[發明專利]一種原位富集硝化菌耦合污泥水解強化脫氮除磷的方法

有效

• 申請號: 201410394355.3
• 申請日: 2014-08-12
• 公開（公告）號: CN104150609A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 李娜
• 申請（專利權）人: 李娜
• 主分類號: C02F3/34
• 分類號: C02F3/34
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 鄭聰

技術領域

本發明涉及一種污水處理方法，屬環保領域，特別是一種原位富集硝化菌耦合污泥水解強化污水廠脫氮除磷的方法。

背景技術

目前，中國環境問題頻出，地表水富營養化嚴重，局部水域水質甚至喪失飲用水水源功能，強化脫氮除磷會成為我國今后相當長時期的重要任務。與此同時，現有的常規處理工藝，如各種活性污泥法的變形工藝，AAO、氧化溝、SBR等，受進水水質影響以及泥齡控制等因素影響，存在脫氮除磷效果不穩定問題，出水氮磷指標很難穩定達標，往往不得不考慮投加化學藥劑(商業碳源、混凝劑等)，增加了企業的運行成本，是不可持續的工藝。因此，開發綠色可持續的污水處理工藝，對于改善污水處理系統的運行效果，改善水環境質量，具有重要的現實意義。

影響同步脫氮除磷效果的內因方面，主要受兩個因素制約，一是泥齡(SRT)的影響，對于特定水溫，硝化菌要求一個理論上的最低SRT_min，活性污泥系統為滿足充分的硝化就要求實際運行的SRT≥SRT_min，水溫越低，要求SRT越長；而除磷過程則要求SRT越短越好，短的SRT往往意味著排放更多的剩余污泥(WAS)，因此，對于同一個污水處理系統，現有的常規處理工藝，運行實踐中往往很難找到一個相對可靠的SRT，既能滿足硝化要求，又能高效除磷，兼顧脫氮除磷效果往往處于兩難的境地。

國外有類似的側流污泥生物強化技術，如工藝、AT-3工藝等，主要目的都是強化硝化過程，但是這些工藝運行條件及控制較為繁瑣，如工藝運行水溫需要控制在25-30℃、且采用間歇運行模式(進水、混合、曝氣、沉淀、潷水)，效果難以控制。

與此同時，影響脫氮除磷效果的另一個重要因素是進水水質問題，眾所周知，目前中國污水廠面臨的主要難題是進水碳源不足、脫氮除磷效果差，這是因為反硝化脫氮和厭氧釋磷兩種生物過程都需要污水中有充足的溶解性易生物降解有機物(SCOD)，尤其是低分子量的揮發性脂肪酸(VFAs)，為了實現可靠的強化生物除磷(EBPR)，往往需要VFAs/TP≥10，這就意味著對于進水TP＝4mg/L的污水廠，其進水中VFA濃度至少要達到40mg/L才可能實現可靠的EBPR，然而，我國很多污水廠進水VFAs卻不足10mg/L。

實際上，污水廠產生活性污泥本身就蘊藏了巨大的能源。為了充分利用活性污泥碳源，近些年開發了一些技術，如超聲破解、堿性污泥水解技術等，但這些技術存在能耗高、藥耗高、破壞污泥生物活性等缺欠，也不是可持續的綠色工藝，難于在生產實踐中大規模應用。因此，污泥自然條件下的水解技術成為理想選擇，由于活性污泥總量穩定、活性污泥水解產物能100％被生化過程所利用，因此，如何考慮在不破壞活性污泥生物活性條件下的在線水解，對于提高處理效率、降低對外部商業碳源的依賴，顯得至關重要。

發明內容

本發明的主旨是通過硝化菌原位富集培養、原位污泥水解補充碳源方法提高對出水水質的處理效果，具體方式則是通過引入污水廠污泥處理工序排放的高濃度氨氮廢水作為底物來富集和提高側流反應器內的硝化菌數量，并為主生物池進行接種進而提高生物系統總的硝化能力和脫氮能力，同時將小比例的回流活性污泥水解放置于一個獨立的側流反應器進行水解發酵，大大提高和改善了污泥水解效率。

本發明克服當前常規主流脫氮除磷工藝的技術缺欠，對常規活性污泥工藝(A/O、AAO、氧化溝等)的“生物池-二沉池”的“主流”模式進行了改進，采用了“主流-側流”模式，具體講，就是對常規工藝的污泥外回流環節進行了變革，常規工藝(AAO、氧化溝)的外回流是將經過二沉池濃縮的活性污泥通過污泥回流泵直接泵送到主生物池前端的技術路線，而本發明的具體方法則是在污泥回流線上設置了兩個獨立生化反應池，即污泥硝化反硝化池(S-NDN池)和污泥水解池(S-HY池)，這兩個池子采用并聯或串聯形式中的一種：

兩池串聯情況下：回流污泥共分兩路，一部分回流污泥相繼被引入到S-NDN池，再進入S-HY池，在上述兩個不同的反應器內相繼完成各自的生化過程后再回流到主生物池；另一部分回流污泥則與常規回流方式相同即直接回流到主生物池；多余的剩余污泥進入污泥處理單元(污泥消化、污泥濃縮脫水等)。

并聯情況下：污泥則分并行三路，一部分引入S-NDN池，另一部分進入S-HY池，剩余部分回流污泥則直接回流到主生物池；多余的剩余污泥進入污泥處理單元。極限情況，第三部分“外回流”污泥為零，即回流污泥只分兩路進入S-NDN池和S-HY池。

經過上述生化過程后的兩個反應池的泥水混合液再分別回流到主生物池的厭氧釋磷或反硝化脫氮區域。