[發明專利]A-A2O連續流污水脫氮除磷系統及短程脫氮方法

無效

• 申請號: 201110362767.5
• 申請日: 2011-11-16
• 公開（公告）號: CN102432106A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 曾薇;李磊;張立東;王向東;彭永臻
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30;C02F3/02
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

技術領域

本發明涉及一種A-A²O連續流污水生物脫氮除磷系統及實現短程脫氮的方法，屬于污水生物處理領域。?

背景技術

水體富營養化已成為全球性水環境問題，其主要原因之一是氮、磷營養元素的過量排放。為控制氮、磷營養元素過量排放對自然水體生態平衡的破壞，許多國家都嚴格限制排入天然水體的氮、磷量。我國制定的《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB?18918-2002)對氮、磷的排放指標提出了更為嚴格的要求，其中一級排放標準(A標準)規定氨氮濃度不超過5mg/L，總磷濃度不超過0.5mg/L。因此，污水脫氮除磷新理論、新技術的研究開發即符合我國國情，又是污水處理領域的研究熱點和國際前沿。?

近年來，產生了一系列污水脫氮除磷新理論，如短程硝化-反硝化、同步硝化反硝化、厭氧氨氧化、反硝化除磷等。其中短程脫氮以其高效、經濟、節能、易于工程實踐等優勢受到廣泛關注。傳統的生物脫氮包括硝化和反硝化2個反應過程。其中硝化部分首先是由氨氧化菌(Ammonia?Oxidizing?Bacteria，AOB)將NH₄⁺-N氧化為NO₂^--N的氨氧化過程；然后是由亞硝酸鹽氧化菌(Nitrite?Oxidizing?Bacteria，NOB)將NO₂^--N氧化為NO₃^--N的亞硝態氮氧化過程。最后通過反硝化細菌的反硝化作用將產生的NO₃^--N轉化為N₂。其中NO₂^--N是硝化和反硝化2個過程的中間產物。如果將NH₄⁺-N氧化控制在亞硝化階段，然后通過反硝化作用將NO₂^--N還原為N₂，經NH₄⁺-N→NO₂^--N→N₂這樣的途徑完成脫氮，即短程脫氮途徑。短程脫氮與全程脫氮相比，縮短了反應時間，并可節約25％左右的供氧量，節約40％左右的反硝化所需碳源，減少污泥生成量，直接降低污水處理費用。?

實現短程脫氮的關鍵在于抑制NOB的活性或生長速率，造成AOB的數量或者活性在硝化系統中占優勢，使活性污泥系統內的氨氧化速率大于系統內的亞硝態氮氧化速率，從而導致亞硝酸鹽的積累。研究發現游離氨FA(Free?Ammonia)、游離亞硝FNA(Free?Nitrous?Acid)、pH值、溫度、DO濃度以及抑制劑等都能夠影響AOB和NOB的代謝活性和生長速率。?

本發明在A-A²O連續流污水生物脫氮除磷系統中實現了短程脫氮，在技術上不同于現有技術，主要體現在以下四方面：?

(1)工藝的運行方式。污水生物處理工藝主要有兩種運行方式，即間歇式工藝和連續流工藝。目前短程脫氮主要是在間歇式的工藝中實現的，這是由于間歇式工藝運行調控較靈活，尤其是對反應時間的控制簡單易行，便于采取調控措施調整運行狀態。對于大規模城市污水處理廠廣泛采用的連續流工藝難于實現短程脫氮，主要是由于連續流工藝運行調控較復雜，可控變量少，調控手段和措施完全不同于間歇式工藝。本發明主要研究在連續流污水生物脫氮除磷系統中實現短程脫氮的方法。?

(2)水質條件。較高水溫(30℃～38℃)容易實現短程硝化。游離氨FA的選擇抑制途徑也是實現短程硝化的主要途徑。因此，有限的研究報道主要集中在水溫較高的污泥厭氧消化液和高氨氮含量的垃圾滲濾液的處理。而對于實際城市污水，水溫達不到實現短程脫氮的理想溫度，低氨氮濃度也無法形成游離氨的選擇性抑制。因此，實際城市污水處理系統非常難于實現短程脫氮。本發明主要研究在處理實際城市污水的連續流系統中實現短程脫氮的方法。?

(3)調控手段。目前關于短程脫氮在工程實踐中應用的調控手段主要有高溫、高游離氨FA抑制、低曝氣量、基于DO、ORP、pH在線監測控制反應時間。本發明由于是處理實際城市污水的連續流系統，不具備高溫和高游離氨FA抑制的水質條件，也無法通過DO、ORP、pH在線監測控制反應時間。本發明通過調控好氧區DO濃度、好氧區名義水力停留時間、好氧區實際水力停留時間實現短程脫氮，未見相關報道。?