申请日2013.11.06
公开(公告)日2014.01.29
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明涉及一种污水的脱氮、除磷方法，是将部分污水厂进水直接进入反硝化菌增殖池，经反硝化菌增殖后，将反硝化菌增殖池中的混合液加入厌氧池。本发明所述的方法能够显著提高污水厂的反硝化脱氮效果。与此同时，将反硝化菌加入厌氧池中，能够加速活性污泥对回流污泥中NO3-N的反硝化脱除速度，在厌氧池中形成严格的厌氧环境，有利于活性污泥的厌氧好氧生物除磷，提高污水厂的生物除磷效果。本发明还提供所述的方法专用的设备，按污水流动方向依次包括沉砂池、厌氧池、缺氧池、好氧池、二沉池，其中，还包括反硝化菌增殖池，反硝化菌增殖池与污水厂进水管和厌氧池连通。
权利要求书
1.一种污水的脱氮、除磷方法，其特征在于：部分污水厂进水直接进入反硝化菌增殖 池，经反硝化菌增殖后，将反硝化菌增殖池中的混合液加入厌氧池。
2.权利要求1所述的脱氮、除磷方法，其特征在于：在反硝化菌增殖池中创造有利于反 硝化菌繁殖的生活环境，在反硝化菌增殖池中反硝化菌利用有机物和NO3-N进行繁殖，使 得在反硝化菌增殖池中反硝化菌成为优势菌属。
3.权利要求1或2所述的脱氮、除磷方法，其特征在于：将硝化作用已经完成的部分二 沉池出水引入反硝化菌增殖池。
4.权利要求1所述的脱氮、除磷方法，其特征在于：直接进入反硝化菌增殖池的为少部 分污水厂进水。
5.权利要求1所述的脱氮、除磷方法，其特征在于：其余部分污水依次进入生化池，并 通过污泥回流和混合液回流，在生化池中完成有机物碳化、氨氮硝化、反硝化脱氮和厌氧好 氧除磷;所述生化池包括厌氧池、缺氧池、好氧池。
6.权利要求1所述的脱氮、除磷方法，其特征在于：污水厂生物脱氮率可以达到
出水TN优于一级A;二级生物处理系统出水TP能够直接达到一级A， 不超过0.5mg/L。
7.一种权利要求1所述生物脱氮、除磷方法专用的设备，按污水流动方向依次包括沉砂 池、厌氧池、缺氧池、好氧池、二沉池，其特征在于：还包括反硝化菌增殖池，反硝化菌增 殖池与污水进水管和厌氧池连通。
8.权利要求7所述的设备，其特征在于：反硝化菌增殖池还与二沉池连通。
说明书
一种污水脱氮、除磷的方法及其专用设备
技术领域
本申请涉及城镇生活污水处理领域。具体涉及一种提高污水脱氮、除磷效果的方法，及 其专用设备。
背景技术
我国现有城镇污水厂3700余座，总处理能力达1.5亿m3/d，实际处理总量约1.3亿 m3/d。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。现有技术中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，污水中的有机物、NH3-N比较容易去除，经过二级 处理后，出水有机物、NH3-N能够达到地表Ⅳ类水体要求;P污染物、SS经二级处理后，再 经过深度处理(加药絮凝+过滤)，出水TP能够达到地表Ⅳ类水体要求，出水SS含量低、 表观性状良好;TN去除率与回流量有关，一般地，当回流量(含内回流rQ和外回流RQ) 为(r+R)Q时，从理论上分析，TN去除率但是大量污水厂的实际运行结 果表明，经过优化运行后，污水厂出水TN约11±3mg/L，能够达到一级A(≤15mg/L)，但 脱氮率无法达到出水TN仍然偏高。
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，采用这样的 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然要求外加碳源，导致生产 再生水的成本高昂。
资料表明，我国城镇生活污水碳氮比(CODCr:TN)在7左右，远低于活性污泥系统所 要求的CODCr:TN:TP=100:5:1;行业内普通观点认为导致污水厂脱氮率低下的原因在于 污水碳氮比太低，反硝化碳源不足，尤其是在污水厂A池中，活性污泥通过吸附作用，将 A池末端有机物降至最低，这种表象进一步“证明”了反硝化碳源不足。但是本发明人经过 大量研究发现，碳氮磷比CODCr:TN:TP=100:5:1是利用微生物增殖、降解有机物净化污 水的普遍要求，而反硝化菌增殖、降解有机物所需碳氮比为3.7，低于城镇生活污水碳氮 比，污水中的碳源能够满足反硝化脱氮所需，且活性污泥在A池中并没有生物降解有机 物，只是吸附了大量有机物。现有脱氮除磷污水厂脱氮率低下的真正原因在于，在活性污泥 系统中反硝化菌的生存竞争能力较弱，在与其它细菌的竞争中处于弱势地位，使得活性污泥 系统中反硝化菌的数量较少，削弱了活性污泥的脱氮能力。
