[发明专利]一种低碳氮比城市污水高效处理系统与方法

说明书

一种低碳氮比城市污水高效处理工艺与方法。属于污水处理技术领域。生物选择池依次与生物富集池、低氧曝气池、二沉池连接，低氧曝气池分为4个串联的格子低氧曝气池1、低氧曝气池2、低氧曝气池3、低氧曝气池4；低氧曝气池4的出水与生物选择池连接形成硝化液回流管路；二沉池底部污泥与与生物选择池连接形成污泥回流管路。本发明能够在低碳氮比(3≤COD/TN≤5)情况下稳定达到或优于城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918‑2002)中一级A排放标准(COD50mg/L，BOD10mg/L，NH4+‑N5(8)mg/L，TN15mg/L，TP0.5mg/L，SS10mg/L)。

技术领域

本发明属于污水处理领域，具体涉及一种低碳氮比城市污水高效处理工艺与方法。

背景技术

传统理论认为生物脱氮是分两个阶段完成的,即好氧条件下的硝化阶段和缺氧条件下的反硝化阶段。硝化过程是在有氧条件下,先由亚硝酸菌将氨态氮氧化成亚硝酸盐氮,再由硝酸菌将亚硝酸盐氮氧化成硝酸盐氮。反硝化过程是在缺氧条件下,以硝酸盐氮或亚硝酸盐氮为电子受体,以有机碳(COD)为电子供体,还原为气态氮的过程。

传统生物脱氮具体步骤如下:

其中硝化细菌一般为自养型好氧菌,而反硝化菌为异养型厌氧菌。正由于这两种菌对环境条件的要求不同,使得硝化和反硝化这两个过程不能同时发生,而只能序列式进行,即硝化反应发生在好氧条件下,反硝化反应则发生在缺氧或厌氧条件下。在这种理论指导下,传统的生物脱氮工艺都是将缺氧区或厌氧区与好氧区分隔开,这种硝化反硝化工艺在废水脱氮方面起到了一定的作用,但仍存在以下的问题:

(1)硝化菌群增殖速度慢且难以维持较高生物浓度,特别是在冬季低温期,会造成系统总水力停留时间过长,有机负荷过低,增加了运行费用。

(2)系统为了维持较高的生物浓度和获得良好的脱氮效果,必须同时进行污泥和硝化液的回流,增加了动力消耗和运行费用。

(3)系统抗冲击能力较弱,高浓度的氨氮和亚硝酸盐对硝化细菌有抑制作用。

(4)为了中和硝化过程产生的酸度,需要加碱进行中和,增加了处理费用,还可能造成二次污染。

针对传统脱氮工艺中的不足,国内外一直研究解决这些问题的方法。近年来,国内外的不少研究和报道已能充分证明,在完全好氧的条件下,同样存在着反硝化作用；某些好氧反硝化菌兼具硝化能力,可以把氨氮直接氧化成氮的气态产物,异养硝化好氧反硝化菌成为新的研究热点。

发明内容

本专利发明者经过长期的探索研究，结合现有污水厂存在问题，一是进水碳氮比过低，进水中碳源不足，不利于微生物进行反硝化，需要外加碳，在设计过程中要注意内碳源的合理利用和分配；二是电耗高，主要从节省曝气池曝气量、选择高效处理技术等来降低能耗。充分分析了现有城市污水处理工艺的优缺点，提出了一种低碳氮比城市污水高效处理工艺与方法，从而解决现有污水处理厂工艺处理效果不达标、高能耗、运行费用高、存在二次污染等问题。该工艺能够在低碳氮比(3≤COD/TN≤5)情况下稳定达到或优于城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)中一级A排放标准(COD50mg/L，BOD10mg/L，NH4+-N5(8)mg/L，TN15mg/L，TP0.5mg/L，SS10mg/L)。

如图1所示，本发明中所述的低碳氮比城市污水高效处理系统，其特征在于：由生物选择池、生物富集池、低氧曝气池、二沉池组成，具体来讲：生物选择池依次与生物富集池、低氧曝气池、二沉池连接，低氧曝气池分为4个串联的格子低氧曝气池1、低氧曝气池2、低氧曝气池3、低氧曝气池4；低氧曝气池4的出水与生物选择池连接形成硝化液回流管路；二沉池底部污泥与与生物选择池连接形成污泥回流管路；低氧曝气池1、低氧曝气池2、低氧曝气池3、低氧曝气池4的每个底部均设有曝气装置，曝气装置与风机连接。