[发明专利]一种基于碳源直接转化、氮生物脱除的污水低耗处理与能源回收组合处理工艺

摘要

本发明涉及一种基于碳源直接转化、氮生物脱除的污水低耗处理与能源回收组合处理工艺，属于污（废）水处理技术领域。该发明工艺涉及的装置主要由厌氧发酵反应区、膜分离区、缺氧滤池和好氧滤池组成。城市污水经预处理后在厌氧发酵反应区进行碳源直接转化为甲烷，实现能源回收利用；在膜分离区实现固液分离；在缺氧滤池中利用厌氧发酵出水中的残余有机物、硫化物、溶解性甲烷等物质进行反硝化脱氮，在好氧滤池中进行高速硝化，从而使工艺出水TN达到国家一级B标准。本发明工艺具有运行能耗低、碳源能源化回收、氮脱除无外加碳源、避免温室气体排放等优点。

主权项

1.一种基于碳源直接转化、氮生物脱除的污水低耗处理与能源回收组合处理工艺，其特征在于所述处理工艺通过处理装置实现，所述处理装置包括厌氧膜‑生物反应器、缺氧滤池（3）和好氧滤池（4）；厌氧膜‑生物反应器包括厌氧发酵反应区（1）和膜分离区（2），其特征在于：预处理水箱（５）底部连接厌氧发酵反应区（1），污水经预处理水箱（５）后依靠液位差重力自流进入厌氧发酵反应区（1），厌氧发酵反应区（1）内设有搅拌混合装置（6），厌氧发酵反应区（1）底部通过污泥循环泵（7）和管道连接膜分离区（２）底部一侧进口，膜分离区（２）内设有中空纤维膜或平板膜（10），厌氧发酵反应区（1）上部和膜分离区（２）上部设有污泥循环连接管（８），通过污泥循环泵（7）和污泥循环连接管（8）在厌氧发酵反应区（1）与膜分离区（2）之间形成污泥循环；中空纤维膜或平板膜（10）顶部通过膜出水泵（９）进行抽吸，中空纤维膜或平板膜（10）通过膜出水泵（９）和管道连接缺氧滤池（３）底部进水口，缺氧滤池（3）和好氧滤池（4）均采用升流式，缺氧滤池（3）上部溢流口连接好氧滤池（4）底部进水口，升流式好氧滤池（4）上部溢流出水，好氧滤池（4）内的好氧滤池混合液通过回流泵（11）回流到缺氧滤池（3）；具体步骤如下：(1) 经预处理后的污水在厌氧发酵反应区（1）进行厌氧发酵，在膜分离区（2）进行固液分离；污水中的碳源在厌氧发酵过程中转化为甲烷，实现污水中碳源直接转化为能源；其中：厌氧膜‑生物反应器水力停留时间为2~4 h；中空纤维膜或平板膜的膜运行通量为6 ~ 10 L/(m2·h)；厌氧发酵反应区（1）的有机负荷为3 ~ 5 kg/(m3·d)，污水中的污泥龄为60 ~100天；污泥循环泵（7）和污泥循环连接管（8）在厌氧发酵反应区（1）与膜分离区（2）之间形成污泥循环；污泥循环的量为200%~ 400%；(2) 经厌氧发酵能源回收后的污水中含有氨氮、少量剩余碳源、硫化物和溶解性甲烷等物质，在缺氧滤池（3）和好氧滤池（4）中进一步脱氮，控制缺氧滤池（3）和好氧滤池（4）的回流比为100% ~ 200%；(3) 缺氧滤池（3）中脱氮途径主要包括以残余COD为碳源的异养反硝化、以甲烷为碳源的异养反硝化和以硫化物为电子供体的自养反硝化；厌氧发酵后污水中的氨氮在好氧滤池（4）中进行快速硝化；缺氧滤池（3）和好氧滤池（4）总水力停留时间为4 ~ 8 h；好氧滤池（4）出水TN稳定在20 mg/L以下，氨氮稳定在8 mg/L以下，水质稳定达到国家一级B排放标准。