申请日2015.02.15
公开(公告)日2015.05.13
IPC分类号C02F3/30
摘要
本发明涉及一种对低温低碳氮比污水进行生物脱氮的方法，采用缺氧池、好氧池交替布置、连续排列并连通的装置进行污水生物脱氮，污水原水分流进入到各缺氧池内，末端好氧池的出水分别回流至各缺氧池内，在各好氧池内设置生物膜组件维持活性污泥的生物量。与现有技术相比，本发明通过优化二级缺氧-好氧工艺的原水进水比和分点回流比，有效地改善了好氧工段的硝化效能，还使用生物膜组件维持活性污泥的生物量，一方面提高了普通工况下的出水质量，另一方面实现了低温情况下的高效脱氮。出水的COD值、氨氮含量和总氮水平均较低，在低温低碳氮比条件下也可达到一级A标准。
权利要求书
1.一种对低温低碳氮比污水进行生物脱氮的方法，其特征在于，采用缺氧池、 好氧池交替布置、连续排列并连通的装置进行污水生物脱氮，污水原水分流进入到 各缺氧池内，末端好氧池的出水分别回流至各缺氧池内，在各好氧池内设置生物膜 组件维持活性污泥的生物量。
2.根据权利要求1所述的一种对低温低碳氮比污水进行生物脱氮的方法，其 特征在于，所述的污水原水的水温≤10℃，碳氮比COD/TN≤4;
所述污水原水的COD值为200-300mg/L，氨氮含量为25-35mg/L，总氮含量 为50-75mg/L，SS含量为200-300mg/L。
3.根据权利要求1所述的一种对低温低碳氮比污水进行生物脱氮的方法，其 特征在于，采用两级缺氧池、好氧池交替布置的装置进行污水生物脱氮，第一级缺 氧池与第二级缺氧池的进水分流比按5:5或7:3操作;
当污水原水COD/TN低于3:1时，第一级缺氧池与第二级缺氧池的进水分流比 按5:5操作;
当污水原水COD/TN大于3时，第一级缺氧池与第二级缺氧池的进水分流比 按7:3操作。
4.根据权利要求1所述的一种对低温低碳氮比污水进行生物脱氮的方法，其 特征在于，控制末端好氧池的出水内回流比为2-4;
当采用两级缺氧池、好氧池交替布置的装置进行污水生物脱氮时，第一级缺氧 池与第二级缺氧池的内回流量之比与第一级缺氧池与第二级缺氧池的污水原水进 水量之比相同。
5.根据权利要求1所述的一种对低温低碳氮比污水进行生物脱氮的方法，其 特征在于，所述的好氧池内进行空气曝气，并于液面下0.2-0.5m处浸没式悬挂厚 度为0.3-0.6m的粒状介质生物膜组件。
6.根据权利要求5所述的一种对低温低碳氮比污水进行生物脱氮的方法，其 特征在于，采用两级缺氧池、好氧池交替布置的装置进行污水生物脱氮时，
所述的生物膜组件选择在第一级好氧池与第二级好氧池的顶部全覆盖，或者选 择在第二级好氧池末端局部覆盖。
7.根据权利要求1、4或5所述的一种对低温低碳氮比污水进行生物脱氮的方 法，其特征在于，所述的生物膜组件的填充物质为页岩陶粒或不易堵塞的轻质多孔 颗粒，填料的粒径为10-20mm、容重0.36-0.8g/cm3、孔隙率≥45%、微孔内径不小 于5μm的大或中孔发达的介质材料。
8.根据权利要求7所述的一种对低温低碳氮比污水进行生物脱氮的方法，其 特征在于，所述的页岩陶粒包裹在网格孔径小于0.8cm的滤网内，整体置于由不易 腐蚀的高强度材料所构建的骨架中，再固定在好氧池内壁。
9.根据权利要求1所述的一种对低温低碳氮比污水进行生物脱氮的方法，其 特征在于，所述的缺氧池内的操作条件为：溶解氧不超过0.5mg/L，水力停留时间 为2-6h;
所述的好氧池内的操作条件为：溶解氧为2-4mg/L，水力停留时间为8-16h;
所述的缺氧池或好氧池内污泥负荷范围0.2-0.4kgCOD/(kg污泥·d)。
10.根据权利要求1所述的一种对低温低碳氮比污水进行生物脱氮的方法，其 特征在于，所述的末端好氧池的出水进入到二次沉淀工段进行沉淀处理。
说明书
对低温低碳氮比污水进行生物脱氮的方法
技术领域
本发明涉及一种对污水进行生物脱氮的方法，尤其是涉及一种对低温低碳氮 比污水进行生物脱氮的方法。
背景技术
城市污水厂的污水进水具有低碳氮比的特点，其碳氮比(COD/TN)一般要远 低于理想的10:1的生物脱氮要求，用传统的活性污泥法脱氮会受到有机碳源不足 的制约，并且在北方低温条件下硝化反应受到抑制，使得脱氮效果进一步弱化，导 致出水总氮难以达标。目前较为主流的城市污水厂活性污泥法为缺氧-好氧工艺， 其具有运行稳定、操作维护简单、可有效脱氮等优势。
为强化缺氧-好氧工艺在低温条件下的生化效能，目前，人们主要关注调整工 况参数(污泥龄和生物负荷)的工程措施，即通过保持活性污泥高泥龄、低生物负 荷，以实现对难降解复杂有机物的有效去除，但污泥特性是通过环境条件的整体优 化得以保证的，个别工况参数的改变难以长期维持理想的污泥性状，如因单独降低 负荷则难以保持污泥较高活性和高污泥浓度，最终缺氧-好氧系统整体效能难以维 持稳定。在现有工程应用中，也有通过强化好氧池(O池)的空气曝气强度来加强 池内混合和剪切效果，但这样势必造成空气曝气的能耗浪费，且获得的效果并不显 著。
