[发明专利]一种一体式多级同时硝化反硝化生物膜系统脱氮方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于污水生物处理技术领域，尤其涉及一种一体式多级同时硝化反硝化生物膜系统脱氮方法及装置。

背景技术

我国农村人口众多，生活污水排放量大，大部分都未经过有效处理而直接排放到水体中，导致了严重的水环境污染问题。农村村落集镇分散，将污水集中输送到污水处理厂进行处理存在一定难度；而目前在国内得到广泛关注的土地处理技术、生物生态组合技术等污水处理系统占地面积大，受季节、区域等环境影响大，处理效果不稳定。因此高效率、低投资、低运行成本、操作维护简单的污水处理技术的符合农村污水处理方法和装置丞待开发。

一体式污水处理设备作为农村污水处理的有效手段，具有占地小、见效快、操作管理方便等特点。好氧移动床生物膜系统MBBR是一种高效污水处理技术，该系统是活性污泥与生物膜的共存体系，生物量大，具有脱氮效果好、能耗低、不堵塞、不需反冲洗的优点，但缺点是填料容易流失；净化槽具有高效去除有机物和营养盐、安装方便、操作简单等优点，其主要工艺是厌氧滤床与接触氧化，厌氧滤床在实际运行过程中容易发生堵塞，需要进行定期反冲洗，操作复杂；而现有的AAO及AO生物接触氧化脱氮一体化装置是通过硝化和反硝化两个独立的过程来实现的，分别由硝化菌和反硝化菌在两个不同的反应器中进行，这种工艺脱氮除磷效果佳，运行稳定，但是该工艺需设置单独的搅拌装置；此外净化槽、AAO及AO生物接触氧化脱氮一体化装置均需设置硝化液回流及污泥回流动力装置，增加运行管理费用，在实际应用推广上存在一定困难。

本发明多级同时硝化反硝化(略称SND)脱氮一体化装置，正是针对现有一体化装置存在的问题上，充分发挥同时硝化反硝化的优点而开发的一种新型的处理工艺。首先该工艺同时硝化反硝化区各反应槽内置了生物填料，通过控制运行条件，使硝化与反硝化过程在同一个反应区中得以实现，无需投加额外碱度；其次，多段推流式设计使各反应槽形成不同负荷及环境，增强了系统的抗冲击负荷能力；同时分段进水增强了系统反硝化作用，使碳源得到高效利用。该装置总水力停留时间较短，污泥产率低，无需反冲洗、搅拌及污泥回流设备，经济实用，是处理农村生活污水的一种有效装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的一体式装置，针对现有的一体式装置在农村生活污水处理过程中存在运行维护复杂、能耗大的问题，给出了一套新工艺和新思路，是一种经济高效的脱氮除碳的装置与方法。

多级同时硝化反硝化生物膜系统一体化脱氮方法及装置，其特征在于：基于调节区A、多级同时硝化反硝化区B、导流区C、和沉淀区D一体化耦合而构建。所述调节区A与多级同时硝化反硝化区B通过上部设有孔口的隔板隔开；多级同时硝化反硝化区B通过导流区C与沉淀区D相连；多级同时硝化反硝化区共分3槽，各槽通过上部设有出流口、下部回流口的挡板隔开，各槽均设有生物填料9、分段进水管及曝气装置；导流区C与沉淀区D底部连通。

一体式多级同时硝化反硝化脱氮的方法，主要包括以下步骤：

(1)待处理废水以流量Q＝33.3～66.7L/h进入多级同时硝化反硝化脱氮反应器(4)调节区A中；

(2)调节区A废水首先进入到多级同时硝化反硝化区B₁反应槽内，该反应槽溶解氧DO为1.5～3.0mg/L，悬浮污泥及填料(9)上生物膜表面的氨氧化细菌(AOB菌)将NH₄⁺氧化为NO₂^-，亚硝酸盐氧化菌(NOB菌)将NO₂^-进一步氧化为NO₃；生物膜内部及悬浮液中污泥絮体内部缺氧条件下反硝化细菌以NO₃^-为电子受体，COD为电子供体进行的部分反硝化脱氮，此外生物膜表面及悬浮液中好氧反硝同样对COD有代谢作用，该阶段主要完成氨氮的硝化及部分反硝化；

(3)经B₁反应槽处理后的混合液在水流推力作用下进入B₂反应槽，同时进入B₂反应槽的还有经分段进水管(1)流入的原水，该反应槽进水DO控制在1.0～2.0mg/L，原水及从B₁反应槽流入的硝化液在该槽进行充分的硝化及反硝化，

(4)经B₂反应槽处理后的混合液与分段进水管(1)进入的原水同时进入B₃反应槽进行最终的硝化及反硝化，该反应槽DO控制在0.5～1.5mg/L；多级同时硝化反硝化区的总水力停留时间为6.0～12.0h；