[發明專利]三泥法硝化及反硝化除磷處理系統及方法

有效

• 申請號: 201010175966.0
• 申請日: 2010-05-19
• 公開（公告）號: CN101830603A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 李繼;董文藝;呂小梅;廖鳳京
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學深圳研究生院
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F3/30
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所 44248
• 代理人: 胡吉科

【技術領域】

本發明技術方案屬于中低碳氮比(COD/TN介于3～10)的城鎮污水處理領域，具體涉及一種三泥法硝化及反硝化除磷處理系統及方法。

【背景技術】

按照《城鎮污水處理廠污染物排放標準GB18918-2002》一級A的規定，城鎮污水經處理后，排放的污水須符合TN≤15mg/L，NH₄⁺-N≤5mg/L，TP≤0.5mg/L。因此，如何在去除污水中有機物的同時，降低排放污水中的NH₄⁺-N、TN、TP的含量成為污水處理面臨技術的迫切任務之一。氮、磷成為新建污水廠和舊廠升級改造的最大難題。我國南方地區城市污水普遍具有低碳氮比特征，即COD/TN的比例較低，導致南方地區污水廠的提標改造達一級A標準更加困難。低碳氮比污水處理達一級A標準困難的原因有兩方面：

常規的處理工藝如A/O、A²/O、SBR、各種氧化溝等，反硝化細菌、硝化細菌及聚磷菌同時存在于懸浮增長的混合液中，污泥在厭氧、缺氧和好氧段之間往復循環。由于硝化菌生長較慢，為了獲得良好的硝化效果，需要延長污泥齡(SRT)以提高硝化菌比例，而為了獲得較高的除磷效率，需要減少SRT以便及時將聚磷菌以剩余污泥的方式從系統中排出，故而硝化與除磷所需的最佳SRT相抵觸，硝化與除磷難以兼顧，尤其是難以同時達到一級A出水標準。

此外，反硝化(即脫氮)與除磷之間也存在著矛盾。聚磷菌和反硝化菌均需要碳源，而當碳氮比低、碳源不足時，反硝化效率不高，一級A的總氮(TN)標準難以達到。目前常用的方案是外加碳源，如甲醇，但是面臨著成本、運輸安全等問題。

近年來發展較快的雙污泥脫氮除磷工藝因其“一碳兩用”，節約能耗等優勢受到了廣泛的關注。雙污泥系統中，硝化細菌單獨存在于一固定反應池或反應柱中，以獨立于反硝化細菌。這樣，就解決了單污泥系統中硝化細菌需要好氧時間較長與聚磷菌所需的最佳SRT相抵觸的缺陷，使反硝化聚磷菌與硝化細菌都能夠在各自最適宜的環境下生長。另外，在雙污泥系統，硝化細菌與聚磷菌處于獨立的系統中，把硝化反應階段消耗的有機物，用來作為反硝化脫氮、除磷的碳源，降低污水處理的成本。

雙污泥系統具體可以分為Wanner工藝、DEPHANOX工藝、A₂N工藝以及A₂NSBR工藝。這些工藝具有雙污泥法的優點，但是對于我國南方地區總氮和氨氮濃度高、有機物濃度低的城市污水，這些工藝在達一級A出水標準時仍存在不足。(1)由于超越污泥攜帶的氨氮在后續處理單元不能被去除，因此當進水總氮超過25mg/L時，現有雙泥法出水氨氮無法達到一級A的高排放標準，而大多數城市污水廠原水通常高于該總氮濃度。(2)二沉池污泥含磷量高，污泥磷含量通常高于常規A²/O，因此即使少量的污泥隨上清液流出也極易導致出水總磷超標，因此現有雙泥法工藝出水總磷不能穩定達標。(3)原水中的膠體和顆粒有機物在厭氧池與二沉池污泥混合后，隨污泥進入缺氧池，現有雙泥法工藝中，這些膠體和顆粒有機物以外碳源的形式存在，不利于工藝的運行，其一，微生物能夠利用這部分外碳源進行反硝化但不能吸磷，導致碳源不能“一碳兩用”，其二，由于未能充分水解，顆粒有機物可能隨缺氧池混合液進入二沉池，導致二沉池內釋磷，出水超標；(4)現有雙泥法通常采用常規的接觸氧化法作為硝化池，占地面積大，而雙泥法比常規A²/O法多了一個沉淀池，因此面積過大接觸氧化池不適用于用地緊張的城市地區。(5)為了確保二沉池的高沉淀效率，現有雙泥法必須采用較低的表面負荷(例如0.5～0.8m³/m²/h)，導致二沉池占地面積大。

【發明內容】

為了解決進水碳氮比較低時，碳源不足以同時滿足常規脫氮除磷技術同時脫氮和除磷的需求，出水氨氮和總磷達標不穩定，基建和運行費用較高等技術問題。本發明提供了一種三泥法硝化及反硝化除磷處理系統及方法，所述三泥法硝化及反硝化除磷處理系統包括：用于對原水進行沉淀和除油的預處理單元；用于對所述預處理單元排出的污水和所述二沉單元回流的污泥進行厭氧釋磷的厭氧單元；用于對所述厭氧單元排出的泥水進行分離的中沉單元；用于對所述中沉單元排出的上清液進行硝化的一級曝氣生物硝化單元；用于對經所述中沉單元沉淀的污泥和所述一級曝氣生物硝化單元排出的污水進行脫氮除磷的缺氧單元；用于對所述缺氧單元排出的泥水進行分離的二沉單元；用于對經所述二沉單元處理后的污水進行硝化處理的二級曝氣生物硝化單元。。