[发明专利]耦合式生物脱氮方法及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种耦合式生物脱氮方法及其系统。

背景技术

近年来排放高含氨氮废水的煤化工、生物发酵行业在我国发展迅速。同时，随着城镇化进程的加快，大量生活污水也需收集处理，为最大限度降低排污对水体环境的污染，国家出台了更为严格的氨氮及总氮排放标准。

而目前所采用的脱氮工艺多级AO工艺、SBR工艺、MBR技术均以活性污泥法为主，也有一部分中小型项目采用以固定生物膜法为主的接触氧化工艺。但上述技术路线要么普通存在单位池容生物总量较低（如多级AO、SBR、接触氧化），要么存在分离区所占面积较大（如AO、或接触氧化）问题。

已有生化处理工艺简单概括如下：

1、MSBR工艺

图1为现有技术中典型的MSBR系统的平面布置示意图。如图1所示，污水首先进入厌氧池，在厌氧池内进行污水与沉淀池回流的高浓度污泥混合，接着混合液进入好氧池，碳化菌完成有机碳的降解，硝化菌完成氨氮的硝化。好氧池混合液一部分进入了SBR池1→缺氧池→沉淀池→好氧池形成系统内部的混合液循环。曝气池混合液的另一部分进入SBR池2，沉淀后作为水流出系统。SBR池1和SBR池2交替进行上述过程，当其中一个进行缺氧、好氧循环反应时，另一序批池作为平流式沉淀池出水排放。经过一定时间后作为沉淀池作用的序批池污泥不断积累，池中泥面上升到一定程度后与另一序批池交换运行，剩余污泥排放在沉淀后期直接从序批池中底部排放。

MSBR工艺的优点是采用连续进、出水，避免了传统SBR对进水的控制要求及其间歇排水所造成的问题。采用恒水位运行，避免了传统SBR变水位操作水头损失大、池子容积利用率低的缺点。为泥水分离提供了与传统SBR类似的静止沉淀条件，改善了出水水质。

不足之处在于：当进水的COD、氨氮浓度非常高的时候，MSBR工艺不能满足排放要求。

2、两段A/O工艺（Bardenpho工艺）

图2为现有技术的两段A/O工艺流程图。如图2所示，Bardenpho工艺由两个缺氧／好氧(A／O)工艺串联而成，共有四个反应池。

四段Bardenpho工艺的前面两段类似于A/O工艺。在第一级A/O工艺中，回流混合液中的硝酸盐氮在反硝化菌的作用下利用原污水中的含碳有机物作为碳源在第一缺氧池中进行反硝化反应，反硝化后的出水进入第一好氧池后，含碳有机物被氧化，含氮有机物实现氨化和氨氮的硝化作用，同时在第一缺氧池反硝化产生的N2在第一好氧池经曝气吹脱释放出去。在第二级A／O工艺中，由第一好氧池而来的混合液进入第二缺氧池后，反硝化菌利用混合液中的内源代谢物质进一步进行反硝化，反硝化产生的N2在第二好氧池经曝气吹脱释放出去，改善污泥在的沉淀性能，同时内源代谢产生的氨氮也可以在第二好氧池得到硝化。Bardenpho具有两次反硝化过程，脱氮效率可以高达90％～95％。

不足之处在于：需设置污泥回流和硝化液回流泵房、二沉池等构筑物，占地面积大，土建投资高，运行管理不方便，电耗大。

3、SBR工艺

SBR是序列间歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。与传统耦合式生物脱氮方法不同，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。

SBR具有以下优点：

1）理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。

2）运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。

3）耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。

4）处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。

5）反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。

6）工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。

不足之处在于：SBR工艺适用于中小规模的污水处理厂，不适用大型污水厂，且设备和池容利用率较低，脱氮除磷效果不稳定，水头损失也大。