專利名稱：一種污水脫氮處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于污水生物脫氮處理新方法，具體涉及一種污水的脫氮A/O/N(Anoxic-Oxic-Nitrifying)處理方法，它尤其適用于公廁污水的處理。
背景技術(shù)：
目前，污水處理中比較流行的生物脫氮方法，是在80年代初開創(chuàng)的A/O(Anoxic-Oxic)方法；其主要特點(diǎn)是將反硝化段放置在處理過程之首，故又稱為前置反硝化生物脫氮處理方法。但是該方法對(duì)處理化學(xué)需氧量(COD)、氨氮(NH3-N)含量均較高的污水，脫氮效果不佳。
其原因一是，原水中的有機(jī)物含量太高，雖然在前置反硝化段部分溶解性有機(jī)物得以吸附、降解，但是由于有機(jī)物濃度仍較高，使之在好氧階段，增殖速度較快的異養(yǎng)型細(xì)菌迅速繁殖，而自養(yǎng)型的硝化菌得不到優(yōu)勢(shì)，硝化反應(yīng)難以順利進(jìn)行。為了解決這一問題，通常的做法是加大好氧段的水力停留時(shí)間，使污水中的有機(jī)物含量降低，滿足硝化反應(yīng)的條件，這樣必將增大能耗，加大占地面積。二是A/O法中的活性污泥連續(xù)在好氧到缺氧及從缺氧到好氧的動(dòng)態(tài)過程中，活性均會(huì)受到一定的抑制作用，使生化反應(yīng)效率較低。
高COD、高氨氮的公廁污水是對(duì)環(huán)境危害較大的污水，難以在傳統(tǒng)的A/O方法下進(jìn)行高效硝化進(jìn)而實(shí)現(xiàn)生物脫氮，是城市污水脫氮處理的難點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種污水脫氮處理方法，該方法可以對(duì)高COD、高氨氮的污水進(jìn)行高效生物脫氮處理。
本發(fā)明提供的一種污水脫氮處理方法，其步驟為
(1)將待處理的污水與硝化液混合引入反硝化池，在缺氧條件下，在反硝化菌作用下進(jìn)行反硝化反應(yīng)，其污泥濃度為3～5g/L，污泥齡為4～6天，水力停留時(shí)間為1～3小時(shí)；(2)將經(jīng)反硝化處理后的污水與回流污泥引入碳氧化池進(jìn)行好氧曝氣，碳氧化池污泥濃度為3～5g/L，污泥齡為3～8天，碳氧化池水力停留時(shí)間為6～10小時(shí)；(3)將經(jīng)碳氧化后的污水引入第一沉淀池進(jìn)行泥水分離，使沉淀后的上清液進(jìn)入硝化池進(jìn)行硝化反應(yīng)，沉淀下來的污泥作為碳氧化階段的活性污泥，部分或全部回流至碳氧化池，沉淀下來的污泥回流入碳氧化池的回流比為50～100％，剩余污泥排出；(4)沉淀后的污水與回流污泥引入硝化池進(jìn)行硝化處理，硝化池污泥濃度為2～4g/L，污泥齡為15～30天，硝化池中水溫為10～30℃，硝化池水力停留時(shí)間為3～8小時(shí)；(5)將硝化反應(yīng)后的污水引入第二沉淀池進(jìn)行泥水分離，沉淀后的上清液一部分外排一部分作為步驟(1)中的硝化液回流至反硝化池，沉淀后的上清液的回流比為100％～300％，沉淀下來的污泥作為步驟(4)中的活性污泥回流至硝化池，剩余污泥排出。
