CN103466795A - 一种减少生活污水处理过程中n2o产生的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种减少生活污水SBR脱氮除磷过程中N₂O产生的方法。具体为：污水进入序批式反应器后，先后经历好氧曝气-缺氧搅拌-好氧曝气-缺氧搅拌-好氧曝气过程；沉淀，排水，排泥以控制污泥浓度；排水结束后，静置。本发明在普通序批式多级厌氧-好氧-缺氧工艺的基础上，通过工艺改进，取消了工艺前段的厌氧段，并将此厌氧段的时间并入反应结束后的闲置阶段，开发出一种在不降低脱氮除磷效率的同时显著减少生活污水处理过程中N₂O产生的新技术，对我国生活污水的处理，具有重要的环境生态意义。

Description

一种减少生活污水处理过程中N2O产生的方法

技术领域

本发明主要涉及到环保技术领域，具体涉及一种减少生活污水处理过程中N₂O产生的方法。

背景技术

气候变化是我国乃至全球面临的一大生态问题。N₂O是一种极具破坏性的温室气体，其温室效应是CO₂的300倍。同时，N₂O还是一种破坏臭氧层的物质。因此，如何有效地减少N₂O的产生与释放是国内外研究者关注的热点问题之一。

研究表明，城市生活污水处理厂是N₂O的重要产生源。城市生活污水处理厂的一个重要作用是实现污水中氮素污染物的去除。污水脱氮过程包含硝化与反硝化两种不同的代谢反应。硝化过程主要由硝化菌（如氨氧化细菌）在好氧条件下实现，而反硝化过程主要由反硝化细菌（如异养菌）在缺氧条件下完成。硝化与反硝化过程均能产生N₂O。由于能源的紧缺，以及国内污水普遍存在碳源不足的问题，将会导致N₂O产生的加剧。考虑到每天生活污水的巨大排放量以及N₂O严重的温室效应以及对臭氧层的破坏作用，任何能保持脱氮除磷效率的同时减少生活污水处理过程中N₂O产生的新技术均有明显的生态意义。

近年来，围绕如何减少生活污水处理过程中N₂O的产生这一棘手的问题，国内外研究者开展了大量的工作。例如，研究表明，通过控制污水处理过程的溶解氧、pH值、铜离子浓度以及污水进水模式等方法能够一定程度地减少N₂O的产生。但是，从改变污水处理工艺运行的角度来减少温室气体N₂O产生的方法在国内外的研究中均未见报导。

本发明在普通序批式多级厌氧-好氧-缺氧工艺的基础上，通过工艺改进，取消了工艺前段的厌氧段，并将此厌氧段的时间并入反应结束后的闲置阶段，开发出一种在不降低脱氮除磷效率的同时显著减少生活污水处理过程中N₂O产生的新技术，对我国生活污水的处理，具有重要的环境生态意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种在SBR反应器中不降低脱氮除磷效率的同时显著减少生活污水处理过程中N₂O产生的方法。

本发明提出的在不降低脱氮除磷效率的同时显著减少生活污水处理过程中N₂O产生的新技术，是在普通序批式多级厌氧-好氧-缺氧工艺的基础上，通过工艺改进后得到。取消了工艺前段的厌氧段，并将此厌氧段的时间并入反应结束后的闲置阶段。

本发明提出的一种减少生活污水处理过程中N₂O产生的方法，所述方法采用污水处理装置实现，由SBR反应器10、搅拌装置11、进水管2、进水阀1、排水管4、排水阀3、排泥管9、排泥阀8、曝气头5、流量计7和空气压缩机6组成，其中：SBR反应器10内设有搅拌装置11，SBR反应器10一侧上部连接进水管2，进水管2上设有进水阀1，SBR反应器10一侧中下部连接排水管4，排水管4上设有排水阀3，SBR反应器10底部通过曝气头5、流量计7和管道连接空气压缩机6；同时底部通过排泥阀8连接排泥管9；所述方法依次包括好氧储能及部分硝化阶段、缺氧反硝化阶段、好氧硝化及摄磷阶段、缺氧反硝化及摄磷阶段、好氧硝化及摄磷阶段、沉淀排水排泥阶段和厌氧闲置阶段，具体步骤如下：

(1)、好氧储能及部分硝化阶段：打开进水阀，污水从进水管进入SBR反应器主体，待进水完毕后，关闭进水阀；进水完毕后，打开空气压缩机，调节流量计使反应器单位体积（m³）的空气流量为0.7-0.9 m³·min^-1，好氧曝气时间为50-70min；

(2)、缺氧反硝化阶段：好氧结束后，关闭空气压缩机结束曝气，反应器处于缺氧状态，打开搅拌装置使SBR反应器中泥水充分混合，搅拌转速为100-120r·min^-1，缺氧搅拌时间为50-70min；

(3)、好氧硝化及摄磷阶段：缺氧搅拌结束后，打开空气压缩机，SBR反应器单位体积（m³）的空气流量为0.7-0.9 m³·min^-1，好氧曝气时间为20-40min；

