公布日：2022.12.06
申請(qǐng)日：2021.06.03
分類號(hào)：C02F3/30(2006.01)I;C02F9/04(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/10(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及一種污水強(qiáng)化脫氮生物處理方法，其包括：S1將預(yù)處理后的污水通入?yún)捬跆幚韱卧M(jìn)行厭氧處理，得到第一處理出水；任選地S2將第一處理出水通入缺氧處理單元進(jìn)行缺氧處理，得到第二處理出水；S3將第一處理出水或第二處理出水通入好氧處理單元進(jìn)行好氧處理，得到第三處理出水；S4將第三處理出水通入沉淀單元進(jìn)行固液分離，得到第四處理出水和污泥；S5將第四處理出水通入自養(yǎng)反硝化處理單元進(jìn)行自養(yǎng)反硝化處理。本發(fā)明取消或改良了A2O的缺氧池和硝化液內(nèi)回流以及額外碳源的投加，通過(guò)固定化自養(yǎng)反硝化生物處理單元來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)總氮的去除，降低了污水廠的運(yùn)行能耗和碳源投加成本。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種污水強(qiáng)化脫氮生物處理方法，其包括如下步驟：S1，將預(yù)處理后的污水通入?yún)捬跆幚韱卧M(jìn)行厭氧處理，得到厭氧處理后的第一處理出水；任選地，S2，將S1所得的第一處理出水通入缺氧處理單元進(jìn)行缺氧處理，得到缺氧處理后的第二處理出水；S3，將S1所得的第一處理出水或S2所得的第二處理出水通入好氧處理單元進(jìn)行好氧處理，得到好氧處理后的第三處理出水；S4，將S3所得的第三處理出水通入沉淀單元進(jìn)行固液分離，得到第四處理出水和污泥；S5，將S4所得的第四處理出水通入自養(yǎng)反硝化處理單元進(jìn)行自養(yǎng)反硝化處理，得到自養(yǎng)反硝化處理后的出水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，S5中，所述自養(yǎng)反硝化處理單元包括固定化自養(yǎng)反硝化菌，優(yōu)選地，所述自養(yǎng)反硝化處理單元選自硫自養(yǎng)反硝化處理單元、鐵自養(yǎng)反硝化處理單元和氫自養(yǎng)反硝化處理單元中的一種或多種，更優(yōu)選地，所述硫自養(yǎng)反硝化處理單元包括固定化硫自養(yǎng)反硝化菌和硫源；和/或所述鐵自養(yǎng)反硝化處理單元包括固定化鐵自養(yǎng)反硝化菌和鐵源；和/或所述氫自養(yǎng)反硝化處理單元包括固定化氫自養(yǎng)反硝化菌和氫源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述固定化自養(yǎng)反硝化菌選自經(jīng)包埋固定的自養(yǎng)反硝化菌，優(yōu)選地，選自采用微孔載體材料包埋固定的自養(yǎng)反硝化菌，更優(yōu)選地，所述微孔載體材料包括無(wú)機(jī)微孔材料和有機(jī)-無(wú)機(jī)微孔復(fù)合材料中的一種或多種，和/或所述微孔載體材料的粒徑為3mm-10mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，S5中所述第四處理出水在自養(yǎng)反硝化處理單元中的停留時(shí)間t為0.3h-2h，優(yōu)選為0.5h-1.5h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，還包括在S1之前，將預(yù)處理后的污水通入預(yù)缺氧處理單元進(jìn)行預(yù)缺氧處理，優(yōu)選地，所述預(yù)處理后的污水在預(yù)缺氧處理單元中的停留時(shí)間t0為0.5h-1h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將S4所得的污泥回流至S1中的厭氧處理單元，其中所污泥回流比為50％-200％，優(yōu)選為75％-150％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，S3中將S2所得的第二處理出水通入好氧處理單元進(jìn)行好氧處理，所述第三處理出水的部分回流至S2中的缺氧處理單元，其中所述第三處理泥水回流比為50％-200％。