[发明专利]一种城市污水高效低耗再生处理方法

说明书

技术领域

本发明属于城市污水处理与资源化领域。具体涉及专用于常温条件下城市污水的高效率低能耗再生处理的方法。

背景技术

目前，水污染的关键在于因磷氮超标而引起的水体富营养化问题，因此，无论是新建污水再生水厂还是已有污水厂都面临着污水深度除磷脱氮的迫切要求。对于生物除磷脱氮系统，由于除磷菌和脱氮菌在生物学上存在矛盾和竞争，主要表现为对溶解氧、泥龄需求的不同和对碳源的争夺。当除磷效果好时，脱氮效果则较差，反之亦然，这就使得简单串联的除磷脱氮系统(如氧化沟、SBR和A²O等工艺)很难同时取得满意的除磷脱氮效果。

国际上普遍认可的生物除磷理论是聚合磷酸盐累积微生物(poly-phosphate accumulating microorganisms，简称聚磷菌，PAOs)的厌氧释磷/好氧吸磷原理。结合除磷菌的代谢规律，张杰院士提出了典型的厌氧/好氧活性污泥法，它可以在不增加传统活性污泥法污水厂投资和运行费用的条件下，达到深度除磷并去除有机物的目的。该方法目前已经在大连等城市污水再生回用工程中得到了应用，实践表明，厌氧/好氧活性污泥法同传统的活性污泥法比较，具有反应器小、除磷效果好、污泥沉降性能好(可杀死丝状菌)、不增加基建投资(可在原有工艺基础上稍作改造)和运行简单等优点。因此，厌氧/好氧活性污泥法除磷技术可被视为城市污水生化处理的首选方案。

传统的硝化/反硝化生物脱氮技术自身具有能耗和物耗高的特点，而目前城市生活污水C/N的比例较低，生物脱氮处理所面临的最大问题是碳源不足，为达到满意的脱氮效果就必须额外投加碳源，从而导致污水处理的成本大大增加，此为制约污水处理与资源化的瓶颈。

短程硝化/反硝化(shortcut nitrification/denitrification)生物脱氮，是指通过控制反应条件(如温度、溶解氧和HRT等)，将NH₄⁺-N的硝化控制在NO₂^--N阶段，而后进行反硝化脱氮。

厌氧氨氧化(anaerobic ammonium oxidation，简称ANAMMOX)是基于新菌种建立的独特工艺，它是指在厌氧条件下，厌氧氨氧化菌以NO₂^--N(以短程硝化为基础)为电子受体，直接将NH₄⁺-N转化为N₂，在反应过程中不需要有机碳源即能实现自养脱氮，因此，ANAMMOX是一种比较有发展前景的生物自养脱氮技术。

目前，我国再生水的生产还是沿用发达国家的老路，即在城市污水厂二级出水的基础上，再串联组合深度除磷脱氮工艺，导致了现有的城市污水再生处理存在工艺流程长、单元搭配不合理、投资和运行费用高等问题，致使再生水的成本价格偏高，使再生水与自来水相比失去了经济上的优势，这是制约污水处理与资源化的瓶颈。当前，城市污水再生处理急需解决的主要问题是研发高效低耗的污染物去除关键技术，并在此基础上建立系统优化的城市污水再生全流程工艺，在确保出水水质稳定达到再生水回用标准的前提下，做到节能降耗。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的问题，而提供一种城市污水高效低耗再生处理方法。

本发明所提供的一种城市污水高效低耗再生处理方法，以城市污水为处理对象，将厌氧/好氧活性污泥法生物除磷与ANAMMOX生物自养脱氮工艺进行结合，组成厌氧·好氧-半亚硝化·厌氧氨氧化高效低耗型城市污水再生处理方法。具体步骤如下：

1)预处理：将污水引入格栅、沉砂池和初沉池，去除污水中的较大颗粒固体悬浮物；

2)生物除磷：将步骤1)中预处理过的污水送入厌氧/好氧池中，生物除磷的同时降解污水中的有机物，再将污水引入二沉池中进行沉淀；

3)生物自养脱氮：

A、将步骤2)中的出水引入亚硝化反应器，通过控制溶解氧(DO)为0.2～0.5mg/L和水力停留时间(HRT)4～6小时，将污水中的将氨氮控制在半亚硝酸化阶段，即将NH₄⁺-N部分转化为NO₂^-；

B、将亚硝化反应器中的出水再引入ANAMMOX反应器中，将污水中的NO₂^-和剩余NH₄⁺-N转化为氮气，完成生物自养脱氮后出水。