申請日2015.07.29

　　公開(公告)日2015.11.18

　　IPC分類號C02F9/14

　　摘要

　　基于產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸/氫自養(yǎng)反硝化耦合作用的三污泥污水碳氮磷同時去除及污泥穩(wěn)定化處理方法，它涉及一種城市污水深度處理的方法。本發(fā)明消除了脫氮除磷工藝固有的矛盾，為除磷過程提供了優(yōu)質(zhì)碳源，解決了兩相污泥厭氧消化工藝產(chǎn)酸相易酸化問題。主要步驟為：經(jīng)沉砂池處理后的污水進入產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸/反硝化耦合反應(yīng)池，反應(yīng)后進入一級沉淀池進行固液分離，濃縮污泥回流至耦合反應(yīng)池，上清水進入后續(xù)的生物除磷反應(yīng)池，完成釋磷、吸磷反應(yīng)后進入二級沉淀池進行固液分離，濃縮污泥回流至生物除磷反應(yīng)池，上清水進入生物膜硝化反應(yīng)池，硝化后的出水一部分排放，一部分回流至耦合反應(yīng)池，一部分進入污泥厭氧產(chǎn)酸反應(yīng)池，在水解酸化后進入?yún)捬醍a(chǎn)甲烷反應(yīng)池。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種基于產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸/氫自養(yǎng)反硝化耦合作用的三污泥污水碳氮磷同時去除及污泥穩(wěn)定化處理方法，其特征在于所述方法包括如下步驟：①來自市政排水管網(wǎng)的廢水經(jīng)沉砂池處理后進入產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸/反硝化耦合反應(yīng)池，同時生物膜硝化池出水和一級沉淀池濃縮污泥分別回流至該池，回流比均為0.5~1.5;該池的水力停留時間為4~6h，采用水力學(xué)方法控制污泥齡為17~23d;②耦合反應(yīng)池出水進入一級沉淀池進行固液分離，一級沉淀池的沉淀時間為2~3h;③一級沉淀池上清水進入后續(xù)厭氧/好氧活性污泥反應(yīng)池，同時二級沉淀池的濃縮污泥回流至該池的厭氧段，回流比為0.25~0.75，該池的總水力停留時間為4~6h，采用水力學(xué)方法控制污泥齡為10~12d;④厭氧/好氧活性污泥反應(yīng)池出水進入二級沉淀池進行固液分離，沉淀時間為1~3h;⑤二級沉淀池出水進入生物膜硝化池，該池水力停留時間為8~10h;⑥生物膜硝化反應(yīng)池出水分為3部分：一部分直接排放，一部分回流至產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸/氫自養(yǎng)反硝化耦合反應(yīng)池，一部分進入后續(xù)的污泥厭氧產(chǎn)酸相反應(yīng)內(nèi);⑦產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸/氫自養(yǎng)反硝化耦合反應(yīng)池排放剩余污泥和厭氧/好氧活性污泥反應(yīng)池排放剩余污泥進入?yún)捬醍a(chǎn)酸相反應(yīng)池，污泥在該池的停留時間為1~3d;⑧污泥厭氧產(chǎn)酸相反應(yīng)器中的上清液進入?yún)捬?好氧活性污泥反應(yīng)池，污泥進入產(chǎn)甲烷相反應(yīng)器，產(chǎn)甲烷相反應(yīng)器的停留時間為4~10d。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸/氫自養(yǎng)反硝化耦合作用的三污泥污水碳氮磷同時去除及污泥穩(wěn)定化處理方法，其特征在于：步驟①中的產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸/反硝化耦合反應(yīng)池水力停留時間為5.5h。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸/氫自養(yǎng)反硝化耦合作用的三污泥污水碳氮磷同時去除及污泥穩(wěn)定化處理方法，其特征在于：步驟①中的產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸/反硝化耦合反應(yīng)池污泥齡為19d。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸/氫自養(yǎng)反硝化耦合作用的三污泥污水碳氮磷同時去除及污泥穩(wěn)定化處理方法，其特征在于：步驟①污泥回流比為0.75。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸/氫自養(yǎng)反硝化耦合作用的三污泥污水碳氮磷同時去除及污泥穩(wěn)定化處理方法，其特征在于：步驟①中生物膜硝化池出水回流比為1.5。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸/氫自養(yǎng)反硝化耦合作用的三污泥污水碳氮磷同時去除及污泥穩(wěn)定化處理方法，其特征在于：步驟②中一級沉淀池的沉淀時間為3h。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸/氫自養(yǎng)反硝化耦合作用的三污泥污水碳氮磷同時去除及污泥穩(wěn)定化處理方法，其特征在于：步驟⑦中厭氧產(chǎn)酸相反應(yīng)池停留時間為2d。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸/氫自養(yǎng)反硝化耦合作用的三污泥污水碳氮磷同時去除及污泥穩(wěn)定化處理方法，其特征在于：步驟⑧中厭氧產(chǎn)甲烷相反應(yīng)池停留時間為7.5d。

