一種污水高效生物脫氮方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種污水高效生物脫氮方法，屬于污水處理領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)現(xiàn)有城鎮(zhèn)污水廠3000余座，總處理能力達(dá)1.46億m3/d，實(shí)際處理總量約1.2億m3/d。一般采用二級(jí)活性污泥法處理城鎮(zhèn)生活污水，主要工藝為A20、氧化溝、SBR。城鎮(zhèn)生活污水中的污染物主要包括有機(jī)物(以C0D&、BOD5表示)、N污染物(以NH 3_N、TN表示)、P污染物、SS等，大量污水廠的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，除TN外，其它污染物在污水廠均能很好地被去除，生物脫氮除磷二級(jí)污水廠出水C0D&、BOD5, NH3-N, TP、SS等均易達(dá)到地表IV類水體要求。但TN的去除率與回流比有關(guān)，一般地，回流比(含內(nèi)回流和外回流)不超過400%，TN去除率亦不超過80%，出水TN在11 ±3mg/L左右，能夠達(dá)到國(guó)家一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，無法達(dá)到地表IV類水體要求(S1.5mg/L)。
[0003]污水廠出水的最終出路多為河流或湖泊，而N元素為主要的植物營(yíng)養(yǎng)元素之一，污水廠出水TN較高，屬于超富營(yíng)養(yǎng)類型，不利于保持和改善城市水環(huán)境，采用再生水補(bǔ)充城市河湖，容易造成水體水質(zhì)惡化，水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，為此，許多城市通過提標(biāo)改造，增建生物脫氮深度處理設(shè)施，用來降低出水TN。二級(jí)污水廠后續(xù)生物脫氮設(shè)施，不僅增加了工程投資，工藝流程冗長(zhǎng)、占地面積大、管理繁雜，而且由于城鎮(zhèn)生活污水中的有機(jī)物在二級(jí)處理時(shí)已經(jīng)被去除，深度處理生物脫氮時(shí)必定要求外加碳源，導(dǎo)致生產(chǎn)再生水的成本高昂。按目前市場(chǎng)價(jià)格計(jì)算(3000元/噸)，反硝化去除TN = lmg/L，外加碳源費(fèi)用約0.01元/m3。我國(guó)污水處理量約為1.46億m3/d，則每去除TN = lmg/L,外加碳源費(fèi)用約為146萬元/d、5.33億元/年；若平均深度處理生物脫氮6mg/L，則外加碳源費(fèi)用約為31.98億元/年。深度生物脫氮設(shè)施電耗約0.03度/m3.d，電價(jià)以0.62元/度計(jì)，則深度處理污水1.46億m3/d，電費(fèi)需271.6萬元/d、9.91億元/年。以上二者合計(jì)，在二級(jí)污水處理后建設(shè)深度生物脫氮設(shè)施，增加的經(jīng)常性費(fèi)用約為41.89億元/年，另外，深度處理設(shè)施還增加了運(yùn)行管理工作量，增加了人工成本。此外，現(xiàn)有生物脫氮污水廠脫氮率低下的原因在于，在污水廠進(jìn)水中反硝化碳源較少，約占進(jìn)水有機(jī)物的20%，污水中的多數(shù)有機(jī)物不能被反硝化菌利用，制約了污水廠的生物脫氮效果。
