[發明專利]厭氧發酵產酸強化膜-生物反應器脫氮處理工藝

無效

• 申請號: 201110427311.2
• 申請日: 2011-12-20
• 公開（公告）號: CN102502959A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 王志偉;梅曉潔;馬金星;張杰;何磊;于鴻光;韓小蒙;吳志超
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

技術領域

本發明屬于水和廢水處理技術領域，具體涉及一種厭氧發酵產酸強化膜-生物反應器脫氮處理工藝。

背景技術

隨著環境水體污染的不斷加劇，許多國家及地方都制定了更加嚴格的營養物質排放標準以防止受納水體進一步富營養化。目前，我國越來越多地方要求城市污水廠出水達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）的一級A標準，其中總氮要求＜15mg/L；而北京地區制定了全面提升污水處理廠出水水質的改造技術，要求處理出水達到地表水Ⅳ類水體標準，其中總氮要求＜1.5?mg/L；此外，在水體污染較為嚴重的城市和地區，如昆明，則要求污水廠升級改造后出水部分指標優于國家一級A標準，甚至也達到Ⅳ類水體標準，為滇池的治理開辟新的途徑。隨著國家對污水處理廠出水的進一步嚴格要求，污水處理廠的升級改造逐漸成為排水行業關注的焦點，同時也是排水行業面臨的主要挑戰。

膜-生物反應器(MBR)是膜分離技術與傳統活性污泥法有機結合而成的新型污水處理工藝，因具有出水水質好、占地面積小和污泥產率低等特點而在污水處理及回用中發揮著越來越重要的作用。然而，目前國內MBR的研究重點主要放在污染物去除機理、膜污染機理及膜污染控制等方面，而MBR強化脫氮方面研究尚顯不足。MBR中一般硝化效率較高，脫氮過程主要受反硝化控制，而由于受限于反硝化碳源不足，出水硝態氮占總氮較高的百分比，總氮的去除需要進一步優化。MBR技術由于自身具有傳統生物處理工藝所無法比擬的優點，近年來在污水處理與資源化領域得到了越來越廣泛的應用，也成為城市污水處理廠進行升級改造的主選工藝之一，如何進一步強化MBR工藝對氮的高效去除，實現出水水質的提升就顯得尤為迫切和重要。

生物脫氮過程主要包括有機氮的氨化，氨氮的硝化和硝酸鹽的反硝化作用，其中氨化可在好氧或厭氧條件下進行，硝化作用是在好氧條件下進行，反硝化作用是在缺氧條件下進行。生物脫氮是含氮化合物經過氨化、硝化、反硝化后，轉變為氮氣而被去除的過程。同時，微生物的同化作用也可以將部分氮（氨氮或有機氮）轉化為微生物細胞的組成部分，以剩余活性污泥的形式從污水中去除。

傳統的生物脫氮工藝通常采用前置反硝化或后置反硝化來實現對氮的去除，設置了厭氧段的AAO工藝可同步實現脫氮和除磷，其中，脫氮過程主要在缺氧段和好氧段完成，好氧段硝化作用產生的硝態氮和亞硝態氮再回流至缺氧段進行反硝化；然而，污水經過厭氧段后，污水中易生物降解的有機物被大量去除，導致缺氧段碳源不足，反硝化過程受抑制，影響了脫氮效果。針對生物脫氮效率不高的問題，現有的研究方向主要有以下兩個方面：（1）改進工藝條件，如黃霞（強化內源反硝化的膜-生物反應器脫氮除磷工藝及裝置?發明專利公開號101279794）利用高污泥濃度強化內源反硝化作用和反硝化除磷技術實現對氮和磷的高效同步去除；馬軍（一種城市污水強化脫氮除磷的方法?發明專利公開號10157515）將二沉池底部的污泥處理后回至初沉池進行水解酸化提供碳源從而強化脫氮效果；王建芳（利用內源反硝化生物脫氮除磷使污泥減量的方法及反應系統?發明專利公開號10118207）利用污泥濃縮厭氧過程中產生的溶解性COD作為聚磷菌厭氧釋磷的碳源，實現脫氮除磷。（2）投加外碳源，如汪誠文（?一種污泥脫水液作碳源對低碳氮比城市污水的處理方法??發明專利公開號?101575139；一種垃圾滲濾液作碳源對低碳氮比城市污水的處理方法??發明專利公開號?101575140），均在投加外碳源的條件下取得了比較好的處理效果。

發明內容

?本發明的目的在于提供一種厭氧發酵產酸強化膜-生物反應器脫氮處理工藝，本工藝主要通過優化厭氧條件，在厭氧微生物的作用下，原污水中顆粒態（含膠體態）有機物、慢速降解有機物及難降解有機物的水解酸化，同時回流的剩余活性污泥厭氧發酵產生易生物降解物質，從而為反硝化提供優質碳源，提高反硝化速率，實現污水的深度脫氮。

本發明提出的厭氧發酵產酸強化膜-生物反應器脫氮處理工藝，厭氧發酵產酸強化膜-生物反應器包括深度厭氧池1（污泥發酵池）、缺氧池2和好氧池3，其中：深度厭氧池1下部為厭氧污泥層11，上部為厭氧上清液10，缺氧池2內設置攪拌混合裝置4，好氧池3內設置曝氣充氧裝置5和膜組件6，膜組件6通過膜出水泵9和管道連接出水口，底部設置剩余活性污泥排放口12；好氧池3通過第一回流泵7和管道連接缺氧池2，通過第二回流泵8和管道連接深度厭氧池1，具體步驟如下：