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在S5之前對(duì)所述第四處理出水進(jìn)行除磷處理，優(yōu)選地，所述除磷處理包括高密池除磷處理、砂濾池除磷處理、高效氣浮除磷處理、膜過(guò)濾除磷處理和磁混凝除磷處理中的至少一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，S1中，所述預(yù)處理包括粗格柵處理、隔油處理、氣浮處理、曝氣沉沙處理、初沉池處理、細(xì)格柵處理和水解酸化處理中的至少一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述污水選自城鎮(zhèn)污水和/或工業(yè)廢水，優(yōu)選地，所述污水中BOD/TN的值小于等于5，優(yōu)選為2-4。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種污水強(qiáng)化脫氮生物處理方法，所述方法是針對(duì)A2O或改良型A2O工藝的升級(jí)，取消了A2O或改良型A2O的缺氧池和硝化液內(nèi)回流以及額外碳源的投加，通過(guò)高效自養(yǎng)反硝化生物處理單元來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)總氮的去除，這將大大降低污水廠的運(yùn)行能耗和碳源投加成本。
本發(fā)明的第一方面提供了一種污水強(qiáng)化脫氮生物處理方法，所述方法包括如下步驟：
S1，將預(yù)處理后的污水通入?yún)捬跆幚韱卧M(jìn)行厭氧處理，得到厭氧處理后的第一處理出水；
任選地，S2，將S1所得的第一處理出水通入缺氧處理單元進(jìn)行缺氧處理，得到缺氧處理后的第二處理出水；
S3，將S1所得的第一處理出水或S2所得的第二處理出水通入好氧處理單元進(jìn)行好氧處理，得到好氧處理后的第三處理出水；
S4，將S3所得的第三處理出水通入沉淀單元進(jìn)行固液分離，得到第四處理出水和污泥；
S5，將S4所得的第四處理出水通入自養(yǎng)反硝化處理單元進(jìn)行自養(yǎng)反硝化處理，得到自養(yǎng)反硝化處理后的出水。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，S5中所述自養(yǎng)反硝化處理單元包括固定化自養(yǎng)反硝化菌。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述自養(yǎng)反硝化處理單元選自硫自養(yǎng)反硝化處理單元、鐵自養(yǎng)反硝化處理單元和氫自養(yǎng)反硝化處理單元中的一種或多種。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述硫自養(yǎng)反硝化處理單元包括固定化硫自養(yǎng)反硝化菌和硫源。本發(fā)明中，所述硫源為本領(lǐng)域常規(guī)采用的含硫物質(zhì)，例如硫磺、S2O3等。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述鐵自養(yǎng)反硝化處理單元包括固定化鐵自養(yǎng)反硝化菌和鐵源。本發(fā)明中，所述鐵源為本領(lǐng)域常規(guī)采用的含鐵物質(zhì)，例如Fe、Fe2+、FeS2。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述氫自養(yǎng)反硝化處理單元包括固定化氫自養(yǎng)反硝化菌和氫源。本發(fā)明中，所述氫源為本領(lǐng)域常規(guī)采用的含氫物質(zhì)，例如H2。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述固定化自養(yǎng)反硝化菌選自經(jīng)包埋固定的自養(yǎng)反硝化菌。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述固定化自養(yǎng)反硝化菌選自采用微孔載體材料包埋固定的自養(yǎng)反硝化菌。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述微孔載體材料包括無(wú)機(jī)微孔材料和有機(jī)-無(wú)機(jī)微孔復(fù)合材料中的一種或多種。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述微孔載體材料的粒徑為3mm-10mm。載體顆粒尺寸控制在3-10毫米，對(duì)自養(yǎng)反硝化微生物具有緩釋作用。