[发明专利]一种低碳磷比污水的反硝化除磷脱氮方法

说明书

技术领域

一种低碳磷比污水的反硝化除磷脱氮方法，涉及一种低碳磷比污水处理方法。属于污水处理技术领域。

背景技术

随着污水中有机碳治理在技术上的基本解决，脱氮除磷已成为了废水生物处理的研究热点。生物脱氮方法与传统去除BOD/COD工艺不同，不仅能耗大，而且运行控制较为严格；生物除磷与脱氮结合，其难度更大，目前人们已发现诸多矛盾，如碳源分配、污泥龄控制、环境条件控制等。在这些问题未解决之前，同步脱氮除磷的目标就难以实现，特别是对南方低碳的城市废水，问题尤为突出。

序批式反应器(SBR)工艺由于具有投资省、工艺简单、操作灵活和管理方便等优点，在中小型城市污水处理厂中得到广泛应用。SBR工艺可以通过时间上的灵活控制，实现好氧、厌氧及缺氧状态的交替环境条件，强化硝化反硝化反应及聚磷菌过量摄磷过程的顺利完成。然而，SBR工艺是一种单污泥系统，由于在一个系统中同时完成脱氮和除磷过程，不可避免地产生了各过程间的矛盾关系，如碳源、泥龄、硝酸盐、硝化和反硝化容量、释磷吸磷的容量等问题，这些问题使得SBR工艺的脱氮除磷在实际应用中达到一级排放标准(磷达到0.5mg/L以下)是有一定难度。传统的SBR工艺在处理C/P比和C/N比分别为40～100和4～12的生活污水时，其总磷和总氮的去除率通常是维持在70～80％和40～85％。如果C/P比进一步降低至40以下时，要达到出水磷浓度≤0.5mg/L基本无法实现。另一方面，序批式生物膜反应器(SBBR)是SBR的一种变型工艺，是在SBR内通过加入填料使得微生物呈附着生长，提高系统抗冲击负荷的能力，多用于高浓度工业有毒有害废水的处理，其对氮磷的去除效率与SBR基本相似。可见，单独利用SBR或者SBBR工艺均无法确保低碳磷比、低碳氮比污水的氮磷脱除效果。

反硝化除磷代表了当前污水脱氮除磷领域的最新理论和技术，它们的提出突破了传统生物脱氮除磷理论，不仅可很好地解决传统工艺中存在的由碳源不足引起的氮磷脱除不稳定问题，还属于污水的可持续处理工艺。反硝化除磷(Denitrifying phosphorus removal)(可以称为缺氧吸磷，Anoxic phosphorusuptake)是指在厌氧/缺氧交替运行条件下，驯化出一类以NO₃^--N作为最终电子受体的反硝化聚磷菌(Denitrifying Phosphate-Removal Bacteria，缩写DPB)优势菌属，它们能以NO₃^-作为电子受体，利用内碳源(PHB)，通过“一碳两用”方式同时实现反硝化脱氮和吸磷作用。显然，反硝化除磷理论突破了传统脱氮除磷机理所认为的脱氮除磷必须分别由专性反硝化菌和专性聚磷菌(Phosphorus removalorganisms，PAOs)来完成的理念，使得除磷和反硝化脱氮过程用同一类微生物来实现，这对生物脱氮除磷机理是一重大突破和飞跃，为生物脱氮除磷工艺的发展开辟了新天地。在该处理过程中，NO₃^-已不再被单纯地视为除磷工艺的抑制性因素，以其作为最终电子受体进行反硝化吸磷反应，与传统的脱氮除磷工艺相比不仅COD耗量可节省50％，氧气耗量降低30％，污泥产量也可望减少50％，因此，反硝化除磷脱氮工艺可被视为一种可持续工艺。

目前基于反硝化除磷理论的革新工艺主要有BCFs和Dephanox两种连续流工艺。BCFs工艺拥有5个反应单元(外加1个沉淀池)、3个内循环和一个内部除磷单元。其中，5个反应单元分别为厌氧池、接触池、缺氧池，混合池和好氧池。而Dephanox工艺具有3个反应单元(外加2个沉淀池)和1个污泥回流。该工艺的3个反应单元分别为厌氧池、好氧硝化反应器和缺氧池。上述2种工艺已经被证明可以获得良好的除磷效果，而BCFs工艺还可以实现磷的有效回收。但是，这2种工艺存在2个非常显著的不足点：①工艺的主体构筑物多；②工艺运行操作管理复杂。这2个不足点大大限制了BCFs工艺和Dephanox工艺的推广应用，尤其对于一些小型、分散型的污水处理厂来说，建造上述2种工艺往往会造成占地面积大、建设成本高和运行维护管理复杂等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种C/P比低至40以下的低碳磷比污水的反硝化除磷脱氮方法，用本发明既解决了脱氮除磷，同时也解决了传统脱氮除磷工艺同步的脱氮除磷效果不稳定和出水不易达标问题，且运行灵活多变、管理方便而非常适合于污水量不大，水质波动大以及农村地区分散型的污水脱氮除磷处理。