[发明专利]一种低碳氮比生活污水处理新工艺

说明书

技术领域

本发明涉及环境保护技术，具体地说是一种低碳氮比生活污水处理新工艺。

背景技术

随着经济的快速发展，水体富营养化的现象也愈发严重，如巢湖、太湖和滇池。氮、磷元素是引起水体富营养化的两个重要因子，许多国家对其排放浓度都有着严格限制。我国国家环境保护部要求城镇污水处理厂出水排入重点流域及湖泊、水库等封闭、半封闭水域时，必须严格执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级A标准。

为了生活污水处理氮和磷的达标排放，各地加速城镇污水处理厂建设或升级改造的步伐，应用最广泛的是厌氧/缺氧/好氧(Anaerobic-Anoxic-Oxic,A₂O)工艺。该工艺的主要优点是：(1)可在常规活性污泥法的基础上改造而成，改造简便易行；(2)抗冲击负荷能力较强；(3)在碳充足的情况下，出水水质较好。然而，长期以来，我国城镇生活污水C/N比较低，有高达65％以上的污水处理厂存在碳源不足的现象，近43％的污水处理厂的进水C/N小于3，污水中碳源已不能满足微生物脱氮除磷的需要。因此，采用A₂O工艺处理生活污水时，通常存在这一突出问题：反硝化脱氮和除磷微生物对碳源的竞争，由于城市污水的碳源普遍偏低，难以满足脱氮除磷的需求，因此处理后的污水氮和磷难以达到排放标准。此外，这一个工作还存在如下缺点：不同污泥龄(SolidsRetentionTime,SRT)微生物共存对氮和磷去除的不利影响，聚磷菌的世代时间较短，在SRT较短的条件下可正常生长，并可获得较高的除磷效率，而硝化细菌属于自养型专性好氧细菌，它的生长速度缓慢，世代时间较长，在SRT较长的条件下方可获得较佳的脱氮效率，因此，硝化细菌和聚磷菌的SRT不同也导致生活污水的脱氮除磷效率低下。

为保证氮、磷达标排放，通常采用外加碳源等措施来提高脱氮除磷效果，增加了污水处理成本和能源的消耗。因此，开发适应低C/N比污水高效率低能耗的脱氮除磷技术对促进污水处理事业的发展、改善水环境质量具有重大意义。

本课题组在前期研究中，针对低C/N比生活污水处理，研发了一种新的工艺(邹海明，吕锡武，李婷.反硝化除磷-诱导结晶磷回收工艺试验[J].华中科技大学学报(自然科学版),2014,42(4):127-132.)

该工艺的特点是采用双污泥形式(即DPAO和硝化细菌处于两个独立的污泥系统，充分地发挥反硝化脱氮除磷和硝化反应的各自特点)，在缺氧环境下，DPAO可在反硝化脱氮的同时吸收磷，提高了碳源的利用效率。该工艺可缓解传统脱氮除磷工艺的三个突出矛盾：(1)碳源不足：厌氧释磷和反硝化脱氮对碳源的竞争；(2)泥龄矛盾：硝化菌代谢周期长，而异养菌和聚磷菌代谢周期短；(3)硝化菌和异氧菌对氧的竞争，只有当有机物降解完全时硝化菌才能成为优势种群。尽管该工艺处理低C/N比生活污水时取得了很好的效果，然而该工艺需要构筑物多(厌氧池1个、好氧硝化池1个，缺氧池1个，后置曝气池1个，沉淀池3个)，运行耗能大，难以真正地应用到实际污水处理之中。

迄今为止能低能耗、高效率处理低C/N比生活污水仍然是一个难以解决的技术问题。

因此发明一种处理低C/N比生活污水，效率高、能耗低的新工艺对于环境保护(特别是水体富营养化的防控)、降低水处理成本是水处理界十分重要的任务。

发明内容

本发明的目的是提供一种低碳氮比生活污水处理新工艺，效率高、能耗低的新工艺。

本发明的目的是这样实现的：

(1)生活污水进入厌氧池；

(2)厌氧池泥水混合液进入沉淀池；

(3)沉淀池上清液自流至好氧生物膜硝化池，同时进行曝气提供溶解氧(DissolvedOxygen,DO)，沉淀污泥超越至缺氧池；

(4)缺氧池泥水混合液进入沉淀池；

(5)沉淀池上清液排放，沉淀污泥回流至厌氧池。

步骤(3)所述DO浓度，大于2mg/L。

本发明的要点是：

采用活性污泥和生物膜组合的形式，将硝化细菌和除磷微生物独立开来，充分发挥各自的特点；利用好氧生物膜硝化池代替活性污泥法，省去了一个沉淀池和一套污泥回流系统，节约了建造成本；在运行过程中只需要2个污泥回流泵，大大降低了能耗。

本发明与已有技术相比，其突出的创造性在于以下四点：

(1)采用反硝化同步脱氮除磷技术，成功解决了厌氧释磷和反硝化脱氮对碳源的竞争矛盾，DPAO在缺氧条件下以硝酸盐为电子受体实现反硝化同步脱氮除磷；