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述固定化自養(yǎng)反硝化菌的制備包括：采用無(wú)機(jī)材料(例如陶粒等)或者有機(jī)和無(wú)機(jī)材料復(fù)配的復(fù)合材料進(jìn)行造孔，得到微孔載體，在微孔材料中引入自養(yǎng)反硝化菌及微生物營(yíng)養(yǎng)物。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述固定化自養(yǎng)反硝化菌的制備包括以下具體步驟：采用陶粒等無(wú)機(jī)材料或者有機(jī)和無(wú)機(jī)材料復(fù)配的復(fù)合材料進(jìn)行造孔，得到微孔載體，同時(shí)添加微生物營(yíng)養(yǎng)物(例如P、S、Fe、Ca等元素)，利用富含復(fù)合篩選的自養(yǎng)反硝化菌的液相浸置以引入專屬微生物在載體微孔結(jié)構(gòu)中擴(kuò)容生長(zhǎng)。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，采用無(wú)機(jī)微孔材料對(duì)自養(yǎng)反硝化菌群進(jìn)行顆�；�，優(yōu)選所述無(wú)機(jī)微孔材料顆粒的粒徑為3-6毫米。本申請(qǐng)中，無(wú)機(jī)微孔材料為本領(lǐng)域常規(guī)采用的無(wú)機(jī)微孔材料，例如硅藻土等。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述無(wú)機(jī)微孔材料中富含例如磷的微量元素。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，采用微孔材料對(duì)篩選的復(fù)合自養(yǎng)菌群進(jìn)行顆粒化包埋，這種燒結(jié)的多孔載體富含微量元素(例如磷)，載體顆粒尺寸控制在3-6毫米，對(duì)自養(yǎng)反硝化微生物具有緩釋作用。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，固定化自養(yǎng)反硝化菌顆粒與復(fù)合硫源或鐵源填料按照一定比例混合形成自養(yǎng)微生物濾床。對(duì)于氫型自養(yǎng)反硝化反應(yīng)器需要添加填料載體，以供微生物附著生長(zhǎng)。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，自養(yǎng)反硝化菌采用固定化包埋技術(shù)處理形成載體并與硫型、鐵型、氫型等顆粒載體混合形成自養(yǎng)反硝化處理單元。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，自養(yǎng)反硝化處理單元可以是上向流或下向流的濾池型式，也可以是移動(dòng)床或流化床型式。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述第四處理出水在自養(yǎng)反硝化處理單元中的停留時(shí)間t為0.3h-2h，例如0.4h、0.5h、0.6h、0.7h、0.8h、0.9h、1.0h、1.1h、1.2h、1.3h、1.4h、1.5h、1.6h、1.7h、1.8h、1.9h以及它們之間的任意值。在本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施方式中，所述第四處理出水在自養(yǎng)反硝化處理單元中的停留時(shí)間t為0.5-1.5h。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述方法還包括在S1之前，將預(yù)處理后的污水通入預(yù)缺氧處理單元進(jìn)行預(yù)缺氧處理。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述預(yù)處理后的污水在預(yù)缺氧處理單元中的停留時(shí)間t0為0.5h-1h，例如0.6h、0.7h、0.8h或0.9h。本發(fā)明中，在厭氧段之前設(shè)置預(yù)缺氧區(qū)(水力停留時(shí)間0.5-1小時(shí))以利用來(lái)水中的碳源實(shí)現(xiàn)初步脫氮。尤其是對(duì)于BOD/TN>4的廢水，可根據(jù)來(lái)水中的氨氮和硝酸鹽氮水平調(diào)整二沉池污泥回流范圍從傳統(tǒng)的50-100％到100-200％，有效降低回流污泥硝酸鹽氮對(duì)厭氧生物除磷的影響，同時(shí)通過(guò)預(yù)缺氧區(qū)與后續(xù)自養(yǎng)反硝化處理單元的聯(lián)合處理工藝以減輕好氧處理單元(去除COD和BOD)和自養(yǎng)反硝化處理單元(去除總氮)的處理負(fù)荷。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，將S4所得的污泥回流至S1中的厭氧處理單元，其中所污泥回流比為50％-200％，例如為60％、80％、100％、120％、125％、140％、150％、170％、190％以及它們之間的任意值。根據(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施方式，所污泥回流比75-150％。
