[发明专利]水解反硝化脱氮系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种反硝化脱氮系统及方法。

背景技术

随着氮磷污染引起的水体富营养化问题日益突出，尤其是在2007年太湖蓝藻事件的爆发后，太湖流域城镇污水处理厂出水水质要求达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。各城镇污水处理厂为保证出水中氮的稳定达标，一般向污水处理系统投加外加碳源，如甲醇、乙酸、乙酸钠等。虽然实现了废水的达标排放，但也提高了系统的运行费用，这显然不符合节能降耗的理念。

在这种现实要求下，一些脱氮新工艺不断问世，如短程硝化反硝化脱氮工艺、厌氧氨氧化工艺、SHARON工艺等等。这在一定程度上节约了反硝化所需的碳源，但是这些新工艺普遍存在着运行条件苛刻、难以适应污水处理厂水质、水量多变的特性等问题，在实际工程中难以推广应用。

另一方面，环保工作者也致力于污水中自然存在的碳源的开发利用。例如，在中国专利申请No.201016099Y中设置了污泥水解酸化池，利用剩余污泥的水解后产物作为碳源，但是在污泥水解释碳的同时也会导致污泥中氮、磷的释放，增加了后续污水处理系统负荷，且该专利所述的水解酸化池中还需要投加载体，这也增加了工艺复杂程度。另外，某些专利技术中设置回流污泥内源反硝化池(CN 101891333A)，利用回流污泥内含碳源作为前置内源反硝化的唯一碳源，在一定程度上可以缓解污水脱氮过程的碳源缺乏问题，但实际运用中皆有难以进行运行控制、与现有污水处理工艺难以兼容等缺陷。

近年来，部分污水处理厂利用水解反应器取代传统的初沉池，工艺流程如附图1所示(以水解+AAO为例)。此工艺中利用水解反应器去除进水中部分无机悬浮物，并将大分子有机物水解酸化成小分子有机物，提高污水可生化性；然后在后续的缺氧池内完成反硝化脱氮。水解反应器的利用在一定程度上缓解了我国城市污水普遍存在的进水中悬浮固体无机组分含量偏高、废水可生化性差而不利于生物利用等问题。但是实际运用中发现，如果在厌氧等处理之前不设水解反应器，常导致进水的可生化性以及活性污泥的活性过低，而如果设有水解反应器，则常由于水解反应器对有机物去除率过高而加剧后续的缺氧处理中反硝化碳源不足等难题，导致出水中的总氮难以达标。

因此，必须开发适合我国污水处理现状、尤其是能够通过对污水处理厂的现有污水处理设施进行升级改造而实现的高效脱氮技术，解除目前污水处理厂的脱氮困境。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种高效、稳定、可方便与脱氮除磷系统的现有设施相结合，且合乎经济和环境需求的脱氮系统及方法。

本发明通过将脱氮除磷系统的出水回流至水解反应器，来实现水解反应器的功能扩展，把水解反应器作为前置反硝化功能区，在原有脱氮系统的脱氮水平基础上进一步增加系统总氮的去除程度，无须增加外加碳源，而是尽量利用水解反应器内良好的无氧环境、反硝化细菌功能的快速恢复能力和有机物的充足供给能力，实现高效脱氮，在进水负荷和进水水质充满变数的情况下保证系统出水脱氮效率的稳定性。

为实现上述发明目的，本发明提供一种水解反硝化脱氮系统，由水解反应器、厌氧池、好氧池和沉淀池依次联通组成，该系统还包括：出水回流通道，设置在该沉淀池和该水解反应器之间，使得该沉淀池中排出的含有硝酸盐的上清液作为回流液回流至该水解反应器中，利用该水解反应器中存在的反硝化菌对所述回流液进行反硝化脱氮。

根据本发明的实施例，该水解反应器为升流式污泥床反应器，待处理的污水以及所述回流液从该水解反应器底部均匀进入，在该水解反应器中形成稳定的升流式水力学流态。

根据本发明的实施例，该水解反应器中含有丰富的水解酸化菌和反硝化菌，所述水解酸化菌将污水中的难降解有机物转化为小分子有机物，利用这些小分子有机物作为快速反硝化碳源，由所述反硝化菌对所述污水和回流液进行所述反硝化脱氮处理。

根据本发明的实施例，该水解反应器具有独立的排泥装置，其排泥点设在该水解反应器中下部，污泥层与液面之间的清水区高度保持在1.0～1.5m。

根据本发明的实施例，该厌氧池是指AO、氧化沟、或曝气生物滤池之一中的厌氧区，以及该好氧池是指AO、氧化沟、或曝气生物滤池之一中的好氧区。