[发明专利]一种无内回流分两段进水NISS脱氮除磷的自控装置及工艺

说明书

技术领域

本发明属于污水深度生物脱氮除磷技术领域，具体涉及一种适用于碳氮磷比例失调的污水中的无内回流分两段进水NISS(No Inner circumfluencewith Stepfeed System)脱氮除磷的自控装置及工艺。

背景技术

随着经济社会的不断发展和人口的持续增加，我国对水资源的需求也在不断增加，而污水处理对于保护环境，保护水资源，防止水体污染的作用不可或缺；同时，污水处理对于保持生态平衡、保护我们的生产生活环境、提高我们的生活质量意义重大。从我国环境保护发展的中长期战略来看，污染物减排将被放到首位，而能耗高的处理工艺将首先失去竞争力，高资源占用和高能耗工艺，不符合可持续发展和低碳经济的基本原则；毫无疑问，节能降耗型的水处理技术已成为目前行业内重要的发展方向。

随着“十二五”规划对污水排放标准的进一步提高，尤其是将氮磷作为污水排放约束指标的背景下，对氮磷去除新工艺的研究势在必行。2002年颁布的《城镇污水处理厂污染物排放标准》中新增了总氮、总磷最高允许排放的浓度，与此同时对出水的氨氮也提出了更为严格的要求，由此可见，污水处理的主要矛盾已逐渐从“十一五”的化学需氧量等有机物的去除转变到对氮磷等污染物的去除。自然界中，氮的存在形式一般是以有机体、氨态氮、亚硝酸氮、硝酸氮以及气态氮存在的。污水处理中一般只涉及处理氨态氮、亚硝酸氮和硝酸氮这三种形式。

污水生物脱氮的基本原理是在好氧条件下通过硝化反应先将氨氮氧化为硝酸盐，再通过缺氧条件下(溶解氧不存在或浓度很低)的反硝化反应将硝酸盐异化还原成气态氮从水中除去。

生物脱氮的反应过程是：

1.氨化与硝化在未经处理的新鲜废水中，含氮化合物存在的主要形式有：①有机氮，如蛋白质、氨基酸、尿素、胺类化合物、硝基化合物等；②氨态氮(NH₃、NH₄⁺⁾，一般以前者为主。含氮化合物在微生物作用下，相继产生下列反应：(1)氨化反应有机氮化合物，在氨化菌的作用下，分解、转化为氨态氮，这一过程称之为“氨化反应”；(2)硝化反应在硝化菌的作用下，氨态氮进一步分解氧化，就此分两个阶段进行，首先在硝化菌的作用下，使氨(NH4)转化为亚硝酸氨，继之，亚硝酸氨在硝酸菌的作用下，进一步转化为硝酸氨。

2.反硝化反应反硝化反应是指硝酸氮(NO₃-N)和亚硝酸氮(NO₂-N)在反硝化菌的作用下，被还原为气态氮(N₂)的过程。反硝化菌是属于异养型兼性厌氧菌的细菌。在厌氧菌(缺氧)条件下，以硝酸氮(NO3-N)为电子受体，以有机物(有机碳)为电子供体。在反硝化过程中，硝酸氮通过反硝化菌的代谢活动，可能有两种转化途径，一种途径是同化反硝化(合成)，最终形成有机氮化合物，成为菌体的组成部分，另一种途径是异化反硝化(分解)，最终产物是气态氮。

在常规二级生物处理系统中，磷作为活性污泥微生物正常生长所需要的元素也成为生物污泥的组分，从而引起磷的去除，活性污泥含磷量一般为干重的1.5％-2.3％，在污水生物除磷工艺中，通过厌氧段和好氧段的交替操作，利用活性污泥的超量磷吸收现象，使细胞含磷量相当高的细菌群体能在处理系统的基质竞争中取得优势，剩余污泥的含磷量可达到3％-7％，进入剩余污泥的总磷量增大，处理出水的磷浓度明显降低。

生物脱氮除磷过程一般都需要缺氧和好氧的交替进行，目前应用的传统A/A/O(厌氧-缺氧-好氧)工艺、改进A/A/O工艺、倒置A/A/O工艺、UCT工艺以及改进UCT工艺对于出水标准的日益严峻，脱氮除磷的效果都不是很理想，几乎达到了工艺的处理极限。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷和发展的需求，本发明的目的在于提供一种无内回流分两段进水NISS脱氮除磷的自控装置及工艺，通过该自控装置实现高效除磷性能并建成稳定的反硝化脱氮，同时有效地降低水厂的运行成本。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：