[发明专利]一种低温低碳源条件下的生物脱氮工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种低温低碳源条件下的生物脱氮工艺。

背景技术

我国许多污水处理厂，尤其是南方污水厂普遍存在进厂原水低碳相对高氮磷的实际问题，已成为制约生物脱氮除磷的重要因素。要想获得理想的脱氮除磷效果，必须要提供充足的碳源以补充反硝化脱氮电子供体的要求和除磷要求，因此进水碳源不足的污水处理厂及时补充高效廉价的碳源是提高污水脱氮除磷的关键。同时，随着城市化和工业化进程的加快，产生的废水量急剧增加，污水处理率逐年提高，废水的生物处理过程中产生的污泥（包括初沉污泥和剩余污泥）量也越来越大。目前我国城市污水处理厂每年排放的污泥量（干重）大约为130万吨，而且年增长率大于10%，特别是在我国城市化水平较高的几个城市与地区，污泥出路问题已经十分突出。污泥处理处置难，危害日益严重，急需探索污泥减量化、稳定化、资源化的新思路。

目前污水处理厂为解决由碳源不足带来的氮磷出水无法达标的问题，通常使用甲醇和乙酸等低分子外加碳源，这种方法属于投加药剂法，其长期运行费用是很高的，而且甲醇脱氮效率虽高，但本身具有毒性，会给环境造成潜在的危险。为了降低脱氮成本，许多研究者通过多种途径寻找无毒、廉价的碳源来代替传统碳源。近年来，富含纤维素的天然固体有机物正逐渐用作外加碳源。纤维素类碳源取材方便、来源充足、成本低廉。但是利用天然固体有机物作为反硝化系统的碳源，同样存在一些问题亟待解决，如需要较长的水力停留时间，出水水质受外界温度影响大等。另外污水处理系统运行的目的是去除污染物，而外加碳源的方法又给污水处理系统增加了新的污染物，不符合循环经济的理念。而强化内源反硝化脱氮及污泥减量化工艺是一种处理生活污水及可生化性较好的工业废水的方法，以污水和污泥的水解酸化液作为反硝化碳源，在不增加新污染物及高额药剂费的情况下为脱氮除磷提供碳源，并能实现污泥的减量化目标。从原污水分离出来的颗粒态慢速降解有机物以及死亡或破裂的活性污泥微生物，通过水解和超声波释放出来的那部分可以利用的基质是目前研究最热的碳源物质之一。本发明以优化利用系统内碳源的角度出发，围绕污水中颗粒有机物碳源及初沉污泥的碳源转化，探索能够优化初沉池碳源利用的措施，设计新型脱氮工艺，研究其处理低碳氮比污水的潜力，以及在不投加碳源的情况下对生活污水的处理效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低温低碳源条件下的生物脱氮工艺。

本发明提出的新型脱氮工艺的反应装置主要包括新型生物反应器UAAR(Up-flowAnaerobic/AnoxicReactor)、硝化池和沉淀池。该发明与传统A²/O工艺有所不同，其进水从UAAR底部进入，泥水混合液从池子上部流入硝化池进行曝气处理，之后进入沉淀池进行泥水分离；沉淀池的污泥和硝化池的混合液均回流至UAAR，与进水一同从UAAR底部进入；系统排泥通过UAAR底部排泥。

本发明提出一种低温低碳源条件下的生物脱氮工艺，所述生物脱氮工艺由生物脱氮装置实现，所述装置由升流式缺氧/厌氧反应器(UAAR)、硝化池与沉淀池构成，所述UAAR内通过垂直布置的环形分隔板将UAAR分隔成内、外两层，UAAR内布置有中心变频传动装置，UAAR内层顶部设置有泥水混合器，UAAR内层设置有搅拌桨，搅拌桨上固定有导流管，导流管呈L型结构，其一端固定于泥水混合器底部；进水口、混合液回流口和回流污泥进口均与泥水混合器连接；UAAR上部设有整流出水堰；硝化池内垂直布置有硝化池分隔板，底部设有曝气装置，硝化池底部设有混合液回流装置，混合液回流装置通过混合液回流管连接UAAR顶部的混合液回流口；沉淀池设有中心变频传动装置，顶部设有整流出水堰，底部设有污泥回流装置，所述污泥回流装置通过污泥回流管连接UAAR顶部的回流污泥进口；UAAR和沉淀池底部均设有刮泥板；具体步骤如下：

（1）污水、混合回流液及回流污泥依次通过泥水混合器、导流管进入UAAR内层底，采用向上推流的方式，使泥水混合，泥水混合器和导流管在搅拌桨的带动下，一起转动，在向上水流的带动下，UAAR内层的混合液由下而上流入UAAR外层，UAAR外层的混合液由上而下入流回到UAAR内层，使UAAR内层和外层的混合液不断进行循环，由于UAAR底部设置较大有效深度的污泥斗，保证了UAAR底部的厌氧环境，降低混合流回流对水解环境的影响，有利于产生易被微生物利用的碳源，提升C/N比；污水停留时间为5.5－6.5小时，污泥停留时间为30天；UAAR内MLSS由上到下逐渐升高，浓度范围为3000－150000mg/L；