根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式，所述改進(jìn)的污水強(qiáng)化脫氮生物處理方法包括如下步驟：
(1)將預(yù)處理后的污水通入?yún)捬跆幚韱卧M(jìn)行厭氧處理，得到厭氧處理后的第一處理出水；
(2)將(1)所得的第一處理出水通入好氧處理單元進(jìn)行好氧處理，得到好氧處理后的第三處理出水；
(3)將(2)所得的第三處理出水通入沉淀單元進(jìn)行固液分離，得到第四處理出水和污泥；
(4)將(3)所得的第四處理出水通入自養(yǎng)反硝化處理單元進(jìn)行自養(yǎng)反硝化處理，得到自養(yǎng)反硝化處理后的出水；其中，所述自養(yǎng)反硝化處理單元包括固定化自養(yǎng)反硝化菌。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，可選擇將現(xiàn)有缺氧池重新功能分區(qū)為厭氧或好氧的一部分以提高處理水量實(shí)現(xiàn)擴(kuò)容。
本發(fā)明第一實(shí)施方式的處理方法取消了A2O或改良型A2O的缺氧池和硝化液內(nèi)回流以及額外碳源的投加，通過(guò)高效的自養(yǎng)反硝化生物處理單元來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)總氮的去除，這大大降低污水廠的運(yùn)行能耗和碳源投加成本。
根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式，所述污水強(qiáng)化脫氮生物處理方法包括如下步驟：
S1，將預(yù)處理后的污水通入?yún)捬跆幚韱卧M(jìn)行厭氧處理，得到厭氧處理后的第一處理出水；
S2，將S1所得的第一處理出水通入缺氧處理單元進(jìn)行缺氧處理，得到缺氧處理后的第二處理出水；
S3，將S2所得的第二處理出水通入好氧處理單元進(jìn)行好氧處理，得到好氧處理后的第三處理出水；
S4，將S3所得的第三處理泥水通入沉淀單元進(jìn)行固液分離，得到第四處理出水和污泥；
S5，將S4所得的第四處理污水通入自養(yǎng)反硝化處理單元進(jìn)行自養(yǎng)反硝化處理，得到自養(yǎng)反硝化處理后的出水。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，S3中將S2所得的第二處理泥水通入好氧處理單元進(jìn)行好氧處理，所述第三處理泥水的部分回流至S2中的缺氧處理單元，其中所述第三處理泥水回流比為50％-200％。
本發(fā)明第二實(shí)施方式的處理方法與傳統(tǒng)的A2O技術(shù)相比，通過(guò)控制硝化液內(nèi)回流比小于200％，預(yù)先經(jīng)過(guò)缺氧池實(shí)現(xiàn)部分脫氮，再結(jié)合后續(xù)自養(yǎng)反硝化濾池實(shí)現(xiàn)無(wú)額外碳源投加的深度總氮去除，從而在不改變現(xiàn)有污水廠的設(shè)施的基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了整體工藝的節(jié)能降耗。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述方法還包括，在S5之前對(duì)所述第四處理污水進(jìn)行除磷處理優(yōu)選深度除磷處理，
優(yōu)選地，所述深度除磷處理包括高密池除磷處理、砂濾池除磷處理、高效氣浮除磷處理、膜過(guò)濾除磷處理和磁混凝除磷處理中的至少一種。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述預(yù)處理包括粗格柵處理、隔油處理、氣浮處理、曝氣沉沙處理、初沉池處理、細(xì)格柵處理和水解酸化處理中的至少一種。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述污水選自城鎮(zhèn)污水和/或工業(yè)廢水。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述污水中BOD/TN的值小于等于5，優(yōu)選為2-4。
（發(fā)明人：沈如霞;邱福祥;李亮）
