[发明专利]两级SBR利用污泥内碳源强化城市生活污水脱氮耦合污泥减量的装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及低C/N比（摩尔比）城市污水强化脱氮工艺的优化控制技术，属于城市污水处理及剩余污泥生化处理技术领域，是一种采用两级SBR利用污泥内碳源强化城市生活污水脱氮耦合污泥减量的装置与方法。

背景技术

我国2002年颁布的《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级A标准规定，排污单位最终出水的氮含量分别为NH₄⁺-N＜5mg/L，TN＜15mg/L。然而一般认为TN＞0.7mg/L时，湖泊呈现富营养化，而当TN＞1.3mg/L时，湖泊呈现重度富营养化。随着排放标准的日渐严格，95%以上的污水处理厂出水不能达到一级A标准，面临污水深度脱氮的要求。

污水生物处理脱氮过程中，异养反硝化菌需要利用有机物作为碳源，还原氧化态氮，包括硝态氮和亚硝态氮，一般要求BOD/TKN＞4，然而我国大部分城市污水处理目前普遍存在进水C/N比（摩尔比）低，碳源不足的问题，导致出水TN难以达标。国内现有污水处理厂往往通过外加碳源，例如甲醇等达到良好的出水效果，但这既增加了处理成本，又加剧了水厂的剩余污泥产量及CO₂排放。另一方面，污水处理过程中产生大量污泥。将污泥经处理后作为资源重新利用，使剩余污泥资源化，这样既能减少有害物质对环境的影响又能节约物质资源和能量资源，降低运行成本。

本发明利用剩余污泥发酵混合物强化城市污水脱氮，可以使污泥中的大分子有机颗粒向挥发性脂肪酸等小分子转化，从而作为碳源被反硝化菌所利用以提高系统脱氮效果，同时实现污泥的减量化和稳定化。该方法相比传统脱氮工艺可以节省外加碳源，降低运行费用，并同时进行污泥的减量，是符合可持续发展规律的工艺，有较大的实际意义，应用市场广阔。

发明内容

本发明利用三个序批式反应器，首先使剩余污泥自主发酵，并与城市污水的硝化反硝化反应器和深度反硝化反应器相连，形成两级SBR生活污水处理设备。同时本发明将剩余污泥发酵混合物作为SBR₁反硝化的碳源，强化了生物脱氮，并且使剩余污泥进一步减量；利用剩余污泥发酵液作为SBR₂反硝化的碳源，实现深度脱氮，出水可达一级A标准。本发明将厌氧生物处理技术和好氧生物处理技术进行耦合，以实现低C/N比（摩尔比）城市污水处理优化控制，节约碳源，提高碳源利用率，减少剩余污泥产量的目的。此外，该发明具有设备简单、运行灵活等优点。

本发明通过以下技术方案来实现：

两级SBR利用污泥内碳源强化城市生活污水脱氮的装置，其特征是：本装置的主体设备包括序批式硝化反硝化反应器SBR₁（3）、序批式深度反硝化反应器SBR₂（6）和序批式剩余污泥发酵反应器SBR_F（11）；

原水水箱（1）中的生活污水通过第一进水泵（2）进入序批式硝化反硝化反应器SBR₁（3），序批式硝化反硝化反应器SBR₁（3）出水排入硝化液储存箱（4），再通过第二进水泵（5）进入序批式深度反硝化反应器SBR₂（6）中，序批式深度反硝化反应器SBR₂（6）出水直接排出；序批式硝化反硝化反应器SBR₁（3）和序批式深度反硝化反应器SBR₂（6）的剩余污泥分别通过第一排泥泵（7）和第二排泥泵（8）排入储泥罐（9），再由剩余污泥投加泵（10）投加至序批式剩余污泥发酵反应器SBR_F（11）；序批式剩余污泥发酵反应器SBR_F（11）中的一部分剩余污泥发酵混合物通过污泥发酵混合物投加泵（12）投加至序批式硝化反硝化反应器SBR₁（3）中，另一部分剩余污泥发酵混合物通过重力作用排入二沉池（13）中，二沉池（13）出水流入加药箱（14）中，再由污泥发酵液投加泵（15）投加至序批式深度反硝化反应器SBR₂（6）；序批式硝化反硝化反应器SBR₁（3）与空气压缩机（16）相连，并安装第一转子流量计（17）、第一搅拌器（19）和第一DO测定仪（22），序批式深度反硝化反应器SBR₂（6）与空气压缩机（16）相连，并安装第二转子流量计（18）、第二搅拌器（20）和第二DO测定仪（23），序批式剩余污泥发酵反应器SBR_F（11）中安装第三搅拌器（21）和pH测定仪（24）。