[發明專利]通過分段進水實現污水處理過程中N2O的減量方法

有效

• 申請號: 201310416908.6
• 申請日: 2013-09-13
• 公開（公告）號: CN103466794A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 王冬波;陳銀廣
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30
• 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

本發明屬于環保技術領域，具體涉及一種通過分段進水實現污水處理過程中N₂O的減量方法。

背景技術

氣候變暖是我國乃至全球面臨的一大嚴重生態問題。N₂O是一種極具破壞性的溫室氣體，同時還是一種破壞臭氧層的物質。N₂O可以直接產生于污水處理系統，并從污水處理廠釋放到大氣環境中。N₂O的釋放對污水處理廠的碳足跡具有明顯的貢獻。據估計，污水中1%的氮如果以N₂O的形式釋放到空氣中，它對溫室效應的貢獻就可以比得上污水處理廠產生的CO₂的貢獻。因此，即使很少量的N₂O釋放也希望避免的，而如何有效地減少N₂O的產生與釋放是國內外研究者關注的熱點問題之一。

近年來，圍繞如何減少生活污水處理過程中N₂O的產生這一棘手的問題，國內外研究者開展了大量的工作。研究表明，通過控制污水處理過程的溶解氧、pH值、污水組分以及污水進水模式等方法能夠一定程度地減少N₂O的產生。其中，改變污水進水方式是較簡單的控制方法，逐漸受到國內外研究者與工程人員的推崇。

20世紀90年代，國外學者將分段進水的概念應用于生活污水脫氮除磷系統，并對此進行了廣泛的試驗與研究。21世紀初國外廣泛應用分段進水于新建和改、擴建污水廠。相比于傳統的脫氮除磷工藝，采用分段進水具有如下優點：一定程度縮小了供氧速率與耗氧速率之間的差距，有利于降低能耗；有利于污水中碳源的分配，提高系統的脫氮能力，并可在一定程度上減少溫室氣體N₂O的產生；提高了反應器對水質水量沖擊負荷的適應能力；減輕了二沉池的負荷，有利于提高二沉池的固液分離效果；簡化了工藝流程。然而，由于反硝化理論認為反硝化主要發生在缺氧階段，迄今為止國內外所有關于分段進水的研究與應用實例均將污水引入缺氧段。近年來的研究表明，污水脫氮除磷的好氧段是污水處理廠N₂O的主要產生地。在好氧段，硝化、反硝化以及羥胺氧化等反應均能大量生產N₂O。因此，如何有效地減少好氧階段N₂O的產生是目前污水處理廠面臨的一大生態難題。

本發明在傳統分段進水脫氮除磷工藝的基礎上，通過大量的理論分析以及實驗驗證，創造性地將分段進水引入好氧段，并經過系統優化，在不降低脫氮除磷效率的基礎上，進一步減少了污水處理過程中N₂O的產生量，具有重要的生態意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種通過分段進水實現污水處理過程中N₂O的減量方法，所述方法在傳統分段進水脫氮除磷工藝的基礎上，在不降低脫氮除磷效率的前提下，顯著減少了污水處理過程中N₂O的產生量的污水進水新模式。

本發明提出的通過分段進水實現污水處理過程中N₂O的減量方法，通過污水處理裝置實現，所述裝置由SBR反應器10、攪拌裝置11、進水管2、進水閥1、排水管4、排水閥3、排泥管9、排泥閥8、曝氣頭5、流量計7和空氣壓縮機6組成，其中：SBR反應器10內設有攪拌裝置11，SBR反應器10一側上部連接進水管2，進水管2上設有進水閥1，SBR反應器10一側中下部連接排水管4，排水管4上設有排水閥3，SBR反應器10底部通過曝氣頭5、流量計7和管道連接空氣壓縮機6；同時底部通過排泥閥8連接排泥管9；污水進入SBR反應器后，先后經歷厭氧攪拌、好氧曝氣、厭氧攪拌、好氧曝氣、厭氧攪拌和好氧曝氣6個過程；具體步驟如下：

(1)、打開進水閥，每周期(7.5-8.5h)50-60%的污水從進水管進入SBR反應器主體，待進水完畢后，關閉進水閥；進水完畢后，打開攪拌裝置使SBR反應器中泥水充分混合，攪拌轉速為120-140r·min^-1，攪拌時間為80-100min；

(2)、厭氧攪拌結束后，打開空氣壓縮機，調節流量計使溶解氧濃度控制在1-2?mg·L^-1，好氧曝氣時間為40-60min；

(3)、好氧結束后，關閉空氣壓縮機結束曝氣，打開攪拌裝置再次使SBR反應器中泥水充分混合，攪拌轉速為120-140r·min^-1，攪拌時間為50-70min；