[發明專利]一種剩余污泥與有機垃圾水解酸化補充碳源促進生物脫氮的方法及其應用

無效

• 申請號: 201210178515.1
• 申請日: 2012-06-01
• 公開（公告）號: CN102718315A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 王芬;季民;姜曉剛
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30;B09B3/00;C02F101/16
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王秀奎

技術領域

本發明屬于廢水生物處理領域，更加具體地說，主要涉及一種剩余污泥與有機垃圾水解酸化補充碳源促進生物脫氮的方法及其應用。?

背景技術

富營養化問題是當今世界面臨的主要水污染問題之一，而氮、磷是引起水體富營養化的主要因素。隨著公眾環境意識的提高和國內外對氮、磷排放限制標準的日趨嚴格。生物脫氮技術是當前應用最為廣泛的污水脫氮技術，即通過硝化菌、反硝化菌作用實現氮的去除，充足的碳源是實現高效脫氮的關鍵。一般認為，當生物池進水C/N低于3.4時，需要外加碳源來保證良好的生物脫氮效果，而我國大部分城市污水處理廠進入生物池的污水C/N比均低于此值，污水中有機碳源不足導致生物脫氮效率低下。為提高生物脫氮效率，實現出水總氮(TN)達標排放，需要投加甲醇、乙醇補充有機碳源，這樣就增加了污水處理廠運行成本。可見，碳源問題的解決與否關系著生物脫氮效率的高低與城市污水處理廠運行成本的高低。?

剩余污泥內存在有機碳源，但是可轉化為揮發性脂肪酸(VFAs)被反硝化菌利用的數量較少，需要再尋找新的碳源形式。?

另外，我國每車有機垃圾(如餐廚垃圾、果蔬垃圾等)產量巨大，有機垃圾中有機物含量高，而且可以水解酸化為VFAs被反硝化菌作為碳源利用。如何利用有機垃圾中有機物提高生物脫氮效率，這對我國有機垃圾利用以及低碳氮比污水生物脫氮技術發展具有重要意義。?

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，針對剩余污泥中碳源不足的問題，本發明提供了一種剩余污泥與有機垃圾水解酸化補充碳源促進生物脫氮的新方法，解決目前污泥排放量大、有機垃圾未妥善處置、反硝化碳源外加成本高的問題。?

本發明的目的通過下述技術方案予以實現：?

一種剩余污泥與有機垃圾水解酸化補充碳源促進生物脫氮的方法，按照下述方法進行制備：首先(即步驟1)將剩余污泥和有機垃圾混合后進行水解酸化，然后(即步驟2)將水解酸化后混合液回流至生物缺氧池，補充碳源。?

所述步驟1中，剩余污泥與有機垃圾進行混合后進入水解酸化池進行水解酸化處理，其中剩余污泥量為沉砂池出水量(即進水量Q)的5-10％，按照固液比為1∶10-1∶30(有機垃圾質量：剩余污泥體積)稱取有機垃圾與剩余污泥充分混合后進行水解酸化處理，經充分水解酸化，污泥與有機垃圾中慢速生物降解物質，如蛋白質、多糖、脂類等物質分解為揮發性脂肪酸類物質(VFAs)，如乙酸、丙酸、丁酸等，這類物質可作為反硝化所需碳源，實現生物反硝化脫氮；剩余污泥和有機垃圾混合后在水解酸化池最佳水力停留時間為12-60h；其中有機垃圾可預先進行粉碎處理后再與剩余污泥進行混合。?

所述步驟2中，水解酸化后混合液回流至生物缺氧池前端，反硝化細菌利用其為碳源，將污水中硝酸鹽氮轉化為氮氣，實現生物脫氮，缺氧池最佳水力停留時間為2-4h。?

城市有機生活垃圾(organic?fraction?of?municipal?solid?waste，OFMSW)又稱濕垃圾，是指城市生活垃圾中有機物成分的廢棄物，主要來源于居民生活小區，餐館食堂，農貿市場，公園街道，食果品加工廠等。按照現有技術記載(何品晶，馮肅偉，邵立明.城市固體廢物管理[M]，科學出版社，北京，2003，56)，具體分類如下：?

1.有機垃圾：廚余、果皮?

2.無機垃圾?

3.廢品：紙類、塑料、玻璃、金屬、布類等?

本發明的技術方案使用剩余污泥與有機垃圾水解酸化補充碳源促進生物脫氮的工藝，在挑選有機垃圾時從OFMSW中選取能夠水解酸化的垃圾種類，如以廚余為代表的餐廚垃圾和以果皮為代表的果蔬垃圾，不包括廢紙和塑料等廢品。與一般剩余污泥水解酸化補充反硝化碳源工藝相比，本發明的優點在于：彌補了剩余污泥中水解酸化碳源不足的問題，充分利用了剩余污泥與有機垃圾中的碳源，無需外加碳源，提高了生物脫氮效率。本發明可以應用于厭氧-缺氧-好氧(A2O)與缺氧-好氧(AO工藝)污水處理廠生物處理工藝升級改造、新建生物除磷脫氮工藝等，經推廣后可以提高生物脫氮效率，減少污泥產量，實現污泥與有機垃圾資源化，降低運行費用，產生顯著的環境效益和經濟效益。?

附圖說明

圖1為本發明應用于厭氧-缺氧-好氧生物除磷脫氮工藝的流程圖，其中二沉池中回流部分污泥至厭氧池的前端，好氧池出口的硝化液回流至缺氧池的前端；剩余污泥參與有機垃圾的混合和水解后水解液回流至缺氧池的前端。?

具體實施方式