[发明专利]一种减少污水生物除磷脱氮过程中二氧化碳排放量的方法

说明书

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种通过以污水厂污泥发酵产生的液体(简称发酵液)代替乙酸或葡萄糖作为污水生物除磷脱氮工艺的补充碳源，从而减少污水生物除磷脱氮过程中二氧化碳(CO₂)排放量的方法。

背景技术

污水中含大量的有机物、氮和磷，直接排放将污染环境，因此需要处理达标后才能排放。生物处理是最常用的污水处理方法，该方法一般包括好氧过程，该过程中有机物被氧化为CO₂并排放到大气中。

在我国南方地区，由于污水中有机物浓度较低，为了控制水体富营养化，削减污水中的氮、磷，通常需要在补充一定量的碳源，如乙酸、葡萄糖，以达到脱氮除磷的目的(WaterResearch，2007，41(3)，683-689)。补充乙酸等碳源后，尽管污水处理系统出水中的氮和磷满足了国家的排放标准，但是却同时也增加了CO₂的排放量。近年来，本课题组的研究表明，发酵液作为补充碳源也可以提高污水的脱氮除磷效果，使出水水质达到国家排放标准。

CO₂等温室气体是引起气候变暖的关键因素之一。众所周知，由于经济发展蓬勃，能源消耗量因此剧增，中国现在已超过美国，成为世界上CO₂排放最多的国家。我国因此在国际上面临巨大的压力。

据估算，我国每年因污水生物处理而排放的CO₂为10,412,000吨(给水排水，2007，33(5)，11-12；http://www.lrn.cn/stratage/expertpoint/200711/t20071126_171371.htm)。尽管污水处理是CO₂的一个重要来源，然而当前还没有针对污水处理厂减少CO₂排放量的具体措施和工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种减少污水生物除磷脱氮过程中二氧化碳排放量的方法。

本发明提出的减少污水生物除磷脱氮过程中二氧化碳排放量的方法，具体步骤如下：以污水处理厂污泥发酵产生的发酵液作为污水生物处理系统的补充碳源，将所述发酵液加入污水中，补充发酵液之后的污水进入生物处理工艺进行处理，去除污水中的有机物、氮和磷，出水达标排放；污水中加入的发酵液COD浓度为50-500mg/L。

本发明中所述发酵液的来源见文献(Environmental Science&Technology，2006，40(6)，2025-2029)，该发酵液COD浓度为8000mg/L左右。

本发明针对补充碳源(通常为乙酸、葡萄糖)之后，污水生物处理工艺中CO₂排放量大幅上升的问题，本发明研究表明，把补充碳源替换为发酵液，可以显著减少CO₂的排放量。

本发明中，所述生物处理工艺，具体可为：SBR工艺，A/O工艺，A²/O工艺，倒置A²/O工艺，氧化沟工艺或Unitank工艺中任一种。

本发明较好的实施条件是：

本发明中，补充发酵液之后，污水中发酵液的浓度为：50-200mg/L(以COD计)。

污水生物除磷脱氮一般都包含好氧过程，该过程中有机物被氧化从而产生大量的二氧化碳(CO₂)。本方法是利用污水处理厂污泥发酵产生的液体(简称发酵液)代替乙酸或葡萄糖作为生物脱氮除磷处理工艺的补充碳源，在保持污水生物除磷脱氮效果的前提下，达到显著降低污水生物处理过程产生CO₂的目的。本方法不仅资源化利用废物，节约人类有限的有机资源，同时减少了污水生物处理过程中CO₂的排放量。在合理的工艺参数运行下，与利用乙酸或葡萄糖作为脱氮除磷工艺补充碳源相比，使用发酵液作为脱氮除磷工艺补充碳源可使CO₂排放量减少20％左右。

本发明的有益效果是：

(1)针对污水生物处理过程中补充碳源造成CO₂排放量增加的问题，提出了一种减少温室气体CO₂排放量的方法。

(2)本发明中使用的外加碳源来自污水厂产生的污泥，不仅资源化利用了废物，节约了对乙酸等化学药剂的消耗，同时减少了温室气体的排放。

(3)使用本发明中的方法，不需要大量增加基建和设备投资，即可达到减少CO₂排放量；这对污水厂节能减排、降低运行成本和削减温室气体排放量具有一定的指导意义。