[发明专利]微曝气硝化联合污泥发酵耦合反硝化处理低碳氮比生活污水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微曝气硝化联合发酵耦合反硝化处理低碳氮比生活污水的方法，属于污水生物处理技术领域。该工艺适用于低碳氮比(COD质量浓度/总氮质量浓度，C/N)城市生活污水的强化脱氮生物处理。 

背景技术

随着水体富营养化的日益严重，氮素污染问题引起了人们的高度关注。与此同时，对于氮素的排放标准也日趋严格。我国于2002年颁布的《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中对氮素的一级A排放标准为氨氮小于5mg/L，总氮小于15mg/L。然而，我国城市污水普遍存在的碳氮比偏低的问题逐渐成为城市污水处理达标的瓶颈，这导致了约有三分之一的城市污水处理厂总氮难以达标，需要通过在反硝化阶段投加外碳源的方式达到一级A排放标准。 

活性污泥法是目前城市污水处理使用的普遍方法之一，活性污泥法在净水的同时会产生数量可观的剩余污泥。我国每年产生的污泥量更是高达1亿吨以上。因此，污水生物处理系统的剩余污泥处理问题是城市污水处理厂另一个重点和难点。 

近年来，污泥内碳源的开发与利用成为了新的研究热点。这既有助于解决污水处理碳源不足的问题，又可以实现污泥的减量化无害化处理。但现有多数研究往往局限于污泥内碳源的开发，即污泥发酵产酸后，通过淘洗的方式将有机酸投入到反应器中进行利用。这种发酵-淘洗的方式有以下不足：1、由于混合污泥长期处于厌氧环境，导致污泥黏度升高，不易泥水分离；2、完全厌氧发酵过程很难避免有产甲烷反应发生，而产甲烷过程会消耗大量发酵产物；3、由于淘洗效率普遍较低，若要提高液相中的挥发性脂肪酸(Volatile Fatty Acid，VFA)溶出量，则需加大淘洗水量和淘洗次数；4、由于发酵过程会释放出较高的氨氮和磷酸盐，将发酵液注入后续处理单元时会增加进水负荷。 

发明内容

为了解决上述问题，本发明利用序批式反应器将污泥发酵、城市生活污水的硝化、反硝化耦合于同一体系中，利用污泥发酵产生的有机酸为碳源进行反硝化，无需外加碳源， 强化了低C/N污水的脱氮效果。本发明可以在同一反应器中实现微曝气氨氧化反应、发酵产生内碳源、原位利用发酵产物进行反硝化反应的耦合，从而使得系统出水达到一级A标准。 

本发明通过以下技术步骤实现： 

一种微曝气硝化联合污泥发酵耦合反硝化处理低碳氮比生活污水的方法，其装置包括：原水池、储泥池、主反应器、空气压缩机、排水池、排泥池、可编程过程控制器和计算机。原水池、储泥池、空气压缩机、排水池、排泥池分别与主反应器相连接，在主反应器顶部设有一号搅拌器、温控装置、pH传感器、DO传感器，侧面设有气体流量计、进水管、进泥管、出水管、排泥管，底部设有曝气装置；储泥池顶部设有二号搅拌器。 

原水池、进水泵和进水管一端依次相连，进水管另一端与主反应器连接；储泥池、进泥泵和进泥管一端依次相连，进泥管另一端与主反应器相连接；排水池、排水继电器和排水管一端依次连接，排水管另一端与主反应器相连接；排泥池、排水继电器和排泥管一端依次连接，排泥管另一端与主反应器相连接；空气压缩机通过气体流量计与主反应器相连接； 

可编程过程控制器内置有pH传感器接口、DO传感器接口、进水继电器接口、一号搅拌器接口、温控传感器接口、曝气继电器接口、排水继电器接口、排泥继电器接口、进泥继电器接口，可编程过程控制器另一端与计算机相连接。 

一种微曝气硝化联合污泥发酵耦合反硝化处理低碳氮比生活污水的方法，其特征包括以下步骤： 

1)接种污泥：微曝气硝化联合污泥发酵耦合反硝化主反应器首次启动时采用的接种污泥来自污泥消化系统排泥，其污泥浓度为10-13kgMLSS/m³，并且初次进水进泥后的混合污泥浓度为5-8kgMLSS/m³； 

2)启动系统：开启进水泵、进泥泵、一号搅拌器、二号搅拌器、空气压缩机，开启可编程过程控制器和计算机，设置DO为0.5-0.8mg/L，设置温度为30±1℃； 

3)进泥：启动进泥泵，将储泥池中的新鲜剩余污泥泵入主反应器中，剩余污泥为城市污水生物脱氮系统所排剩余污泥，污泥浓度浓缩至10-13kgMLSS/m³，进泥与接种污泥的质量浓度比为1/5至3/10； 

4)进水：启动进水泵，将原水池中的城市生活污水泵入主反应器中，进水体积占主 反应器有效容积的2/5-3/5；