发明内容
本发明的目的是，提供一种污水的生物脱氮、除磷方法，充分利用污水中的有机物作为 反硝化碳源，降低污水厂出水TN、提高脱氮率，并通过提高活性污泥对回流污泥中NO3-N 的反硝化脱除效果，在厌氧池中形成严格的厌氧环境，增强活性污泥通过厌氧好氧过程进行 生物除磷的效果。
本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：
提供一种污水的生物脱氮、除磷方法，包括：部分污水厂生化池进水和部分二沉池出水 进入反硝化菌增殖池，经反硝化菌增殖后，将反硝化增殖池中的混合液加入厌氧池。
如上所述的生物脱氮、除磷方法，优选在反硝化菌增殖池中创造有利于反硝化菌繁殖的 生活环境，在反硝化菌增殖池中反硝化菌利用有机物和NO3-N进行繁殖，使得在反硝化菌 增殖池中反硝化菌成为优势菌属。
如上所述的生物脱氮、除磷方法，优选将硝化作用已经完成的部分二沉池出水引入反硝 化菌增殖池。
如上所述的生物脱氮、除磷方法，优选直接进入反硝化菌增殖池的为少部分污水进水。
如上所述的生物脱氮、除磷方法，优选其余部分污水依次进入生化池，并通过污泥回流 和混合液回流，在生化池中完成有机物碳化、氨氮硝化、反硝化脱氮和厌氧好氧除磷;所述 生化池包括厌氧池、缺氧池、好氧池。
本发明还提供所述生物脱氮、除磷方法专用的设备，按污水流动方向依次包括沉砂池、 厌氧池、缺氧池、好氧池、二沉池，还包括反硝化菌增殖池，反硝化菌增殖池与污水进水管 和厌氧池连通。
如上所述的污水的脱氮、除磷设备，优选反硝化菌增殖池还与二沉池连通。
如上所述的生物脱氮、除磷方法，彻底去除回流污泥和回流混合液中的NO3-N，降低污 水厂出水TN、提高污水厂脱氮率，使污水厂脱氮率达到考虑到污水厂通 过排除剩余污泥去除TN，污水厂的实际脱氮率会优于
如上所述的生物脱氮、除磷方法，将反硝化菌增殖池中的混合液加入厌氧池中，提高厌 氧池中的反硝化效果，在厌氧池中形成严格的厌氧环境，增强聚磷菌的厌氧好氧除磷能力， 使污水厂二沉池出水TN直接达到一级A(≤0.5mg/L)。
本发明的技术方案基于对污水中碳源的科学认识和利用，在不外加碳源、降低电耗的条 件下，利用进水中的碳源降低污水厂出水TN、提高脱氮率、降低二级生物处理系统出水 TP，有利于提高污水厂出水水质、提升生态环境水平，并减少深度处理时絮凝剂投加量、 简化运行管理、降低污水厂运行人工费，具有重大的社会效益和环境效益，具体的有益效果 是体现在以下几方面：
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1.3亿m3/d，则每去除TN=1mg/L，外加碳源费用约为130万元 /d、4.75亿元/年。若二级生物处理时，利用污水碳源提高脱氮率10%，全国平均降低污水厂 出水TN=4mg/L，则节省外加碳源费用约为18.98亿元/年。
利用污水中的碳源提高污水厂脱氮率，将更多的污水碳源用于反硝化脱氮，将减少有机 物好氧降解所需供氧量，降低污水厂运行能耗。
直接提高二级污水处理系统的脱氮率、降低污水厂出水TN，在多数情况下，无需后续 兴建深度处理生物脱氮设施，能够节省大量的固定资产投资，并减少占地面积。
深度处理时需投加絮凝剂，絮凝剂投加量由二级生物处理出水中的SS和TP决定，当 二沉池出水中的TP较低时，能够减少深度处理时絮凝剂的投加量，降低污水厂运行费用; 并减少深度处理设施产生的化学污泥量、延长运行周期，有利于安全稳定运行。
总之，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。本发明的方法能够直接 提高污水厂脱氮率、降低污水厂出水TN，有助于改善我国水环境状况，降低国家在市政、 水环境等领域的投入。
本发明既可利用现有污水厂设施和设备，增建或改建反硝化菌增殖池，提高活性污泥系 统中反硝化菌的数量，大幅度提升污水厂的生物脱氮除磷能力，也可将本发明用于新建污水 厂，直接提高污水厂出水水质。本发明可在不影响污水厂对其它污染物去除效果的前提下， 提高污水厂的生物脱氮、除磷效果。由于新技术易于实施，也可用于对现有污水厂升级改 造。