本發(fā)明的實(shí)質(zhì)在于將好氧階段分為碳氧化好氧階段和硝化好氧階段，為異養(yǎng)菌和自養(yǎng)硝化菌分別創(chuàng)造各自適合的生境，使其均在最佳生態(tài)位的狀態(tài)下以較大的速度進(jìn)行生化反應(yīng)；又由于該方法三段污泥不相互混合，在滿足三種不同功能微生物生境的同時(shí)，避免了活性污泥的活性受抑制。該方法特別適合處理高COD、高氨氮污水，如公廁污水；與傳統(tǒng)A/O不同的是，本發(fā)明各階段分別產(chǎn)生了各自的頂級(jí)群落，使其均在最佳生態(tài)位的狀態(tài)下以較大的速度生長(zhǎng)、繁殖，進(jìn)行反硝化、碳氧化和硝化反應(yīng)。本發(fā)明具有能耗低，占地面積少和脫氮效率高的優(yōu)點(diǎn)。具體而言，本發(fā)明具有以下特點(diǎn)(1)將反硝化、碳氧化、硝化過程分開在三個(gè)不同的反應(yīng)池中進(jìn)行，為反硝化菌、異養(yǎng)菌(碳氧化菌)和硝化菌分別創(chuàng)造各自適合生存的條件，與傳統(tǒng)A/O不同的是，本發(fā)明各階段分別產(chǎn)生了各自的頂級(jí)群落，使其均在最佳生態(tài)位的狀態(tài)下以較大的速度生長(zhǎng)、繁殖，進(jìn)行反硝化、碳氧化和硝化反應(yīng)。
(2)各階段污泥不相互混合，在滿足三種不同功能微生物生境的同時(shí)，避免了活性污泥的活性受抑制，生化反應(yīng)速率高。
(3)在反硝化階段和硝化階段可分別設(shè)置填料，生物量大，反應(yīng)速度快。
(4)反硝化階段前置，無需外加碳源，反硝化反應(yīng)產(chǎn)生的堿度可以補(bǔ)償硝化反應(yīng)消耗堿度的一半左右，勿需另行投堿。
(5)反硝化階段處于處理方法的第一步，一方面提高了抗沖擊負(fù)荷的能力；另一方面由于反硝化菌為異氧菌，在反硝化的過程中，以有機(jī)物作為電子供體，COD部分得到去除，降低了后面兩段氧化COD的負(fù)荷，一定程度上減小了碳氧化段的停留時(shí)間。
(6)本發(fā)明為推流式，并且有硝化液循環(huán)回流，全過程處于缺氧和好氧交替運(yùn)行，在這種條件下，無污泥膨脹之虞。
(7)污泥不經(jīng)過缺氧——好氧循環(huán)，活性污泥在各個(gè)反應(yīng)池內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)；反應(yīng)速率快，水力停留時(shí)間短，能耗低，占地面積小。
總之，本發(fā)明可以對(duì)高COD、高氨氮的污水進(jìn)行高效生物脫氮處理。


圖1是本發(fā)明的方法流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
如圖1所示，本發(fā)明包括反硝化-沉淀-碳氧化-再沉淀-硝化階段。
本發(fā)明的具體步驟如下(1)反硝化階段將經(jīng)預(yù)處理后的污水與硝化液混合引入反硝化池。在該階段，反硝化菌利用原水中大量易降解的有機(jī)物作為電子供體，以硝化液中的硝態(tài)氮作為電子受體進(jìn)行快速反硝化反應(yīng)，將氮以游離態(tài)氮?dú)獾男问脚懦觥Ｔ撾A段的控制參數(shù)為污泥濃度為3～5g/L，污泥齡為4～6天，水力停留時(shí)間為1～3小時(shí)。該階段的優(yōu)化控制參數(shù)為污泥濃度為3～4g/L，污泥齡為4～5天，水力停留時(shí)間為1～2小時(shí)。
反應(yīng)式為
(2)碳氧化階段將經(jīng)反硝化處理后的污水與回流污泥引入碳氧化池進(jìn)行好氧曝氣。該階段的控制參數(shù)為污泥濃度為3～5g/L，污泥齡為3～8天，水力停留時(shí)間為6～10小時(shí)。該階段的優(yōu)化控制參數(shù)為污泥濃度為3～4g/L，污泥齡4～5天，水力停留時(shí)間為6～8小時(shí)。
進(jìn)入該池的污水有機(jī)物含量較高，使比增長(zhǎng)速率較高的異養(yǎng)菌(碳氧化菌)占優(yōu)勢(shì)，同時(shí)比增長(zhǎng)速率較低的硝化菌處于劣勢(shì)而被淘洗，其結(jié)果是有機(jī)物降解速率高、污泥增長(zhǎng)速率較高、污泥齡短、氨氮硝化率很低、硝化效果差。污水經(jīng)過碳氧化處理后，出水的COD大幅度降低，而氨氮濃度變化不大。
