[发明专利]利用内源反硝化生物脱氮除磷使污泥减量的方法及反应系统

说明书

技术领域

本发明涉及污水处理领域，具体涉及一种利用内源反硝化生物脱氮除磷使污泥减量的反应系统及方法。

背景技术

目前世界上80％以上的污水处理厂应用的是活性污泥法处理污水，它最大的弊端就是处理污水的同时产生惊人的大量剩余污泥。污水生物处理中产生的大量的剩余污泥通常含有相当量的有毒有害物质(如寄生虫卵、病原微生物、重金属)及未稳定化的有机物，如果不进行妥善处理与处置，将会对环境造成直接或潜在的污染。剩余污泥处理和处置的费用高达废水处理费用的60～70％，显而易见，污泥的处理与处置将成为环境领域的一大难题，成为了废水处理沉重的负担。

污泥减量技术，是指在保证污水处理效果的前提下，采用适当的措施使处理相同量的污水所产生的污泥量降低的各种技术，其真正从源头上解决污泥问题。目前污泥减量技术主要有能量解偶联技术、溶胞技术和微型动物捕食技术，都能在不同程度上实现剩余污泥减量。但能量解偶联技术中投加的化学解偶联剂通常是较难生物降解或对生物有较大毒性的化合物，使得生物对解偶联剂的降解不完全，易给水体带来新的污染。此外，生物对解偶联剂的适应性也会降低解偶联效果，引起污泥减量效果减弱。各种溶胞技术有较好的污泥减量效果，如投加合适的臭氧量，可实现系统不排泥。但会在不同程度上导致设备投资费用、运行费用增加，污泥沉降性能受影响，出水中氮磷等营养物浓度升高，有的甚至对环境产生二次污染，如投加氯气溶胞，会产生THMs等有毒副产物。微型动物捕食，利用生态学原理，能减少剩余污泥产量，但由于原生动物和后生动物增加，将会导致耗氧量增加，能耗上升；蠕虫繁殖高峰会释放营养物质，影响出水水质；单一的蠕虫生态系统不稳定。总的来说，现有的污泥减量技术都不同程度上会带来污水处理能耗增加，污泥沉降性能变差，氮磷等营养物的去除效果减弱等问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有的污泥减量技术都不同程度上会带来污水处理能耗增加，污泥沉降性能变差，氮磷等营养物的去除效果减弱，及易二次污染等问题，而提供了一种利用内源反硝化生物脱氮除磷使污泥减量的方法及反应系统。本发明利用工艺内不同处理单元厌氧-好氧耦合，充分利用各种不同微生物的代谢性能，实现了污水高效节能处理和污泥减量。本发明适用于生活污水、城市废水和经过预处理后工业废水的脱氮除磷和污泥减量。

本发明利用内源反硝化生物脱氮除磷使污泥减量方法的步骤如下：一、中沉淀池回流的上清液、污泥厌氧池回流的污泥和进水，在好氧氧化池内，经好氧异养菌好氧氧化去除污水中的大部分有机物；二、将经步骤一处理后的污水进入好氧生物膜硝化池，在好氧生物膜硝化池中，通过好氧自养硝化菌群的硝化作用将氨氮转化成硝酸盐氮；三、将步骤二处理后的富含硝酸盐氮的污水与中沉淀池的回流污泥一起进入缺氧反硝化池，聚磷菌以硝酸盐为电子受体，消耗体内储存的聚-β-羟基酸酯进行反硝化除磷；四、将经步骤三处理后的泥水混合物进入快速曝气池中进一步好氧除磷；五、经步骤四处理后的泥水混合物进入终沉池进行沉降分离，排出上清液，排放部分剩余污泥；六、将经过步骤五沉降后的污泥回流到污泥厌氧池，污泥回流比为35～70％，在污泥厌氧池中污泥被厌氧水解和衰减释放出溶解性有机物，同时聚磷菌在此吸收挥发性有机物，合成聚-β-羟基酸酯(PHB)，分解体内储存的多聚磷酸盐，以正磷酸盐的形式释放；七、将经步骤六处理后污泥的一部分回流到好氧氧化池，另一部份回流到中沉淀池，其中回流到好氧氧化池的污泥与回流到中沉淀池的污泥的回流比控制在0.4～0.7之间；在中沉淀池中进行沉降分离反应，富含氨氮和磷的上清液回流到好氧氧化池，污泥回流到缺氧反硝化池；主要技术参数：TN/COD＝0.12～0.195，TP/COD＝0.015～0.023，C/N比在6.8～7.4之间，pH值保持在6～8之间，反应温度为20～30℃，进水量为30～50L/d，好氧氧化池的DO浓度控制在1.8～2.2mg/L，好氧生物膜硝化池的DO浓度为2～3mg/L，快速曝气池的DO浓度为1.8～2.2mg/L。污水在好氧氧化池、好氧生物膜硝化池、缺氧反硝化池、快速曝气池和厌氧污泥池中的水力停留时间分别为4.5h，9h，4h，1.2h和8h。好氧氧化池内的污泥浓度控制在1800～2500mg/L，缺氧反硝化池内的污泥浓度控制在3000～3700mg/L，除硝化池生物膜的SRT外的污泥停留时间SRT为24～27天。