[0004]目前，我國(guó)城鎮(zhèn)生活污水處理廠出水N指標(biāo)較高，污水廠出水的最終出路為天然水體，導(dǎo)致我國(guó)自然水體和人工水體富營(yíng)養(yǎng)化，水環(huán)境狀況持續(xù)惡化、生態(tài)系統(tǒng)堪憂，為控制和改善水環(huán)境狀況、提升生態(tài)水平，國(guó)家每年需要投入大量的經(jīng)費(fèi)。因此，科學(xué)采用活性污泥法，在不外加碳源、降低電耗的條件下，利用進(jìn)水中的碳源在污水生物處理廠進(jìn)行深度生物脫氮，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益。而且在污水處理廠進(jìn)行深度生物脫氮能夠縮短工藝流程、減少占地面積，簡(jiǎn)化運(yùn)行管理、降低污水廠運(yùn)行人工費(fèi)；提高出水水質(zhì)、提升生態(tài)環(huán)境水平，具有重大的社會(huì)效益和環(huán)境效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，而提供一種污水高效生物脫氮方法，該方法在不外加碳源、降低電耗、不影響其他污染物去除的前提下，采用活性污泥法，將污水中不能被反硝化菌利用的有機(jī)物和活性污泥中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為反硝化碳源，提高污水廠的生物脫氮效果，降低污水廠出水中TN濃度，使出水TN能夠達(dá)到5mg/L以下。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種污水高效生物脫氮方法，污水依次流經(jīng)沉砂池、厭氧池、缺氧池1、缺氧池2、好氧池、沉淀池進(jìn)行處理，在所述的厭氧池和缺氧池I中污水中的既有的反硝化碳源被反硝化菌充分利用，缺氧池I出水中的有機(jī)物難于被反硝化菌利用；在所述的缺氧池1、缺氧池2之間續(xù)接混合液水解酸化池，經(jīng)過缺氧池I處理后的出水流入所述的混合液水解酸化池；在混合液水解酸化池內(nèi)污水中不能被反硝化菌利用的有機(jī)物以及活性污泥中的有機(jī)物部分轉(zhuǎn)化為反硝化碳源；所述的混合液水解酸化池出水流入缺氧池2內(nèi)，在缺氧池2中，反硝化菌利用混合液水解酸化池產(chǎn)生的反硝化碳源繼續(xù)進(jìn)行生物脫氮處理，提高了污水廠的生物脫氮效果。
[0008]上述技術(shù)方案中，經(jīng)缺氧池I處理后的出水，部分流入所述的混合液水解酸化池，另一部分流入缺氧池2 (傳輸量為r3Q)，水解酸化池含有反硝化碳源的出水流入缺氧池2后繼續(xù)進(jìn)行處理。
[0009]上述技術(shù)方案中，經(jīng)過所述的缺氧池2處理后的出水流入好氧池內(nèi)進(jìn)行處理，所述的好氧池內(nèi)含有硝化細(xì)菌，污水經(jīng)過硝化細(xì)菌作用后將NH3-N轉(zhuǎn)化為NO3-N,經(jīng)硝化作用后的出水中富含NO3-N,富含NO3-N的出水回流至缺氧池I (回流量為0)或/和缺氧池2 (回流量為r2Q)，利用反硝化碳源進(jìn)行生物脫氮處理，實(shí)現(xiàn)生物脫氮作用。
[0010]上述技術(shù)方案中，所述的好氧池出水回流至缺氧池I或/和缺氧池2進(jìn)行處理，最終處理后的出水流入沉淀池進(jìn)行泥水分離，沉淀池上清液為處理后的潔凈水排出即可，沉淀池污泥回流至(回流量為RQ)厭氧池，用以保證生化系統(tǒng)的污泥濃度，剩余污泥排除出活性污泥系統(tǒng)。
[0011]上述技術(shù)方案中，所述的沉淀池回流至厭氧池的回流污泥中NO3-N濃度低，厭氧池內(nèi)的反硝化菌可以徹底地去除厭氧池中的NO3-N,從而使厭氧池內(nèi)水體中的NO3-N濃度低，在厭氧池中形成了嚴(yán)格的厭氧條件；厭氧池內(nèi)的聚磷菌過量吸收的磷被充分釋放出來，增強(qiáng)了聚磷菌在好氧池的過量吸磷能力，提高了生物除磷效果，污水廠沉淀池出水TP均值能夠直接達(dá)到一級(jí)A。
[0012]上述技術(shù)方案中，所述的混合液水解酸化池中含有的兼性微生物和厭氧微生物，將污水中不能被反硝化菌利用的有機(jī)物以及活性污泥中的有機(jī)物部分轉(zhuǎn)化為易生物降解的有機(jī)物和揮發(fā)性脂肪酸，這些有機(jī)物和揮發(fā)性脂肪酸可作為反硝化碳源繼續(xù)利用，從而增加了污水中的反硝化碳源。