上述過程的反應(yīng)式為 (3)沉淀處理將經(jīng)碳氧化后的污水引入第一沉淀池進(jìn)行泥水分離。防止異養(yǎng)菌進(jìn)入后一反應(yīng)池——硝化池，僅使沉淀后的上清液進(jìn)入硝化池進(jìn)行硝化反應(yīng)。沉淀下來的污泥即為碳氧化階段的活性污泥，部分或全部回流至碳氧化池，回流入碳氧化池的回流比為50～100％(其優(yōu)化范圍為50～75％)，剩余污泥排出。
(4)硝化階段污水與回流污泥進(jìn)入硝化池。該階段的控制參數(shù)為污泥濃度為2～4g/L，污泥齡15～30天，硝化池水溫10～30℃，硝化池水力停留時(shí)間為3～8小時(shí)。該階段的優(yōu)化控制參數(shù)為污泥濃度為2.5～3.5g/L，污泥齡為15～25天，硝化池水溫為13～25℃，硝化池水力停留時(shí)間為4～6小時(shí)。
進(jìn)入該池的污水有機(jī)物含量較低，氨氮含量高，以氨氮為底物的自養(yǎng)硝化菌在該段占優(yōu)勢(shì)具有較高的生物量，其結(jié)果是氨氮大部分轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，硝化速率高。污水經(jīng)過硝化處理后，出水的氨氮濃度大幅度降低，同時(shí)硝態(tài)氮的濃度增高。該階段反應(yīng)式為


硝化反應(yīng)的總反應(yīng)式為
(5)再次沉淀處理將硝化后的污水引入第二沉淀池進(jìn)行泥水分離，沉淀后的上清液一部分外排，一部分作為反硝化階段的硝化液，回流至反硝化池，其回流比為100％～300％(其優(yōu)化范圍為150％～250％)。沉淀下來的污泥即為硝化階段的活性污泥回流至硝化池，剩余污泥排出。
在反硝化池和硝化池內(nèi)均可以有選擇性地加入軟性填料(例如纖維束)、半軟性填料(例如聚丙烯或聚乙烯等)，組合式填料(由塑料環(huán)和維綸絲構(gòu)成)，另外也可以加入其它填料。
實(shí)施例1某公廁化糞池污水水質(zhì)如下表

按附圖1所示進(jìn)行，在反硝化池水力停留時(shí)間為2小時(shí)，在碳氧化池水力停留時(shí)間為6小時(shí)，在硝化池水力停留時(shí)間為3小時(shí)，第一沉淀池回流入碳氧化池的回流比為75％，第二沉淀池回流入反硝化池的回流比為150％，第一沉淀池停留時(shí)間為2小時(shí)，第二沉淀池停留時(shí)間3小時(shí)。碳氧化池為懸浮性活性污泥，污泥濃度為4g/L，污泥齡為4天，水溫為18℃。該方法可使COD，BOD5，NH3-N去除率均在95％以上，處理后的水經(jīng)消毒后可作為非接觸回用水，或進(jìn)一步處理后達(dá)標(biāo)排放。
實(shí)施例2某化糞池污水水質(zhì)如下表

按附圖1所示進(jìn)行，在反硝化池水力停留時(shí)間為3小時(shí)，在碳氧化池水力停留時(shí)間為10小時(shí)，在硝化池水力停留時(shí)間為6小時(shí)，第一沉淀池回流入碳氧化池的回流比為100％，第二沉淀池回流入反硝化池的回流比為300％，第一沉淀池停留時(shí)間為3小時(shí)，第二沉淀池停留時(shí)間4小時(shí)。碳氧化池內(nèi)放入懸浮性活性污泥，其污泥濃度為4g/L，污泥齡3天，水溫為20℃；硝化池污泥濃度為5g/L，污泥齡30天，水溫為20℃。該方法可使COD、BOD5、NH3-N去除率分別95％以上，處理后的水經(jīng)消毒后可作為非接觸回用水，或進(jìn)一步處理后達(dá)標(biāo)排放。
權(quán)利要求
