[发明专利]高铁高固污泥消化脱水液自养生物脱氮组合装置及调控方法

说明书

本发明提供了一种高铁高固污泥消化脱水液自养生物脱氮组合装置及调控方法，涉及污水生物处理的技术领域，该高铁高固污泥消化脱水液自养生物脱氮组合装置，包括曝气池、混凝池、第一沉淀池、异养反硝化池、第二沉淀池、自养生物脱氮池和PLC控制器；沿原水流通方向所述曝气池、所述混凝池、所述第一沉淀池、所述异养反硝化池、所述第二沉淀池和所述自养生物脱氮池顺次连通，且相邻反应池通过孔隙连通，解决了现有技术中存在的厌氧消化污泥脱水液中有机物对自养脱氮生物含量和活性的影响、污水中的铁元素浓度较高和利用不充分、自养生物脱氮污泥浓度低、自养生物脱氮工艺的运行成本高、自养生物脱氮装置运行不稳定和出水总氮的指标偏高的技术问题。

技术领域

本发明涉及污水生物处理技术领域，尤其是涉及一种高铁高固污泥消化脱水液自养生物脱氮组合装置及调控方法。

背景技术

随着日益发展的工农业、迅速集中的城市人口和不断提高的居民生活水平，从而产生了大量的污水，为了处理污水从而建造了大量的污水厂去处理这些污水，但是在处理这些污水的同时会产生大量的污泥。城镇污水处理厂污泥厌氧消化是污泥处理处置的重要环节，高含固污泥(消化池进泥含固率在10％左右)厌氧消化技术是目前正在推广的技术之一，为了污泥运输方便，国家规定城镇污水处理厂污泥出厂时含水率至少要小于80％，为此污泥在出厂前通常都需要脱水，从而产生大量厌氧消化污泥脱水液，但是高含固污泥在进行厌氧消化时，其总氮不仅不会得到去除，同时还会因为有机氮的释放，增加厌氧消化污泥脱水液中的氨氮，由于氨氮浓度的增加，从而导致碳氮比较小(通常小于2)，低碳氮比的厌氧消化污泥脱水液如果回流到污水处理厂污水处理线前端进行处理，将会增加15％～25％的进水氨氮负荷，影响污水厂的出水水质，同时需要添加碳源，从而增加处理成本。厌氧消化污泥脱水液如果直接排入到水体环境，会导致水体氮素污染。

此外，为了提高污泥的脱水性能，很多污水厂需要在活性污泥中添加混凝剂来提高污泥的脱水性能，污水厂常用氯化铁作为混凝剂进行对污泥进行脱水。受氯化铁生产工艺的影响，有时候氯化铁混凝剂中会含有较高含量的亚铁离子，当添加较多的该混凝剂时，会导致厌氧消化污泥脱水液中的二价铁的浓度比较高。此外，高浓度的三价铁元素会消耗厌氧消化污泥脱水液中的碱度和磷元素，从而导致厌氧消化污泥脱水液中的碱度和磷元素缺乏，从而增加厌氧消化污泥脱水液处理的困难。最后，在厌氧消化污泥脱水液进入自养生物脱氮单元之前，如果厌氧消化污泥脱水液中的二价铁离子未被有效去除，则二价铁可能会由于自养生物脱氮单元中的曝气生成三价铁，进而在自养生物脱氮单元中生成三价铁沉淀，最终导致自养生物脱氮单元中污泥活性降低甚至失活，从而导致整个系统的失败；同时铁元素是重要的混凝剂，在污水处理中，充分利用污水中的铁元素对节省资源具有重要意义。

目前对于厌氧消化污泥脱水液多采用传统硝化－反硝化工艺进行脱氮处理，这种工艺存在能耗高的问题，尤其是对于低碳氮比的厌氧消化污泥脱水液还需要添加额外碳源，从而增加了污水处理厂处理费用。以短程硝化－厌氧氨氧化为核心的自养生物脱氮工艺与传统的硝化反硝化工艺相比，自养生物脱氮工艺无需外加碳源，耗氧量低，可显著降低运行费用；污泥产量少，避免二次污染，与好氧硝化/缺氧反硝化工艺相比具有节省碳源100％、降低曝气能耗60％和污泥产量低的优点。同时通过利用污水中铁元素的混凝作用，可同时去除铁元素和污水中悬浮物，从而减少混凝剂的投入，减少成本。

在现有的自养生物脱氮工艺中，现有的自养生物脱氮装置对自养生物脱氮污泥的富集效率不高，导致自养生物脱氮装置中的污泥浓度低，从而导致整个自养生物脱氮装置的处理效率低下，出水很难达到国家的水质控制标准；自养生物脱氮装置中要生成硝酸盐氮，根据自养生物脱氮的反应式，自养生物脱氮装置对废水中总氮的最高理论去除率只能达到88.7％，从而导致自养生物脱氮装置存在出水总氮浓度难于达标排放的问题；此外自养生物脱氮装置缺乏有效预警系统，导致自养生物脱氮装置在即将失稳时无法及时预警，严重影响自养生物脱氮装置稳定有效运行。