[發明專利]污泥發酵耦合反硝化實現部分反硝化同步自養脫氮的裝置及方法

無效

• 申請號: 201310530855.0
• 申請日: 2013-11-01
• 公開（公告）號: CN103601289A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 霍明昕;杜睿;操沈彬;楊武;朱遂一;王藝;于洪斌;楊霞
• 申請（專利權）人: 東北師范大學
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28;C02F11/02;C02F101/16
• 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裝置，同時還涉及利用這樣裝置進行污水處理的方法。

背景技術

隨著經濟水平迅速發展，污水的排放量也日益增加，而水體中氮、磷過量會導致富營養化等一系列環境問題，嚴重影響日常生活和水體環境，水體氮、磷排放標準的嚴格化是當今各國的發展趨勢。污水生物脫氮是目前應用最廣泛的污水處理技術，其原理為在時間或空間上形成好氧、缺氧環境，進行硝化、反硝化從而實現氮的去除。充足的碳源是保證其處理效果的重要因素，碳源不足的情況下，反硝化過程缺乏電子受體導致反硝化不徹底，影響出水水質。因此當進水C/N比較低時，需投加外碳源提高處理效果。實際應用中，為了使低C/N比污水實現高效脫氮，通常采取投加甲醇或乙醇的方法，這樣增加了污水處理廠的運行費用而且消耗了人類有限的有機資源。因此，充分開發利用現有碳源和研究新理論、新工藝以減少生物脫氮過程對碳源的需求是降低污水處理成本，提高出水水質的有效途徑。

在生物脫氮除磷過程會產生大量剩余污泥，其中含有大量有機物，直接進行焚燒或填埋處理不僅會對環境產生其他方面影響而且也浪費了這部分有機資源。通過微生物的作用將其中蛋白質等復雜有機物轉化為短鏈脂肪酸，再應用于污水生物處理，作為所需的有機碳源，不僅可以減少污泥產量，使污泥得到資源化利用，減少了對環境的污染，又能夠節省外加碳源費用，提高了污水生物脫氮效果，是一種污水處理廠提高處理效果、降低運行成本的新途徑。

剩余污泥發酵產生的發酵液中除了含有大量溶解性有機物，還含有發酵過程中釋放出的氮和磷，如果直接用于污水處理中作為有機碳源，必然會引起進水氮磷含量的增加，增大了處理過程的氮磷負荷，影響工藝的脫氮除磷的效果。因此，在作為低C/N比污水處理過程的補充碳源之前需要對其進行一定的前處理，通常采取回收的方法去除這部分氮和磷。傳統方法通過形成鳥糞石(MgNH₄PO₄·6H₂O,即MAP)，使氮和磷同時去除，但是鳥糞石容易造成管路的堵塞，而且需要外加Mg源，其形成過程對鎂、氨氮、磷的比例有一定要求，并且受環境因素如pH值等影響較大，增加了工藝的復雜程度。如果能將發酵液中的氮在后續處理過程中去除，可以簡化工藝流程，降低運行費用。

在充分開發剩余污泥中的有機碳源作為低C/N比污水的補充碳源的基礎上，實現反硝化與厭氧氨氧化工藝的耦合，可以達到污泥減量和資源化利用。同時厭氧氨氧化工藝在處理低C/N比污水中具有明顯優勢，其反應在厭氧條件下進行，以NO₂^--N為電子受體，將NH₄⁺-N氧化為N₂，過程中無需供氧和有機碳源，厭氧氨氧化菌的代謝活性較高，對基質親和力較強，節省反應器容積。而采用部分反硝化的方法將廢水中的NO₃^--N還原為NO₂^--N的方法為厭氧氨氧化提供了基質NO₂^--N，與短程硝化工藝相比，該方法可以獲得穩定的亞硝酸鹽積累，而且操作簡單容易實現。因此，以污泥發酵液為碳源，利用部分反硝化同步自養脫氮工藝處理硝態氮廢水的方法，可以大大降低運行費用，達到污泥減量和資源化的目的，同時提高處理效果，操作易實現，是一種經濟高效的低C/N比污水脫氮方法。????????????????????????

發明內容

本發明要解決的技術問題是公開一種污泥發酵耦合反硝化實現部分反硝化同步自養脫氮的裝置。

本發明同時還公開了利用這種裝置進行污水處理的方法。

本發明根據污泥發酵液中含有大量有機碳源和氨氮的特點，提出了一種污泥發酵耦合反硝化實現部分反硝化同步自養脫氮處理硝酸鹽廢水的方法。在充分利用污泥發酵液中碳源的同時省去對其中氨氮的前處理，實現硝酸鹽廢水深度脫氮，同時達到污泥的減量化、資源化的效果。是污泥在水解酸化池中發酵一段時間后分離出的發酵液和硝酸鹽廢水進入到部分反硝化同步自養脫氮反應器，發酵液中的有機碳源將NO₃^--N還原為NO₂^--N，產生的NO₂^--N再同步與發酵液中的NH₄⁺-N通過厭氧氨氧化反應從而實現氮的去除。

本發明技術方案如下：