氧池泥水混合液进入沉淀池，沉淀池上清液排放，沉淀污泥回流至厌氧池，出水满足国家《城镇污水厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A排放标准。本发明的优点是：污水处理效果好;不需要外加碳源;能量消耗低，水处理成本低;工艺建造成本低，操作方法;保护环境，利于水环境质量改善。
权利要求书
1.一种低碳氮比生活污水处理新工艺，步骤如下：
(1)生活污水进入厌氧池;
(2)厌氧池泥水混合液进入沉淀池;
(3)沉淀池上清液自流至好氧生物膜硝化池，同时进行曝气提 供溶解氧(DissolvedOxygen,DO)，沉淀污泥超越至缺氧池;
(4)缺氧池泥水混合液进入沉淀池;
(5)沉淀池上清液排放，沉淀污泥回流至厌氧池。
2.根据权利要求(1)所述污水处理新工艺，其特征在于：步骤 (3)所述DO浓度，大于2mg/L。
说明书
一种低碳氮比生活污水处理新工艺
技术领域
本发明涉及环境保护技术，具体地说是一种低碳氮比生活污水处 理新工艺。
背景技术
随着经济的快速发展，水体富营养化的现象也愈发严重，如巢湖、 太湖和滇池。氮、磷元素是引起水体富营养化的两个重要因子，许多 国家对其排放浓度都有着严格限制。我国国家环境保护部要求城镇污 水处理厂出水排入重点流域及湖泊、水库等封闭、半封闭水域时，必 须严格执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的 一级A标准。
为了生活污水处理氮和磷的达标排放，各地加速城镇污水处理厂 建设或升级改造的步伐，应用最广泛的是厌氧/缺氧/好氧 (Anaerobic-Anoxic-Oxic,A2O)工艺。该工艺的主要优点是：(1)可 在常规活性污泥法的基础上改造而成，改造简便易行;(2)抗冲击负 荷能力较强;(3)在碳充足的情况下，出水水质较好。然而，长期以 来，我国城镇生活污水C/N比较低，有高达65%以上的污水处理厂 存在碳源不足的现象，近43%的污水处理厂的进水C/N小于3，污水 中碳源已不能满足微生物脱氮除磷的需要。因此，采用A2O工艺处 理生活污水时，通常存在这一突出问题：反硝化脱氮和除磷微生物对 碳源的竞争，由于城市污水的碳源普遍偏低，难以满足脱氮除磷的需 求，因此处理后的污水氮和磷难以达到排放标准。此外，这一个工作 还存在如下缺点：不同污泥龄(SolidsRetentionTime,SRT)微生物 共存对氮和磷去除的不利影响，聚磷菌的世代时间较短，在SRT较 短的条件下可正常生长，并可获得较高的除磷效率，而硝化细菌属于 自养型专性好氧细菌，它的生长速度缓慢，世代时间较长，在SRT 较长的条件下方可获得较佳的脱氮效率，因此，硝化细菌和聚磷菌的 SRT不同也导致生活污水的脱氮除磷效率低下。
为保证氮、磷达标排放，通常采用外加碳源等措施来提高脱氮除 磷效果，增加了污水处理成本和能源的消耗。因此，开发适应低C/N 比污水高效率低能耗的脱氮除磷技术对促进污水处理事业的发展、改 善水环境质量具有重大意义。
本课题组在前期研究中，针对低C/N比生活污水处理，研发了 一种新的工艺(邹海明，吕锡武，李婷.反硝化除磷-诱导结晶磷回收 工艺试验[J].华中科技大学学报(自然科学版),2014,42(4):127-132.)
