申請日2015.10.10

　　公開(公告)日2015.12.23

　　IPC分類號C02F101/16; C02F9/14

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種污水高效生物脫氮方法，污水依次流經(jīng)沉砂池、厭氧池、缺氧池1、缺氧池2、好氧池、沉淀池進行處理;在缺氧池1后面續(xù)接混合液水解酸化池，利用兼性微生物和厭氧微生物將污水中不能被反硝化菌利用的有機物和活性污泥中的有機物部分轉(zhuǎn)化為反硝化碳源;在混合液水解酸化池中，缺氧池1出水中的NO3-N被反硝化去除，并在混合液水解酸化池后續(xù)接缺氧池2，利用混合液水解酸化池中產(chǎn)生的反硝化碳源進行生物脫氮。本發(fā)明方法在不外加碳源、降低電耗、不影響其他污染物去除的前提下，采用活性污泥法，將污水和污泥中原來不能被反硝化菌利用的有機物轉(zhuǎn)化成反硝化碳源，提高污水廠生物脫氮效果，降低污水廠出水中TN濃度，使出水TN達到5.0mg/L以下。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種污水高效生物脫氮方法，污水依次流經(jīng)沉砂池、厭氧池、缺氧池1、缺氧池2、 好氧池、沉淀池進行處理;其特征在于：在所述的厭氧池和缺氧池1中污水中的既有的反 硝化碳源被反硝化菌充分利用，缺氧池1出水中的有機物難于被反硝化菌利用;在所述的缺 氧池1、缺氧池2之間續(xù)接混合液水解酸化池，經(jīng)過缺氧池1處理后的出水流入混合液水解 酸化池;在所述的混合液水解酸化池內(nèi)，污水中不能被反硝化菌利用的有機物和活性污泥中 的有機物部分轉(zhuǎn)化為反硝化碳源，混合液水解酸化池出水流入缺氧池2內(nèi);在所述的在缺氧 池2中，反硝化菌利用混合液水解酸化池產(chǎn)生的反硝化碳源繼續(xù)進行生物脫氮處理。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，經(jīng)缺氧池1處理后的出水，部分流入所 述的混合液水解酸化池，另一部分流入缺氧池2，水解酸化池含有反硝化碳源的出水流入缺 氧池2后繼續(xù)進行處理。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，經(jīng)過所述的缺氧池2處理后的出水 流入所述的好氧池內(nèi)進行處理，好氧池內(nèi)硝化細菌將污水中的NH3-N轉(zhuǎn)化為NO3-N后，富 含NO3-N的出水回流至缺氧池1或/和缺氧池2，利用反硝化碳源進行生物脫氮處理，實現(xiàn) 生物脫氮作用。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述的好氧池出水回流至缺氧池1或/和 缺氧池2進行處理，最終處理后的出水流入沉淀池進行泥水分離，沉淀池上清液為處理后的 潔凈水排出即可，沉淀池污泥回流至厭氧池。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述的沉淀池回流至厭氧池的回流污泥 中NO3-N濃度低，厭氧池內(nèi)的反硝化菌徹底去除了水體中的NO3-N，從而使厭氧池內(nèi)水體 中的NO3-N濃度低，在厭氧池中形成了嚴(yán)格的厭氧條件;厭氧池內(nèi)的聚磷菌過量吸收的磷被 充分釋放出來，增強了聚磷菌在好氧池的過量吸磷能力。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的混合液水解酸化池中含有的兼性 微生物和厭氧微生物，將污水中不能被反硝化菌利用的有機物以及活性污泥中的有機物部分 轉(zhuǎn)化為易生物降解的有機物和揮發(fā)性脂肪酸，即為所述的反硝化碳源。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的混合液水解酸化池中的反硝化碳 源被反硝化菌利用，將污水在缺氧池1中沒有被去除的NO3-N反硝化去除。

　　說明書

　　一種污水高效生物脫氮方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種污水高效生物脫氮方法，屬于污水處理領(lǐng)域。

　　背景技術(shù)

