[發明專利]一種實現微污染水自養脫氮的系統與方法

無效

• 申請號: 201310530540.6
• 申請日: 2013-11-01
• 公開（公告）號: CN103601294A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 霍明昕;龔靈瀟;朱遂一;楊武;王藝;楊霞;于洪斌;張蕾蕾
• 申請（專利權）人: 東北師范大學
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30
• 代理公司: 長春眾益專利商標事務所(普通合伙) 22211
• 代理人: 趙正

技術領域

本發明屬于水處理技術領域，涉及一種污水脫氮的系統設備，同時還涉及利用這種設備進行污水處理的方法。

背景技術

近年來，我國對地表水環境的治理日益重視，水體污染程度雖得到一定的遏制，但仍不容樂觀。作為飲用水源的水體安全狀況尤其堪憂，呈現出微污染趨勢，NH₄⁺-N濃度的超標是重要原因，增加了傳統凈水工藝的處理難度。相比加氯等化學方法，生物預處理工藝因成本低、不會產生氯胺等物質而受到青睞。生物接觸氧化、曝氣生物濾池、序批式生物膜法等工藝被相繼提出并不斷發展，但目前其大多只能將NH₄⁺-N轉化為NO₃^--N，無法徹底脫氮。因此，對微污染水源水進行脫氮逐漸受到關注。

傳統生物脫氮往往通過異養代謝途徑，其關鍵是：①保證NH₄⁺-N的硝化；②形成缺氧環境；③存在充足碳源。就微污染水來說，由于天然水體含有一定的溶解氧（DO），且有機物含量極低，因此增加了傳統生物脫氮的難度。目前的工藝往往只能實現NH₄⁺-N的完全硝化，盡管在硝化過程中會消耗DO，進而形成缺氧環境，但碳源的缺乏仍然是制約生物異養反硝化進行的主要原因。

近年來，作為生物自養脫氮技術，厭氧氨氧化（Anammox）以NH₄⁺-N作為電子供體，將NO₂^--N還原，最終產物為N₂和少量的NO₃^--N。而短程硝化則可以將NH₄⁺-N硝化的最終產物控制為NO₂^--N，為厭氧氨氧化提供NO₂^--N。上述兩者的結合，可形成“短程硝化-厭氧氨氧化（Nitritation-Anammox）”系統，相比傳統的“全程硝化/反硝化”系統，其無需外加碳源并節省全程硝化過程中25%的供氧量，降低運行費用，同時反應路徑大大縮短，提高了效率，是微污染水脫氮的理想選擇。目前，該系統處理含NH₄⁺-N污水的脫氮效果很大程度上取決于短程硝化系統中短程硝化的實現和穩定運行。

對于短程硝化系統，其目標是將NH₄⁺-N的硝化終產物控制為NO₂^--N。目前實現短程硝化的方式有：高溫（35℃）、低DO濃度、缺氧/好氧交替運行模式、游離氨（FA）抑制、游離亞硝酸（FNA）抑制等。考慮到地表水、地下水等微污染水體貧營養的水質特征，采用低DO濃度控制是較為可行的方式。

對于常規的活性污泥系統，通過在曝氣系統中增加DO傳感器監測和反饋模塊可實現恒定低DO濃度控制。但存在費用較高、操作復雜等問題，同時不少采用低DO策略實現短程硝化的系統也表明，長期的低DO濃度條件易引起污泥絲狀菌膨脹，進而影響固液分離使出水水質惡化。而生物膜系統因微生物的附著生長方式，是低DO濃度運行條件下，避免污泥膨脹的有效手段，同時通過載體的投加，也自然形成了泥水的有效分離，一般情況下可減小后續沉淀池的負荷，甚至取消沉淀池。因此，采用生物膜工藝是實現低DO濃度恒定控制的一種途徑。

另一方面，在保證短程硝化效果的同時，如何有效與厭氧氨氧化工藝進行融合對于實現生物自養脫氮的高效、穩定和經濟也至關重要。目前，主要可分為兩段式和一體式兩種工藝模式：前者將短程硝化和厭氧氨氧化反應器分開，通過調節進水和短程硝化反應器的出水流量比來為厭氧氨氧化提供合理的基質配比，該系統穩定性較好，但增加了基建成本；后者將短程硝化和厭氧氨氧化融合，形成了半短程硝化-厭氧氨氧化工藝，控制短程硝化不完全，為厭氧氨氧化創造合適的基質配比，該系統的穩定性雖有待提高，但降低了池體體積，提高了反應效率，是污水生物自養脫氮工藝發展的趨勢。????????????????????????

發明內容

本發明要解決的技術問題是公開一種實現微污染水自養脫氮的系統。

本發明同時還公開了利用這種系統進行微污染水處理的方法。