　　說明書

　　三污泥污水碳氮磷同時去除及污泥穩(wěn)定化處理方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種城市污水污泥處理的方法，屬于市政工程、環(huán)境工程廢水處理技術(shù)領(lǐng)域。

　　背景技術(shù)

　　目前，國內(nèi)外水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象越來越嚴重，因此為保護水資源，點源污水中的營養(yǎng)元素氮和磷必須去除。然而，污水生物同步脫氮除磷過程較復(fù)雜，其中涉及BOD降解、硝化、反硝化、釋磷以及吸磷等多個生化反應(yīng)，且各個反應(yīng)過程對微生物組成及含量、底物類型及環(huán)境條件的要求均不相同，因此在單污泥污水生物處理系統(tǒng)中實現(xiàn)同步脫氮和除磷，不可避免地產(chǎn)生多種矛盾關(guān)系。同時，碳源種類對活性污泥釋磷速率、反硝化速率影響較大，實踐證明乙酸是脫氮除磷系統(tǒng)的優(yōu)質(zhì)碳源。

　　在污水處理過程中，污泥是必不可少的副產(chǎn)物，污泥產(chǎn)量通常能達到污水處理量的0.3~0.5%(以體積計算)或1~2%(以質(zhì)量計算)。若污水處理廠有深度處理工藝，則污泥產(chǎn)量還會增加0.5~1.0倍，因此，需要采取經(jīng)濟、有效的方法進行處理。城市污泥中含有豐富的營養(yǎng)元素，如果采用厭氧消化處理技術(shù)，在對污泥進行厭氧處理的過程中還能夠同時實現(xiàn)污泥的減量化和穩(wěn)定化，并生成沼氣。但傳統(tǒng)的厭氧消化技術(shù)存在處理效率低、停留時間長、產(chǎn)氣量少等問題。因此從厭氧消化技術(shù)原理出發(fā)，將產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相分離的兩相厭氧消化技術(shù)由于消除了上述確定而逐漸受人矚目。但兩相厭氧消化工藝在運行中，產(chǎn)酸相易出現(xiàn)酸化問題，而導(dǎo)致運行效果不穩(wěn)定。

　　綜上，如何消除污水處理系統(tǒng)中同步脫氮除磷過程的固有矛盾，為釋磷和反硝化提供優(yōu)質(zhì)碳源，并解決污泥處理系統(tǒng)酸化問題，是城市污水處理系統(tǒng)產(chǎn)生良好的社會效益、經(jīng)濟效益以及環(huán)境效益的關(guān)鍵。發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的內(nèi)容是為了消除污水處理系統(tǒng)中同步脫氮除磷過程的固有矛盾，為釋磷和反硝化提供優(yōu)質(zhì)碳源，并解決污泥處理系統(tǒng)酸化問題，而開發(fā)了一種基于產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸/氫自養(yǎng)反硝化耦合作用的三污泥污水碳氮磷同時去除及污泥穩(wěn)定化的方法。

