污水生物处理脱氮除磷方法

摘要

本发明公开一种污水生物处理脱氮除磷方法，主要针对传统的污水处理工艺需要添加化学药剂，脱氮除磷效率低，运行成本高而设计。本发明污水生物处理脱氮除磷方法所用生物池包括预缺氧段、厌氧段、缺氧段、好氧段和兼氧段，通过增加预缺氧段和兼氧段，多点进水，调整各段的水利停留时间，改变内回流方式，采用高效除磷菌种进行污水的生物脱氮除磷。本发明无需添加化学除磷药剂，运行成本低，脱氮除磷效率高，能够使城市污水处理过程中氮和磷的去除率提高到90％，使得污泥减量比达到10％。

权利要求

1.一种污水生物处理脱氮除磷方法，其特征在于，原污水依次进入生物池和二沉池进行处理，所述生物池包括预缺氧段、厌氧段、缺氧段、好氧段和兼氧段，在原污水进入所述生物池和所述二沉池进行处理的过程中，不断有原污水进行补充，使原污水总量保持不变，具体方法如下：将原污水总量的35％的原污水与来自二沉池的回流污泥进行混合后进入预缺氧段进行处理，水力停留时间为1小时，在预缺氧段通过反硝化作用去除回流污泥中的硝酸盐和进水中的溶解性有机物，经过预缺氧段处理后的出水进入到厌氧段；

将预缺氧段的出水与原污水总量的35％的原污水进行混合后进入厌氧段进行处理，水力停留时间为2小时，在厌氧段通过聚磷菌和反硝化除磷菌进行释磷，经过厌氧段处理后的出水进入到缺氧段；

将厌氧段的出水与来自好氧段的回流液进行混合后进入缺氧段进行处理，所述回流液的回流量是原污水总量的1.5倍，水力停留时间为3小时，在缺氧段通过反硝化菌进行脱氮，通过反硝化除磷菌进行同步除磷，经过缺氧段处理后的出水进入到好氧段；

将缺氧段的出水与原污水总量的20％的原污水进行混合后进入好氧段进行处理，水力停留时间为5小时，在好氧段通过好氧菌的作用分解污水中的有机物，把氨氮转化成硝酸盐，并吸附磷酸盐，经过好氧段处理后的出水，其中有原污水总量1.5倍的出水作为回流液回流到缺氧段，其余的出水进入到兼氧段；

将好氧段出水与原污水总量的10％的原污水通过推流式混合后进入兼氧段进行处理，水力停留时间为1.5小时，在兼氧段通过反硝化菌的作用，并利用原污水中的有机物去除硝酸盐，经过兼氧段处理后的出水进入到二沉池；

将兼氧段的出水进入到二沉池进行沉淀分离处理，其中经过沉淀分离出的出水进入后段消毒工序，经过沉淀分离出的污泥回流到预缺氧段，回流污泥的回流量在50％至100％，剩余污泥外排至污泥处理系统。

2.根据权利要求1所述的污水生物处理脱氮除磷方法，其特征在于，在兼氧段的出水溶解氧浓度为0.5mg/L至2mg/L。

3.根据权利要求1所述的污水生物处理脱氮除磷方法，其特征在于，在厌氧段污泥浓度为9000mg/L至12000mg/L。

说明书

污水生物处理脱氮除磷方法

技术领域

[0001] 本发明涉及环境工程以及污水处理领域，尤其涉及一种污水生物处理脱氮除磷方法。

背景技术

[0002] 水体富营养化与氮、磷的含量以及氮磷含量比率密切相关，治理水体富营养化，首先必须控制排入水体的氮、磷量。近年来，我国很多城镇污水处理厂实行了提标改造，执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准，对于减缓水体富营养化起到了重要的作用。

[0003] 城镇污水处理厂为实现脱氮除磷功能，大多采用氧化沟、CASS、A2/O及其变形工艺，上述工艺受限于脱氮除磷过程中微生物对碳源的竞争以及所需环境条件的差异，脱氮和除磷能力很难同步提升。为此，我国大部分采用上述工艺的城镇污水处理厂生化工段采用保氮弃磷的方式，对于C/N低的污水还需要投加大量的碳源，从而增加了运行成本；而对于磷的去除一般采用“生物除磷+化学除磷”的方式，更多的是借助混凝、沉淀、过滤等深度处理方法才能够使其出水达到相关标准。化学除磷则是依靠投加的诸如聚合氯化铝、聚合氯化铁类的药剂，形成难溶解性磷酸盐沉淀，使得总磷得以去除。但化学药剂的投加，不仅增加了城镇污水处理厂的运行成本，并且产生大量的化学污泥，会进一步增加污泥处理成本。