　　我國現(xiàn)有城鎮(zhèn)污水廠3000余座，總處理能力達1.46億m3/d，實際處理總量約1.2億m3/d。 一般采用二級活性污泥法處理城鎮(zhèn)生活污水，主要工藝為A2O、氧化溝、SBR。城鎮(zhèn)生活污 水中的污染物主要包括有機物(以CODCr、BOD5表示)、N污染物(以NH3-N、TN表示)、 P污染物、SS等，大量污水廠的實際運行經(jīng)驗表明，除TN外，其它污染物在污水廠均能很 好地被去除，生物脫氮除磷二級污水廠出水CODCr、BOD5、NH3-N、TP、SS等均易達到地 表Ⅳ類水體要求。但TN的去除率與回流比有關(guān)，一般地，回流比(含內(nèi)回流和外回流)不 超過400%，TN去除率亦不超過80%，出水TN在11±3mg/L左右，能夠達到國家一級A標(biāo) 準(zhǔn)，無法達到地表Ⅳ類水體要求(≤1.5mg/L)。

　　污水廠出水的最終出路多為河流或湖泊，而N元素為主要的植物營養(yǎng)元素之一，污水 廠出水TN較高，屬于超富營養(yǎng)類型，不利于保持和改善城市水環(huán)境，采用再生水補充城市 河湖，容易造成水體水質(zhì)惡化，水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象時有發(fā)生，為此，許多城市通過提標(biāo)改造， 增建生物脫氮深度處理設(shè)施，用來降低出水TN。二級污水廠后續(xù)生物脫氮設(shè)施，不僅增加了 工程投資，工藝流程冗長、占地面積大、管理繁雜，而且由于城鎮(zhèn)生活污水中的有機物在二 級處理時已經(jīng)被去除，深度處理生物脫氮時必定要求外加碳源，導(dǎo)致生產(chǎn)再生水的成本高昂。 按目前市場價格計算(3000元/噸)，反硝化去除TN=1mg/L，外加碳源費用約0.01元/m3。 我國污水處理量約為1.46億m3/d，則每去除TN=1mg/L，外加碳源費用約為146萬元/d、5.33 億元/年;若平均深度處理生物脫氮6mg/L，則外加碳源費用約為31.98億元/年。深度生物脫 氮設(shè)施電耗約0.03度/m3.d，電價以0.62元/度計，則深度處理污水1.46億m3/d，電費需271.6 萬元/d、9.91億元/年。以上二者合計，在二級污水處理后建設(shè)深度生物脫氮設(shè)施，增加的經(jīng) 常性費用約為41.89億元/年，另外，深度處理設(shè)施還增加了運行管理工作量，增加了人工成 本。此外，現(xiàn)有生物脫氮污水廠脫氮率低下的原因在于，在污水廠進水中反硝化碳源較少， 約占進水有機物的20%，污水中的多數(shù)有機物不能被反硝化菌利用，制約了污水廠的生物脫 氮效果。

　　目前，我國城鎮(zhèn)生活污水處理廠出水N指標(biāo)較高，污水廠出水的最終出路為天然水體， 導(dǎo)致我國自然水體和人工水體富營養(yǎng)化，水環(huán)境狀況持續(xù)惡化、生態(tài)系統(tǒng)堪憂，為控制和改 善水環(huán)境狀況、提升生態(tài)水平，國家每年需要投入大量的經(jīng)費。因此，科學(xué)采用活性污泥法， 在不外加碳源、降低電耗的條件下，利用進水中的碳源在污水生物處理廠進行深度生物脫氮， 具有巨大的經(jīng)濟效益。而且在污水處理廠進行深度生物脫氮能夠縮短工藝流程、減少占地面 積，簡化運行管理、降低污水廠運行人工費;提高出水水質(zhì)、提升生態(tài)環(huán)境水平，具有重大 的社會效益和環(huán)境效益。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，而提供一種污水高效生物脫 氮方法，該方法在不外加碳源、降低電耗、不影響其他污染物去除的前提下，采用活性污泥 法，將污水中不能被反硝化菌利用的有機物和活性污泥中的有機物轉(zhuǎn)化為反硝化碳源，提高 污水廠的生物脫氮效果，降低污水廠出水中TN濃度，使出水TN能夠達到5mg/L以下。