1.一種污水脫氮處理方法，其步驟為(1)將待處理的污水與硝化液混合引入反硝化池，在缺氧條件下，在反硝化菌作用下進(jìn)行反硝化反應(yīng)，其污泥濃度為3～5g/L，污泥齡為4～6天，水力停留時(shí)間為1～3小時(shí)；(2)將經(jīng)反硝化處理后的污水與回流污泥引入碳氧化池進(jìn)行好氧曝氣，碳氧化池污泥濃度為3～5g/L，污泥齡為3～8天，碳氧化池水力停留時(shí)間為6～10小時(shí)；(3)將經(jīng)碳氧化后的污水引入第一沉淀池進(jìn)行泥水分離，使沉淀后的上清液進(jìn)入硝化池進(jìn)行硝化反應(yīng)，沉淀下來的污泥作為碳氧化階段的活性污泥，部分或全部回流至碳氧化池，沉淀下來的污泥回流入碳氧化池的回流比為50～100％，剩余污泥排出；(4)沉淀后的污水與回流污泥引入硝化池進(jìn)行硝化處理，硝化池污泥濃度為2～4g/L，污泥齡為15～30天，硝化池中水溫為10～30℃，硝化池水力停留時(shí)間為3～8小時(shí)；(5)將硝化反應(yīng)后的污水引入第二沉淀池進(jìn)行泥水分離，沉淀后的上清液一部分外排一部分作為步驟(1)中的硝化液回流至反硝化池，沉淀后的上清液的回流比為100％～300％，沉淀下來的污泥作為步驟(4)中的活性污泥回流至硝化池，剩余污泥排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(1)中，污泥濃度為3～4g/L，污泥齡4～5天，水力停留時(shí)間為1～2小時(shí)；步驟(2)中，碳氧化池污泥濃度為3～4g/L，污泥齡4～5天，碳氧化池水力停留時(shí)間為6～8小時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于步驟(3)中，沉淀下來的污泥回流入碳氧化池的回流比為50～75％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于步驟(4)中，硝化池污泥濃度為2.5～3.5g/L，污泥齡為15～25天，硝化池中水溫為13～25℃，硝化池水力停留時(shí)間為4～6小時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于步驟(5)中，沉淀后的上清液的回流比為150％～250％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于在反硝化池中加入軟性填料、半軟性填料或者組合式填料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于在硝化池中加入軟性填料、半軟性填料或者組合式填料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種污水脫氮處理方法。該方法包括反硝化—沉淀—碳氧化—再沉淀—硝化階段。本發(fā)明將好氧段分為碳氧化好氧段和硝化好氧段，為異養(yǎng)菌和自養(yǎng)硝化菌分別創(chuàng)造各自適合的生境，使其均在最佳生態(tài)位的狀態(tài)下以較大的速度進(jìn)行生化反應(yīng)；又由于該方法各階段污泥不相互混合，在滿足三種不同功能微生物生境的同時(shí)，避免了活性污泥的活性受抑制。該方法適宜處理高COD、高氨氮的污水，尤其適宜處理公廁污水，與A/O方法相比，能耗低，占地面積少，脫氮效率高。
文檔編號(hào)C02F3/30GK1762853SQ20051001938
公開日2006年4月26日 申請(qǐng)日期2005年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月1日
發(fā)明者劉年豐, 侯紅勛, 楊群, 張 杰, 龔時(shí)瓊 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)