　　本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是：本發(fā)明所述的污水碳氮磷同時去除及污泥穩(wěn)定化的方法包括如下步驟：①來自市政排水管網(wǎng)的廢水經(jīng)沉砂池處理后進入產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸/反硝化耦合反應(yīng)池，同時生物膜硝化池出水和一級沉淀池濃縮污泥分別回流至該池，回流比均為0.5~1.5;該池的水力停留時間為4~6h，采用水力學(xué)方法控制污泥齡為17~23d;②耦合反應(yīng)池出水進入一級沉淀池進行固液分離，一級沉淀池的沉淀時間為2~3h;③一級沉淀池上清水進入后續(xù)厭氧/好氧活性污泥反應(yīng)池，同時二級沉淀池的濃縮污泥回流至該池的厭氧段，回流比為0.25~0.75，該池的總水力停留時間為4~6h，采用水力學(xué)方法控制污泥齡為10~12d;④厭氧/好氧活性污泥反應(yīng)池出水進入二級沉淀池進行固液分離，沉淀時間為1~3h;⑤二級沉淀池出水進入生物膜硝化池，該池水力停留時間為8~10h;⑥生物膜硝化反應(yīng)池出水分為3部分：一部分直接排放，一部分回流至產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸/氫自養(yǎng)反硝化耦合反應(yīng)池，一部分進入后續(xù)的污泥厭氧產(chǎn)酸相反應(yīng)內(nèi);⑦產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸/氫自養(yǎng)反硝化耦合反應(yīng)池排放剩余污泥和厭氧/好氧活性污泥反應(yīng)池排放剩余污泥進入?yún)捬醍a(chǎn)酸相反應(yīng)池，污泥在該池的停留時間為1~3d;⑧污泥厭氧產(chǎn)酸相反應(yīng)器中的上清液進入?yún)捬?好氧活性污泥反應(yīng)池，污泥進入產(chǎn)甲烷相反應(yīng)器，產(chǎn)甲烷相反應(yīng)器的停留時間為4~10d。

　　發(fā)明原理與優(yōu)點

　　本發(fā)明的污水處理系統(tǒng)是三污泥系統(tǒng)，由產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸/氫自養(yǎng)反硝化耦合反應(yīng)池與一級反應(yīng)池組成的污水處理系統(tǒng)的活性污泥中含有發(fā)酵細菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細菌、氫自養(yǎng)反硝化菌、異養(yǎng)反硝化菌等，在其中完成發(fā)酵產(chǎn)生低級脂肪酸、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸、反硝化等反應(yīng)，在降低TN濃度的同時提高乙酸產(chǎn)率，為后續(xù)的生物除磷系統(tǒng)提供優(yōu)質(zhì)碳源乙酸。由厭氧/好氧活性污泥反應(yīng)池和二級沉淀池組成的污水處理系統(tǒng)的活性污泥中含有異養(yǎng)菌和聚磷菌，為生物除磷系統(tǒng)。在生物膜硝化反應(yīng)池中，硝化菌成為優(yōu)占菌屬，完成硝化反應(yīng)，出水可排放。生物膜硝化反應(yīng)池出水分為3部分：一部分直接排放，一部分回流至產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸/氫自養(yǎng)反硝化耦合反應(yīng)池，一部分進入后續(xù)的污泥厭氧產(chǎn)酸相反應(yīng)內(nèi)。在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸/氫自養(yǎng)反硝化耦合反應(yīng)池和厭氧產(chǎn)酸相反應(yīng)池中，分別同時完成反硝化與發(fā)酵反應(yīng)、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸反應(yīng)，其中發(fā)酵過程可為異養(yǎng)反硝化提供優(yōu)質(zhì)碳源，提高反硝化效率，氫自養(yǎng)反硝化過程可“拉動”產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸過程，提高乙酸產(chǎn)率，為后續(xù)產(chǎn)甲烷反應(yīng)提供優(yōu)質(zhì)碳源。此外，含高濃度硝酸鹽的硝化液進入產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸/氫自養(yǎng)反硝化厭氧產(chǎn)酸相反應(yīng)池，可改變池內(nèi)的氧化還原電位，有利于發(fā)酵細菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌以及反硝化菌生存，且在一定程度上可抑制產(chǎn)甲烷菌的生長。異養(yǎng)反硝化菌的存在可消耗發(fā)酵產(chǎn)物，防止污泥厭氧產(chǎn)酸相反應(yīng)池酸化。