[0004] 反硝化除磷菌是一类以硝酸盐氮为电子受体,具有缺氧条件下反硝化脱氮和有氧条件下过量除磷的菌种,自该类菌被发现以来备受关注,成为污水处理领域的研究热点之一。但由于该菌种受污水中的有机物、硝酸盐、污泥浓度、厌氧停留时间、溶解氧、亚硝酸盐等因素的影响，在试验室中能培养该菌种，小实试模拟中取得了良好的效果，如双污泥反硝化除磷，但由于工艺复杂、投资成本高，运行操作复杂等原因，未能够在规模化工程中应用。现有的污水处理工程化中很难大规模培养反硝化除磷菌，只有投加化学除磷药剂才能使出水达到排放标准。

发明内容

[0005] 针对上述问题，本发明提供一种无需添加化学除磷药剂、脱氮除磷效率高、运行成本低的污水生物处理脱氮除磷方法。

[0006] 为达到上述目的，本发明污水生物处理脱氮除磷方法，原污水依次进入生物池和二沉池进行处理，所述生物池包括预缺氧段、厌氧段、缺氧段、好氧段和兼氧段，在原污水进入所述生物池和所述二沉池进行处理的过程中，不断有原污水进行补充，使原污水总量保持不变，具体方法如下：

[0007] 将原污水总量的35％的原污水与来自二沉池的回流污泥进行混合后进入预缺氧段进行处理，水力停留时间为1小时，在预缺氧段通过反硝化作用去除回流污泥中的硝酸盐和进水中的溶解性有机物，经过预缺氧段处理后的出水进入到厌氧段；

[0008] 将预缺氧段的出水与原污水总量的35％的原污水进行混合后进入厌氧段进行处理，水力停留时间为2小时，在厌氧段通过聚磷菌和反硝化除磷菌进行释磷，经过厌氧段处理后的出水进入到缺氧段；

[0009] 将厌氧段的出水与来自好氧段的回流液进行混合后进入缺氧段进行处理，所述回流液的回流量是原污水总量的1.5倍，水力停留时间为3小时，在缺氧段通过反硝化菌进行脱氮，通过反硝化除磷菌进行同步除磷，经过缺氧段处理后的出水进入到好氧段；

[0010] 将缺氧段的出水与原污水总量的20％的原污水进行混合后进入好氧段进行处理，水力停留时间为5小时，在好氧段通过好氧菌的作用分解污水中的有机物，把氨氮转化成硝酸盐，并吸附磷酸盐，经过好氧段处理后的出水，其中有原污水总量1.5倍的出水作为回流液回流到缺氧段，其余的出水进入到兼氧段；

[0011] 将好氧段出水与原污水总量的10％的原污水通过推流式混合后进入兼氧段进行处理，水力停留时间为1.5小时，在兼氧段通过反硝化菌的作用，并利用原污水中的有机物去除硝酸盐，经过兼氧段处理后的出水进入到二沉池；

[0012] 将兼氧段的出水进入到二沉池进行沉淀分离处理，其中经过沉淀分离出的出水进入后段消毒工序，经过沉淀分离出的污泥回流到预缺氧段，回流污泥的回流量在50％至100％，剩余污泥外排至污泥处理系统。

[0013] 具体地，在兼氧段的出水溶解氧浓度为0.5mg/L至2mg/L。

[0014] 具体地，在厌氧段污泥浓度为9000mg/L至12000mg/L。

[0015] 本发明污水生物处理脱氮除磷方法，在传统的A2/O工艺中增加了预缺氧段和兼氧段，通过多点进水，调整各段的水利停留时间，改变内回流方式，采用高效除磷菌种进行污水的生物脱氮除磷。与传统污水处理工艺相比，本发明无需添加化学除磷药剂，运行成本低，脱氮除磷效率高。本发明能够使城市污水处理过程中氮和磷的去除率提高到90％，使得污泥减量比达到10％。

附图说明

[0016] 图1是本发明污水生物处理脱氮除磷方法的工艺流程图。

具体实施方式

[0017] 下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。

[0018] 如图1所示为污水生物处理脱氮除磷方法的工艺流程图，原污水依次进入生物池和二沉池进行处理，所述生物池包括预缺氧段、厌氧段、缺氧段、好氧段和兼氧段，在原污水进入所述生物池和所述二沉池进行处理的过程中，不断有原污水进行补充，使原污水总量保持不变，污水处理具体过程如下：