因此，目前的缺氧-好氧工艺硝化、脱氮及有机污染物去除效能较低，使得出 水的COD值、氨氮含量和总氮水平仍较高。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种对低温低碳 氮比污水进行生物脱氮的方法。
本发明通过多点进水的两级或多级缺氧-好氧工艺以及模块化生物膜组件的使 用，能够有效地改善低温条件下的出水质量。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种对低温低碳氮比污水进行生物脱氮的方法，采用缺氧池、好氧池交替布置、 连续排列并连通的装置进行污水生物脱氮，污水原水分流进入到各缺氧池内，末端 好氧池的出水分别回流至各缺氧池内，在各好氧池内设置生物膜组件维持活性污泥 的生物量。其中，污水原水分点进水可充分利用每级处理工艺的处理能力，分点回 流可均匀分布硝态氮浓度。
所述的污水原水的水温≤10℃，碳氮比COD/TN≤4;所述污水原水的COD 值为200-300mg/L，氨氮含量为25-35mg/L，总氮含量为50-75mg/L，SS含量为 200-300mg/L。
采用两级缺氧池、好氧池交替布置的装置进行污水生物脱氮，第一级缺氧池与 第二级缺氧池的进水分流比按5:5或7:3操作;当污水原水COD/TN低于3:1时， 污水经过第一级缺氧-好氧工段后有机碳源不足，通过增大原水向二级缺氧池的进 水比例有效解决了该问题，第一级缺氧池与第二级缺氧池的进水分流比按5:5操作; 当污水原水COD/TN大于3时，污水经过第一级缺氧-好氧工段后有机碳源相对充 足，此时第一级缺氧池与第二级缺氧池的进水分流比按7:3操作。
采用多点内回流，解决了单点内回流造成的多级缺氧-好氧反应池内的硝酸盐 氮分布不均问题，实现强化反硝化脱氮效果。控制末端好氧池的出水内回流比为 2-4;当采用两级缺氧池、好氧池交替布置的装置进行污水生物脱氮时，第一级缺 氧池与第二级缺氧池的内回流量之比与第一级缺氧池与第二级缺氧池的污水原水 进水量之比相同。
所述的好氧池内进行空气曝气，并于液面下0.2-0.5m处浸没式悬挂厚度为 0.3-0.6m的粒状介质生物膜组件，优选为0.5-0.6m。本组件为模块化组件，即，在 具体实施的时候，可依据实际工况与出水要求灵活选择覆盖的程度，具体可参考如 下情况：采用两级缺氧池、好氧池交替布置的装置进行污水生物脱氮时，所述的生 物膜组件选择在第一级好氧池与第二级好氧池的顶部全覆盖，或者选择在第二级好 氧池末端局部覆盖。当低温季节(水温<10℃)时，为确保池内保温效果，可选择 在第一级好氧池与第二级好氧池的顶部全覆盖;当仅为保证系统末端生物量时，可 选择在距第二级好氧池末端1/4-1/3处覆盖，优选为1/3。
所述的生物膜组件的填充物质为页岩陶粒或不易堵塞的轻质多孔颗粒，挂膜后 容重为0.95-1.05g/cm3，与污水密度相仿，可以在污水中呈现悬浮状态，适于微生 物生长且不易堵塞，填料填充空间占组件总填充空间的70%-85%，优选为 80%-85%。填料的粒径为10-20mm、容重0.36-0.8g/cm3、孔隙率≥45%、微孔内径 不小于5μm的大或中孔发达的介质材料。
所述的页岩陶粒包裹在网格孔径小于0.8cm的滤网内，整体置于由不易腐蚀的 高强度材料所构建的骨架中，再固定在好氧池内壁。
所述的缺氧池内的操作条件为：溶解氧不超过0.5mg/L(如0.2-0.5mg/L)，水 力停留时间为2-6h，更优的，水力停留时间为3-5h。
所述的好氧池内的操作条件为：溶解氧为2-4mg/L，水力停留时间为8-16h， 更优的，水力停留时间为12-15h。
所述的缺氧池或好氧池内污泥负荷范围0.15-0.5kg COD/(kg污泥·d)，优选 为0.2-0.4kgCOD/(kg污泥·d)。
所述的末端好氧池的出水进入到二次沉淀工段进行沉淀处理。二次沉淀工段的 具体操作可参照《水污染控制工程》(水污染控制工程，王郁主编，林逢凯副主编， 化学工业出版社，2008)一书，优选地，所述二次沉淀工段的条件包括表面负荷率 为1-1.5m3/(m2·h)。
缺氧工段和好氧工段依次分布，从流态上来说，污水整体依次经过缺氧-好氧- 缺氧-好氧工段，上述发明内容中主要涉及两级工艺，若处理水量较大，处理要求 较高，还可根据实际工况增加串联级数。
与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益技术效果：
本发明通过优化二级缺氧-好氧工艺的原水进水比和分点回流比，有效地改善 了好氧工段的硝化效能，特别地，除了采用多点进水的方式分级脱氮，还使用特制 的生物膜组件维持活性污泥的生物量，一方面提高了普通工况下的出水质量，另一 方面实现了低温情况下的高效脱氮。出水的COD值、氨氮含量和总氮水平均较低， 在低温低碳氮比条件下也可达到一级A标准。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。