[發明專利]一種無內回流分兩段進水NISS脫氮除磷的自控裝置及工藝

有效

• 申請號: 201110244532.6
• 申請日: 2011-08-24
• 公開（公告）號: CN102344199A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發明（設計）人: 張志剛;劉洋;牛奕娜;張庭吉;陳曦
• 申請（專利權）人: 北京華利嘉環境工程技術有限公司
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30;G05B19/05
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務所(普通合伙) 11311
• 代理人: 田明;任曉航

技術領域

本發明屬于污水深度生物脫氮除磷技術領域，具體涉及一種適用于碳氮磷比例失調的污水中的無內回流分兩段進水NISS(No?Inner?circumfluencewith?Stepfeed?System)脫氮除磷的自控裝置及工藝。

背景技術

隨著經濟社會的不斷發展和人口的持續增加，我國對水資源的需求也在不斷增加，而污水處理對于保護環境，保護水資源，防止水體污染的作用不可或缺；同時，污水處理對于保持生態平衡、保護我們的生產生活環境、提高我們的生活質量意義重大。從我國環境保護發展的中長期戰略來看，污染物減排將被放到首位，而能耗高的處理工藝將首先失去競爭力，高資源占用和高能耗工藝，不符合可持續發展和低碳經濟的基本原則；毫無疑問，節能降耗型的水處理技術已成為目前行業內重要的發展方向。

隨著“十二五”規劃對污水排放標準的進一步提高，尤其是將氮磷作為污水排放約束指標的背景下，對氮磷去除新工藝的研究勢在必行。2002年頒布的《城鎮污水處理廠污染物排放標準》中新增了總氮、總磷最高允許排放的濃度，與此同時對出水的氨氮也提出了更為嚴格的要求，由此可見，污水處理的主要矛盾已逐漸從“十一五”的化學需氧量等有機物的去除轉變到對氮磷等污染物的去除。自然界中，氮的存在形式一般是以有機體、氨態氮、亞硝酸氮、硝酸氮以及氣態氮存在的。污水處理中一般只涉及處理氨態氮、亞硝酸氮和硝酸氮這三種形式。

污水生物脫氮的基本原理是在好氧條件下通過硝化反應先將氨氮氧化為硝酸鹽，再通過缺氧條件下(溶解氧不存在或濃度很低)的反硝化反應將硝酸鹽異化還原成氣態氮從水中除去。

生物脫氮的反應過程是：

1.氨化與硝化在未經處理的新鮮廢水中，含氮化合物存在的主要形式有：①有機氮，如蛋白質、氨基酸、尿素、胺類化合物、硝基化合物等；②氨態氮(NH₃、NH₄⁺⁾，一般以前者為主。含氮化合物在微生物作用下，相繼產生下列反應：(1)氨化反應有機氮化合物，在氨化菌的作用下，分解、轉化為氨態氮，這一過程稱之為“氨化反應”；(2)硝化反應在硝化菌的作用下，氨態氮進一步分解氧化，就此分兩個階段進行，首先在硝化菌的作用下，使氨(NH4)轉化為亞硝酸氨，繼之，亞硝酸氨在硝酸菌的作用下，進一步轉化為硝酸氨。

2.反硝化反應反硝化反應是指硝酸氮(NO₃-N)和亞硝酸氮(NO₂-N)在反硝化菌的作用下，被還原為氣態氮(N₂)的過程。反硝化菌是屬于異養型兼性厭氧菌的細菌。在厭氧菌(缺氧)條件下，以硝酸氮(NO3-N)為電子受體，以有機物(有機碳)為電子供體。在反硝化過程中，硝酸氮通過反硝化菌的代謝活動，可能有兩種轉化途徑，一種途徑是同化反硝化(合成)，最終形成有機氮化合物，成為菌體的組成部分，另一種途徑是異化反硝化(分解)，最終產物是氣態氮。

在常規二級生物處理系統中，磷作為活性污泥微生物正常生長所需要的元素也成為生物污泥的組分，從而引起磷的去除，活性污泥含磷量一般為干重的1.5％-2.3％，在污水生物除磷工藝中，通過厭氧段和好氧段的交替操作，利用活性污泥的超量磷吸收現象，使細胞含磷量相當高的細菌群體能在處理系統的基質競爭中取得優勢，剩余污泥的含磷量可達到3％-7％，進入剩余污泥的總磷量增大，處理出水的磷濃度明顯降低。

生物脫氮除磷過程一般都需要缺氧和好氧的交替進行，目前應用的傳統A/A/O(厭氧-缺氧-好氧)工藝、改進A/A/O工藝、倒置A/A/O工藝、UCT工藝以及改進UCT工藝對于出水標準的日益嚴峻，脫氮除磷的效果都不是很理想，幾乎達到了工藝的處理極限。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷和發展的需求，本發明的目的在于提供一種無內回流分兩段進水NISS脫氮除磷的自控裝置及工藝，通過該自控裝置實現高效除磷性能并建成穩定的反硝化脫氮，同時有效地降低水廠的運行成本。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：