[發(fā)明專利]一種用于城鎮(zhèn)污水處理廠深度脫氮氧化系統(tǒng)及構(gòu)建方法

在審

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• 申請日: 2019-08-21
• 公開（公告）號: CN110357257A
• 公開（公告）日: 2019-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李彥澄;楊婭男;李江;吳攀;羅坤;劉鄧平;李蕾
• 申請（專利權(quán)）人: 貴州大學(xué)
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30
• 代理公司: 貴陽中新專利商標(biāo)事務(wù)所 52100
• 代理人: 朱法恒;程新敏

本發(fā)明提供一種用于城鎮(zhèn)污水處理廠深度脫氮氧化系統(tǒng)及構(gòu)建方法，該系統(tǒng)由生物膜反應(yīng)器、進(jìn)出氣系統(tǒng)、進(jìn)出水系統(tǒng)和熱水循環(huán)系統(tǒng)四大部分組成，裝置分為連續(xù)式運行和間歇式運行方式，所述反應(yīng)裝置主體分別與進(jìn)出氣系統(tǒng)、進(jìn)出水系統(tǒng)和熱水循環(huán)系統(tǒng)連接；反應(yīng)裝置主體為密閉的內(nèi)層筒體和外層筒體構(gòu)成，在內(nèi)層筒體內(nèi)填充有填料和墊層，在內(nèi)層筒體的底部安裝有曝氣系統(tǒng)。本發(fā)明利用廢水厭氧池或污泥厭氧消化產(chǎn)生的甲烷構(gòu)建反硝化型甲烷氧化系統(tǒng)，能有效降低城鎮(zhèn)污水處理廠出水中的氮濃度，降低污水處理廠深度處理運行成本，實現(xiàn)對甲烷的資源化利用，減少甲烷的排放，減緩甲烷排放導(dǎo)致的溫室效應(yīng)，具有顯著的經(jīng)濟和環(huán)境效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于城鎮(zhèn)污水處理廠深度脫氮氧化系統(tǒng)及構(gòu)建方法，屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

城鎮(zhèn)生活污水經(jīng)過傳統(tǒng)污水處理工藝處理后，其出水中仍含有大量氮污染物，過量氮的排放，會引起水體富營養(yǎng)化，破壞生態(tài)環(huán)境。由于傳統(tǒng)工藝處理后的出水C/N比較低，不能滿足反硝化脫氮所需的碳源，因此，常規(guī)的深度脫氮處理技術(shù)采用外加碳源的方式，常用的碳源為葡萄糖、甲醇、乙酸鈉、乙醇等，外加碳源的方式導(dǎo)致處理成本增加、經(jīng)濟效益差、資源浪費等問題，當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)波動的情況下容易發(fā)生碳源投加不準(zhǔn)確的現(xiàn)象，影響出水水質(zhì)。

甲烷是最簡單的有機物，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在自然界分布廣，是沼氣、油田氣、天然氣和煤礦坑道氣的主要成分。其中，沼氣中成分有50％～80％的甲烷，產(chǎn)生于沼澤地、化糞池、湖泊底泥和廢水厭氧池等，是通過有機物的微生物厭氧消化實現(xiàn)，屬于二次能源、可再生能源。

甲烷氧化菌能以甲烷作為唯一的碳源和能源物質(zhì)，廣泛分布于自然環(huán)境中如生活垃圾衛(wèi)生填埋場、泥炭沼澤、煤礦坑、污水處理廠污泥、土壤、水庫與河流沉積物和深海沉積物等，在碳循環(huán)、氮循環(huán)和氧循環(huán)中起重要作用。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，甲烷氧化菌在氧化甲烷的同時能實現(xiàn)氮的去除，該過程分為反硝化型甲烷好氧氧化(AME-D)和反硝化型甲烷厭氧氧化(ANME-D)。反硝化型甲烷好氧氧化(AME-D)和反硝化型甲烷厭氧氧化(ANME-D)過程均能有效實現(xiàn)氮的去除，但反硝化型甲烷好氧氧化(AME-D)過程需要氧的參與。關(guān)于反硝化型甲烷好氧氧化過程(AME-D)的作用機理存在兩種解釋：①反硝化過程由好氧甲烷氧化菌實現(xiàn)，相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，部分甲烷氧化菌的基因中含有脫氮基因nirS、nirK和norB等；②反硝化過程由好氧甲烷氧化菌和反硝化細(xì)菌協(xié)同實現(xiàn)，甲烷氧化菌氧化甲烷會產(chǎn)生中間產(chǎn)物，如甲醇、甲醛、乙酸鹽和檸檬酸鹽等，所產(chǎn)生的中間產(chǎn)物為反硝化細(xì)菌提供碳源。

因此，如何利用廢水厭氧池或污泥厭氧消化產(chǎn)生的甲烷構(gòu)建反硝化型甲烷氧化系統(tǒng)，以降低城鎮(zhèn)污水處理廠出水中的氮濃度，降低污水處理廠深度處理運行成本，實現(xiàn)對甲烷的資源化利用，減少甲烷的排放，減緩甲烷排放導(dǎo)致的溫室效應(yīng)等問題，是目前污水處理亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對城鎮(zhèn)污水處理廠尾水中總氮(TN)濃度高，現(xiàn)采用的深度處理工藝中，需額外投加甲醇、乙酸鈉等碳源，處理成本高、經(jīng)濟效益差、資源浪費等問題突出，同時由于污水和污泥處理過程中的厭氧段產(chǎn)生大量甲烷氣體，直接排放環(huán)境，引發(fā)溫室效應(yīng)，對環(huán)境造成污染等問題，本發(fā)明提供一種用于城鎮(zhèn)污水處理廠深度脫氮氧化系統(tǒng)及構(gòu)建方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。