该工艺的特点是采用双污泥形式(即DPAO和硝化细菌处于两个 独立的污泥系统，充分地发挥反硝化脱氮除磷和硝化反应的各自特 点)，在缺氧环境下，DPAO可在反硝化脱氮的同时吸收磷，提高了 碳源的利用效率。该工艺可缓解传统脱氮除磷工艺的三个突出矛盾： (1)碳源不足：厌氧释磷和反硝化脱氮对碳源的竞争;(2)泥龄矛 盾：硝化菌代谢周期长，而异养菌和聚磷菌代谢周期短;(3)硝化菌 和异氧菌对氧的竞争，只有当有机物降解完全时硝化菌才能成为优势 种群。尽管该工艺处理低C/N比生活污水时取得了很好的效果，然 而该工艺需要构筑物多(厌氧池1个、好氧硝化池1个，缺氧池1个， 后置曝气池1个，沉淀池3个)，运行耗能大，难以真正地应用到实 际污水处理之中。
迄今为止能低能耗、高效率处理低C/N比生活污水仍然是一个 难以解决的技术问题。
因此发明一种处理低C/N比生活污水，效率高、能耗低的新工 艺对于环境保护(特别是水体富营养化的防控)、降低水处理成本是 水处理界十分重要的任务。
发明内容
本发明的目的是提供一种低碳氮比生活污水处理新工艺，效率 高、能耗低的新工艺。
本发明的目的是这样实现的：
(1)生活污水进入厌氧池;
(2)厌氧池泥水混合液进入沉淀池;
(3)沉淀池上清液自流至好氧生物膜硝化池，同时进行曝气提 供溶解氧(DissolvedOxygen,DO)，沉淀污泥超越至缺氧池;
(4)缺氧池泥水混合液进入沉淀池;
(5)沉淀池上清液排放，沉淀污泥回流至厌氧池。
步骤(3)所述DO浓度，大于2mg/L。
本发明的要点是：
采用活性污泥和生物膜组合的形式，将硝化细菌和除磷微生物独 立开来，充分发挥各自的特点;利用好氧生物膜硝化池代替活性污泥 法，省去了一个沉淀池和一套污泥回流系统，节约了建造成本;在运 行过程中只需要2个污泥回流泵，大大降低了能耗。
本发明与已有技术相比，其突出的创造性在于以下四点：
(1)采用反硝化同步脱氮除磷技术，成功解决了厌氧释磷和反 硝化脱氮对碳源的竞争矛盾，DPAO在缺氧条件下以硝酸盐为电子受 体实现反硝化同步脱氮除磷;
(2)采用活性污泥和生物膜组合的形式，将硝化细菌和除磷微 生物独立开来，充分发挥各自的特点，成功解决了硝化细菌和聚磷菌 SRT的矛盾;
(3)利用好氧生物膜硝化池代替活性污泥法，省去了一个沉淀 池和一套污泥回流系统，节约了建造成本;
(4)整个工艺，在运行过程中只需要2个污泥回流泵，大大降 低了能耗，此外操作简便。
本发明的具体实施措施为：
(1)生活污水进入厌氧池;
(2)厌氧池泥水混合液进入沉淀池;
(3)沉淀池上清液自流至好氧生物膜硝化池，同时进行曝气提 供溶解氧(DissolvedOxygen,DO)，保持DO浓度大于2mg/L，沉淀 污泥超越至缺氧池，污泥超越比40%;
(4)缺氧池泥水混合液进入沉淀池;
(5)沉淀池上清液排放，沉淀污泥回流至厌氧池。
本发明适用于城镇生活污水等低碳氮比废水，具有广泛的应用 性。
本发明与国内外现有同类技术相比，其创造性在于以下几点：
(1)采用反硝化同步脱氮除磷技术，成功解决了厌氧释磷和反 硝化脱氮对碳源的竞争矛盾;
(2)采用活性污泥和生物膜组合的形式，成功解决了硝化细菌 和聚磷菌SRT的矛盾;
(3)利用好氧生物膜硝化池代替活性污泥法，省去了一个沉淀 池和一套污泥回流系统，节约了建造成本;
(4)整个工艺，在运行过程中只需要2个污泥回流泵，大大降 低了能耗，此外操作简便。
本发明的优点是：
1、污水处理效果好。
2、不需要外加碳源。
3、能量消耗低，水处理成本低。
4、工艺建造成本低，操作方法。
5、保护环境，利于水环境质量改善。