[發明專利]一種經組合生物膜過程深度脫氮的污水處理方法

有效

• 申請號: 201210202504.2
• 申請日: 2012-06-18
• 公開（公告）號: CN102689986A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: 陳秀榮;王利鵬;陳善佳;楊娜;徐文璐;胡園園;丁毅;黃華;艾奇峰;陳鷺;杜威;孫倩
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司 31225
• 代理人: 葉敏華

技術領域

本發明涉及一種污水深度處理方法，尤其是涉及一種經組合生物膜過程深度脫氮的污水處理方法。

背景技術

目前針對有機碳源含量低的污水的脫氮處理，仍以懸浮式活性污泥法為主要工藝，由于有機物負荷低，污泥活性較低且易解體。實踐中常結合物化絮凝的措施強化活性污泥絮體的穩定性，但往往會增加污泥中有機高分子物質的含量，加大剩余污泥處置難度。

為了避免懸浮式活性污泥法工藝的不足，生物膜處理技術的應用越來越廣泛。目前直接用于污水生物處理過程的生物膜反應池中，多采用聚乙烯材料填料為生物膜載體，如(半)軟性填料、組合式填料、彈性填料、球形或斜管形填料等。這些填料的優點是比表面積大、穩定性好、不易堵塞；缺點是溶解氧傳質阻力大、內層生物膜老化后形成大量死泥，造成污泥產量大，生物膜活性低。粒狀濾料作為生物膜載體主要用于污水深度處理過程中，主要有各種陶粒、無煙煤等，其優點是穩定性好、比表面積較大、表面生物膜隨水流或氣流剪切力作用而更新快，生物膜活性高，溶解氧傳質好等；缺點是顆粒間空隙小，容易堵塞。本研究針對低有機濃度、低碳氮比污水的水質特點，提出以當量粒徑為5mm左右的粒狀頁巖陶粒，和當量粒徑為5mm左右且中孔發達的顆?；钚蕴糠謩e作為限氧和缺氧生物膜載體，在充分發揮粒狀填料優勢的基礎上，利用原水有機底物濃度低的特點，運行中通過水流和氣流的剪切作用，削弱了粒狀濾料層易堵塞的不足。同時，發揮頁巖陶粒內含有多種礦物質，利于生物膜生長的特點，來完善限氧段生物膜結構，促進短程硝化反硝化發生；利用缺氧段顆粒活性炭對有機物的選擇吸附特性，通過延長難降解有機物的停留時間來增強其生物利用率，并促進缺氧段的脫氮進程。

傳統的好氧硝化、缺氧反硝化生物脫氮過程中，有研究表明，當原水COD/TKN＞8.0時，反硝化所需有機碳源才較充足。對于低碳氮比污水尤其是COD/TKN＜5.0的我國南方大部分城市污水而言，傳統生物脫氮效能常因有機碳源不足而受到限制。本發明的立足點是通過限氧-缺氧組合生物膜過程，在限氧段采用多孔頁巖陶粒作為濾料，發揮其富微生物微量營養元素的優勢，促進生物膜生長，并通過限氧條件，完善并穩定生物膜內好氧、缺氧微區共存的結構，實現限氧生物膜段部分全程硝化和同時硝化反硝化效能，同時強化短程硝化，以實現出水中氨氮與亞硝酸鹽氮含量相當，為后續缺氧段的厭氧氨氧化脫氮提供有利的水質條件；在缺氧段利用中孔發達的顆粒活性炭對限氧段出水中難降解有機物進一步吸附，延長難降解有機物在缺氧段的停留時間，提高其生物利用率，優化有機碳源用于異養反硝化脫氮的應用過程，并通過優化環境條件和進水水質條件促進厭氧氨氧化脫氮的發生，實現異養與自養復合脫氮效能，進而達到低碳氮比污水的深度生物脫氮效能。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種對低有機濃度、低碳氮比污水經組合生物膜過程深度脫氮的污水處理方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種經組合生物膜過程深度脫氮的污水處理方法，包括以下步驟：

(1)將限氧生物膜反應器及缺氧生物膜反應器串聯；

(2)調節限氧生物膜反應器內的溶解氧、污水停留時間及生物固體停留時間，在限氧生物膜反應器內對污水進行短程硝化、部分全程硝化及同時硝化反硝化脫氮，控制限氧生物膜反應器出水中氨氮與亞硝酸鹽氮含量比接近1∶1，實現部分脫氮效能；

(3)調節缺氧生物膜反應器內污水停留時間及生物固體停留時間，在缺氧生物膜反應器內對污水進行異養反硝化脫氮及厭氧氨氧化脫氮，實現異養與自養同時脫氮效能。

所述的污水在限氧生物膜反應器中的停留時間為4～6h，生物固體在限氧生物膜反應器中的停留時間為7～10天；所述的污水在缺氧生物膜反應器中的停留時間為10h，生物固體在缺氧生物膜反應器中的停留時間為30天。

污水為低有機物濃度、低碳氮比污水，污水中氮主要存在形態為氨氮與有機氮。所述的低有機濃度是指COD含量為80～150mg/L。所述的低碳氮比是指COD/TN為2.5～4.5。

所述的限氧生物膜反應器包括集泥斗、配水配氣室、進水管、進氣管、承托層、濾層及出水區，所述的集泥斗設在反應器底部，所述的配水配氣室設在集泥斗上部，所述的進水管及進氣管設在配水配氣室兩側，污水及空氣經進水管及進氣管進入反應器，所述的濾層經承托層支撐在配水配氣室的上部，所述的出水區設在濾層的上部。