[发明专利]一种提高实际污水在厌氧－低氧条件下生物同时除磷脱氮效果的方法

说明书

技术领域

本发明属于水、废水或污水的生物处理技术领域，具体涉及一种提高实际污水在厌氧-低氧条件下生物同时除磷脱氮效果的方法。

背景技术

经济的快速发展使水环境遭到破坏，为了防止水体富营养化，需要去除污水中的氮和磷。但SBR工艺面临着诸多问题，如在除磷和脱氮之间存在碳源竞争等，而城市污水中的碳源浓度普遍较低，难以满足同时高效除磷脱氮的要求。为了使出水中的氮磷浓度达到污水排放标准，许多污水处理厂需要添加额外的碳源平衡反硝化和除磷之间的碳源竞争(参见文献Water Science and Technology，1994，30：73-81)。也有不少的研究者用化学合成的短链脂肪酸(比如乙酸和丙酸)来获得高效的除磷脱氮效果(参见文献Biotechnology andBioengineering，2004，85：722-733；Biotechnology and Bioengineering，2004，85：56-67)。研究表明，在厌氧-好氧增强生物除磷(EBPR)和同时硝化反硝化(SND)系统中，除磷脱氮都需要一定量的短链脂肪酸。然而，在多数情况下，实际污水中的短链脂肪酸都不能够满足较低的出水氮磷浓度。南方城市污水低碳源、高氮磷的特点使这个矛盾更加突出，这就使得大量的氮和磷排放到环境中，引发了水体的富营养化。

利用活性污泥微生物去除污水中的N和P是防止水体富营养化的一个重要方法，其中厌氧-低氧生物除磷脱氮技术的研究是近年来国际上的一个热点(参见文献Water Scienceand Technology，2004，50(10)：163-170；Biotechnology and Bioengineering，2005，90：761-769)。该技术与传统的以去除有机物为主的污水生物处理系统的水力停留时间相当；采用低氧曝气，大大节省了能耗；而且具有厌氧池、好氧池、沉淀池一体化，曝气量少，污泥产量低等特点，不需污泥回流，节省占地面积。因而是一种低能耗、低污泥产量的污水生物处理新技术。

在厌氧-低氧污水生物处理系统中，N和P的去除都要消耗污水中的有机物，当污水中的有机物(主要是短链脂肪酸SCFAs)量不足时，往往导致除磷脱氮效果变差。从文献报道来看(参见文献Biotechnology and Bioengineering，2003，84：170-178；FEMS MicrobiologyEcology，2005，52：329-338)，所有研究都使用高浓度的人工配水(COD达到400mg/L)，尚未见使用厌氧-低氧工艺处理实际污水的报道。鉴于一般污水处理厂进水有机物浓度都较低，为了提高实际污水在厌氧-低氧(DO控制在1mg/L以下)条件下生物同时除磷脱氮的效果，本发明提出了向实际污水中加入剩余污泥经发酵后产生的短链脂肪酸(简称发酵液)的方法。在发酵液投加之前，其中的氮和磷首先用鸟粪石(MgNH₄PO₄·6H₂O，简称MAP，参见文献Water Research，2002，36：2991-2998；Industrial and Engineering Chemistry Research，2006，45：663-669)工艺进行回收。到目前为止，文献中尚未见在厌氧-低氧的实际污水系统中投加发酵液的方法在报道。

通过本发明不仅为除磷脱氮微生物提供丰富碳源，同时实现了污水处理厂剩余污泥的减量化、资源化及减少其环境污染的目的，也避免了额外投加化学药剂的费用，从而达到节能、降耗和减排的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高实际污水在厌氧-低氧条件下生物同时除磷脱氮的方法。

本发明提出的提高实际污水在厌氧-低氧条件下生物同时除磷脱氮效果的方法，具体步骤如下：向待处理的实际污水中加入由剩余污泥发酵产生的发酵液；接着将含有发酵液的实际污水泵入序批式反应池(SBR反应池)中进行在不通空气的情况下进行厌氧反应，反应时间为1-2小时；此时聚磷菌利用污水有机物合成聚-羟基烷酸(PHAs)，并充分释磷，由于投加了发酵液，合成了更多的聚羟基戊酸(PHV)；厌氧反应结束后向序批式反应池中通入空气进行低氧曝气生物处理反应，反应时间为2-3小时，低氧曝气结束后静止沉淀，进行泥水分离，处理后的污水达标排放；其中，在进水COD≥120mg/L的情况下，发酵液的投加量与实际污水体积比为1∶10-1∶20；发酵液中短链脂肪酸在6000mg/L以上，发酵液中乙酸占25-35％，丙酸占20％-30％。