[0019] 1、首先将经过格栅、沉砂等预处理的原污水总量的35％的原污水(该值可根据进水浓度进行调整)与来自二沉池的回流污泥进行充分混合后进入预缺氧段进行处理，在预缺氧段的水力停留时间约为1小时，回流污泥里面的硝酸盐与进水中溶解性有机物在反硝化作用下得以去除，从而减少回流污泥中所含有的硝酸盐对厌氧释磷的影响，其中来自二沉池的回流污泥的污泥浓度为8000mg/L，用以对有机物的快速吸附，经过预缺氧段处理后的出水进入到厌氧段

[0020] 2、将预缺氧段的出水与原污水总量的35％的原污水进行充分混合后进入厌氧段进行处理，在厌氧段的水力停留时间约为2小时，在厌氧段聚磷菌和反硝化除磷菌的作用下充分释磷，在厌氧段污泥浓度能够达到9000mg/L至12000mg/L之间，经过厌氧段处理后的出水进入到缺氧段。

[0021] 3、将厌氧段的出水与来自好氧段的回流液进行充分混合后进入缺氧段进行处理，所述回流液的回流量是原污水总量的1.5倍，在缺氧段的水力停留时间约为3小时，在缺氧段通过反硝化菌进行脱氮，反硝化除磷菌利用硝酸盐进行吸附磷酸盐，实现同步脱氮除磷，经过缺氧段处理后的出水进入到好氧段。

[0022] 4、将缺氧段的出水与原污水总量的20％的原污水进行充分混合后进入好氧段进行处理，在好氧段的水力停留时间约为5小时，在好氧段通过好氧菌的作用分解污水中的有机物、把氨氮转换成硝酸盐和吸附余下的磷酸盐，控制好氧段出水溶解氧浓度在2mg/L左右，为硝化菌提供环境，将氨氮转化为硝态氮，从而为缺氧段反硝化除磷菌提供硝酸盐，经过好氧段处理后的出水，其中有原污水总量1.5倍的出水作为回流液回流到缺氧段，其余的出水进入到兼氧段。

[0023] 5、将好氧段出水与原污水总量的10％的原污水通过推流式充分混合后进入兼氧段进行处理，在兼氧段的水力停留时间约为1.5小时，在兼氧段利用原污水中的有机物作为反硝化碳源去除剩余的硝酸盐，增加脱氮效率，并控制兼氧段出水溶解氧浓度在0.5mg/L至2mg/L之间，当兼氧段的出水中氨氮或有机物浓度过高时，则需进行间歇充氧，经过兼氧段处理后的出水进入到二沉池。

[0024] 6、将兼氧段的出水进入二沉池进行沉淀分离处理，其中经过沉淀分离出的出水进入后段消毒工序，经过沉淀分离出的污泥回流到预缺氧段，回流污泥的回流量在50％至100％，剩余污泥外排至污泥处理系统。

[0025] 与传统的生物池相比，本发明对生物池进行了优化，所用生物池增加了预缺氧段和兼氧段，其中预缺氧段主要是去除回流污泥里面多余硝酸盐，增加厌氧释磷的效果；兼氧段根据原污水浓度进行工艺调整，在浓度低的情况下实现缺氧反硝化脱氮，在浓度高的情况下曝气去除多余的有机物和氨氮，并增加内回流提高脱氮效果。

[0026] 本发明采用多点进水且比例式分配的方式，使得工艺的适应性与灵活性更强。对预缺氧段、厌氧段、好氧段和兼氧段按比例分配进水，通过改变进水分配比例对预缺氧段的污泥浓度进行调整，提高污泥在厌氧段吸附污水中有机物的能力。

[0027] 本发明中好氧段含有很高的硝酸盐氮，硝化液回流到缺氧池，同时通过多点进水方式，减少了缺氧段有机物的含量，促使反硝化菌和反硝化除磷菌大量生长，同步进行脱氮除磷。在缺氧段磷的去除率达到70％以上，减少了好氧吸磷所需氧量，也减少了好氧吸磷负荷，提高了磷的去除率。

[0028] 本发明污水生物处理脱氮除磷的工艺，在未添加化学除磷药剂的情况下，仅依靠生物除磷作用，培养高效除磷菌种，创造适合反硝化除磷菌生长繁殖的微环境，通过污水处理运行调整使得脱氮除磷相协调，取得氮磷生物去除效率的最大化，在污水处理过程中氮和磷的去除率提高到90％，使得最终出水可以完全达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级的A标准，出水总磷稳定在0.2-0.3mg/L，同时使得污泥减量达10％以上。

[0029] 下面以某城市污水处理厂为例，表1中为该厂的实际运行数据，采用本发明污水生物处理脱氮除磷方法进行处理后，总磷和总氮的去除率相比其他同类污水处理厂分别提高到95％以上和80％以上，在未加化学药剂情况下，出水完全达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级的A标准。

[0030] 表1运行情况表

[0031]

[0032] 以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。