　　為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

　　一種污水高效生物脫氮方法，污水依次流經(jīng)沉砂池、厭氧池、缺氧池1、缺氧池2、好氧 池、沉淀池進行處理，在所述的厭氧池和缺氧池1中污水中的既有的反硝化碳源被反硝化菌 充分利用，缺氧池1出水中的有機物難于被反硝化菌利用;在所述的缺氧池1、缺氧池2之 間續(xù)接混合液水解酸化池，經(jīng)過缺氧池1處理后的出水流入所述的混合液水解酸化池;在混 合液水解酸化池內(nèi)污水中不能被反硝化菌利用的有機物以及活性污泥中的有機物部分轉(zhuǎn)化為 反硝化碳源;所述的混合液水解酸化池出水流入缺氧池2內(nèi)，在缺氧池2中，反硝化菌利用 混合液水解酸化池產(chǎn)生的反硝化碳源繼續(xù)進行生物脫氮處理，提高了污水廠的生物脫氮效果。

　　上述技術(shù)方案中，經(jīng)缺氧池1處理后的出水，部分流入所述的混合液水解酸化池，另一 部分流入缺氧池2(傳輸量為r3Q)，水解酸化池含有反硝化碳源的出水流入缺氧池2后繼續(xù) 進行處理。

　　上述技術(shù)方案中，經(jīng)過所述的缺氧池2處理后的出水流入好氧池內(nèi)進行處理，所述的好 氧池內(nèi)含有硝化細菌，污水經(jīng)過硝化細菌作用后將NH3-N轉(zhuǎn)化為NO3-N，經(jīng)硝化作用后的出 水中富含NO3-N，富含NO3-N的出水回流至缺氧池1(回流量為r1Q)或/和缺氧池2(回流 量為r2Q)，利用反硝化碳源進行生物脫氮處理，實現(xiàn)生物脫氮作用。

　　上述技術(shù)方案中，所述的好氧池出水回流至缺氧池1或/和缺氧池2進行處理，最終處理 后的出水流入沉淀池進行泥水分離，沉淀池上清液為處理后的潔凈水排出即可，沉淀池污泥 回流至(回流量為RQ)厭氧池，用以保證生化系統(tǒng)的污泥濃度，剩余污泥排除出活性污泥系 統(tǒng)。

　　上述技術(shù)方案中，所述的沉淀池回流至厭氧池的回流污泥中NO3-N濃度低，厭氧池內(nèi)的 反硝化菌可以徹底地去除厭氧池中的NO3-N，從而使厭氧池內(nèi)水體中的NO3-N濃度低，在厭 氧池中形成了嚴(yán)格的厭氧條件;厭氧池內(nèi)的聚磷菌過量吸收的磷被充分釋放出來，增強了聚 磷菌在好氧池的過量吸磷能力，提高了生物除磷效果，污水廠沉淀池出水TP均值能夠直接達 到一級A。

　　上述技術(shù)方案中，所述的混合液水解酸化池中含有的兼性微生物和厭氧微生物，將污水 中不能被反硝化菌利用的有機物以及活性污泥中的有機物部分轉(zhuǎn)化為易生物降解的有機物和 揮發(fā)性脂肪酸，這些有機物和揮發(fā)性脂肪酸可作為反硝化碳源繼續(xù)利用，從而增加了污水中 的反硝化碳源。

　　上述技術(shù)方案中，所述的混合液水解酸化池中的反硝化碳源被反硝化菌利用，將污水中 在缺氧池1中沒有被去除的NO3-N反硝化去除，提高了污水廠的生物脫氮效果。

　　本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)點在于：

　　在不外加碳源、降低電耗、不影響污水廠對其它污染物去除效果的前提下，采用活性污 泥法，將污水中原來不能被反硝化菌利用的有機物和活性污泥中的有機物部分轉(zhuǎn)化為反硝化 碳源，增加污水中的反硝化碳源，提高污水廠的生物脫氮效果，降低污水廠出水中TN濃度; 該方法提高了污水廠出水水質(zhì)，減少了深度處理生物脫氮所需投加的碳源量，提升了生態(tài)環(huán) 境水平，具有重大的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。