[0013]上述技術(shù)方案中，所述的混合液水解酸化池中的反硝化碳源被反硝化菌利用，將污水中在缺氧池I中沒有被去除的NO3-N反硝化去除，提高了污水廠的生物脫氮效果。
[0014]本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)在于:
[0015]在不外加碳源、降低電耗、不影響污水廠對(duì)其它污染物去除效果的前提下，采用活性污泥法，將污水中原來不能被反硝化菌利用的有機(jī)物和活性污泥中的有機(jī)物部分轉(zhuǎn)化為反硝化碳源，增加污水中的反硝化碳源，提高污水廠的生物脫氮效果，降低污水廠出水中TN濃度；該方法提高了污水廠出水水質(zhì)，減少了深度處理生物脫氮所需投加的碳源量，提升了生態(tài)環(huán)境水平，具有重大的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。
【附圖說明】
[0016]圖1:本發(fā)明方法的工藝流程圖；
[0017]圖2:本發(fā)明水解池的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3:實(shí)施例1中，本發(fā)明方法對(duì)NH3-N的去除效果；
[0019]圖4:實(shí)施例1中，本發(fā)明方法對(duì)TN的去除效果；
[0020]圖5:實(shí)施例1中，本發(fā)明方法對(duì)CODfr的去除效果；
[0021 ]圖6:實(shí)施例1中，本發(fā)明方法對(duì)TP的去除效果。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的【具體實(shí)施方式】詳細(xì)描述，但本發(fā)明并不限于以下描述內(nèi)容:
[0023]本發(fā)明所述的污水高效生物脫氮方法的具體方案(如圖1所示)為:污水廠進(jìn)水經(jīng)過沉砂池后依次經(jīng)過厭氧池和缺氧池1，在厭氧池和缺氧池I中污水中的反硝化碳源被充分用于生物脫氮，剩下的有機(jī)物難于被反硝化菌利用，并且有部分NO3-N沒有被反硝化去除；這種污水部分流入混合液水解酸化池、部分流入缺氧池2 (流量為r3Q)，或者全部流入混合液水解酸化池?；旌弦核馑峄刂械募嫘晕⑸锖蛥捬跷⑸铮瑢⑽鬯胁荒鼙环聪趸玫挠袡C(jī)物和污泥中的有機(jī)物部分轉(zhuǎn)化為易生物降解的有機(jī)物和揮發(fā)性脂肪酸，增加了污水中的反硝化碳源，同時(shí)污水中沒有被去除的NO3-N也在水解酸化池中被反硝化去除，提高了污水廠的生物脫氮效果?；旌弦核馑峄爻鏊魅肴毖醭?，在缺氧池2內(nèi)反硝化菌利用混合液水解酸化池產(chǎn)生的反硝化碳源繼續(xù)進(jìn)行生物脫氮作用，之后的出水流入好氧池。好氧池內(nèi)含有硝化細(xì)菌，將污水中NH3-N轉(zhuǎn)化為NO3-N,經(jīng)硝化作用后的出水中富含NO3-N,富含NO3-N的出水回流至缺氧池I (回流量為F1Q)或/和缺氧池2 (回流量為r2Q)，利用反硝化碳源進(jìn)行生物脫氮處理，最終處理后的出水流入沉淀池。在沉淀池內(nèi)進(jìn)行泥水分離后，上清液為處理后的潔凈水排出即可，沉淀池污泥回流至(回流量為RQ)厭氧池，保持系統(tǒng)中的污泥濃度，剩余污泥排除出活性污泥系統(tǒng)。沉淀池回流至厭氧池的回流污泥中NO3-N濃度低，厭氧池內(nèi)的反硝化菌可以徹底地去除池中的NO3-N,從而使厭氧池內(nèi)水體中的NO3-N濃度低，在厭氧池中形成了嚴(yán)格的厭氧條件；厭氧池內(nèi)的聚磷菌過量吸收的磷被充分釋放出來，增強(qiáng)了聚磷菌在好氧池的過量吸磷能力，提高了生物除磷效果，污水廠沉淀池出水TP均值能夠直接達(dá)到一級(jí)A。
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