(4)、缺氧反硝化及摄磷阶段：好氧结束后，关闭空气压缩机结束曝气，打开搅拌装置使SBR反应器中泥水充分混合，搅拌转速为100-120r·min^-1，缺氧搅拌时间为50-70min；

(5)、好氧硝化及摄磷阶段：缺氧搅拌结束后，打开空气压缩机，SBR反应器单位体积（m³）的空气流量为0.7-0.9 m³·min^-1，好氧曝气时间为10-30min；

(6)、沉淀排水排泥阶段：好氧结束后，沉淀50-70min，以实现泥水分离；

(7)、厌氧闲置阶段：沉淀结束后，打开排水阀，排水结束后，关闭排水阀，打开排泥阀进行排泥，以便稳定污泥浓度、控制泥龄，使SBR反应器内活性污泥浓度为3800-4200 mg·L^-1；排泥结束后，SBR反应器静置180-200min。

本发明的有益效果在于：与传统的序批式脱氮除磷工艺（即序批式多级厌氧-好氧-缺氧工艺）相比，本发明方法不仅可以显著降低污水处理过程中N₂O的产生量，而且还能保持良好的脱氮除磷效果。

附图说明

图1是本发明采用的生活污水处理装置的一种实施例结构示意图。

图中标号：1为进水阀，2为进水管，3为出水阀，4为出水管，5为曝气头，6为空气压缩机，7为流量计，8为排泥阀，9为排泥管，10为SBR反应器，11为搅拌装置。

具体实施方式

下面通过实施例进一步说明本发明。

实施例1：

所述方法采用污水处理装置实现，由SBR反应器10、搅拌装置11、进水管2、进水阀1、排水管4、排水阀3、排泥管9、排泥阀8、曝气头5、流量计7和空气压缩机6组成，其中：SBR反应器10内设有搅拌装置11，SBR反应器10一侧上部连接进水管2，进水管2上设有进水阀1，SBR反应器10一侧中下部连接排水管4，排水管4上设有排水阀3，SBR反应器10底部通过曝气头5、流量计7和管道连接空气压缩机6；同时底部通过排泥阀8连接排泥管9；分别用普通序批式多级厌氧-好氧-缺氧工艺与运行方法在上述运行装置中处理模拟城市生活污水。碳源主要采用乙酸钠与丙酸钠，以氯化铵模拟污水中氨氮，以磷酸二氢钾模拟污水中溶解性磷酸盐，进水COD为200~250 mg·L^-1，TN为30~35 mg·L^-1，TP为10~12mg·L^-1。

本发明所述方法具体步骤如下：

(1)、好氧储能及部分硝化阶段：打开进水阀，污水从进水管进入SBR反应器主体，待进水完毕后，关闭进水阀；进水完毕后，打开空气压缩机，调节流量计使反应器单位体积（m³）的空气流量为0.8 m³·min^-1，好氧曝气时间为60min；

(2)、缺氧反硝化阶段：好氧结束后，关闭空气压缩机结束曝气，反应器处于缺氧状态，打开搅拌装置使SBR反应器中泥水充分混合，搅拌转速为110r·min^-1，缺氧搅拌时间为60min；

(3)、好氧硝化及摄磷阶段：缺氧搅拌结束后，打开空气压缩机，SBR反应器单位体积（m³）的空气流量为0.8 m³·min^-1，好氧曝气时间为30min；

(4)、缺氧反硝化及摄磷阶段：好氧结束后，关闭空气压缩机结束曝气，打开搅拌装置使SBR反应器中泥水充分混合，搅拌转速为110r·min^-1，缺氧搅拌时间为60min；

(5)、好氧硝化及摄磷阶段：缺氧搅拌结束后，打开空气压缩机，SBR反应器单位体积（m³）的空气流量为0.8 m³·min^-1，好氧曝气时间为20min；

(6)、沉淀排水排泥阶段：好氧结束后，沉淀60min，以实现泥水分离；

(7)、厌氧闲置阶段：沉淀结束后，打开排水阀，排水结束后，关闭排水阀，打开排泥阀进行排泥，以便稳定污泥浓度、控制泥龄，使SBR反应器内活性污泥浓度为3800-4200 mg·L^-1；排泥结束后，SBR反应器静置190min。

稳定运行后，普通序批式多级厌氧-好氧-缺氧工艺结果如下：TN和TP的去除率分别为92.2 ± 1.4%和98.1 ± 0.2%，N₂O的产生量为0.073 ± 0.002 mg N₂O-N/mg TN。本发明采用的运行方法结果如下：TN和TP的去除率分别为93.6 ± 0.9%和98.5 ± 0.1%，N₂O的产生量为0.041 ± 0.003 mg N₂O-N/mg TN。可见，采用本发明所述的运行方法时，N₂O产生量能减少约44%，同时TN与TP的去除效果均没有明显影响。

Claims (1)

1.一种减少生活污水处理过程中N₂O产生的方法，其特征在于所述方法采用污水处理装置实现，由SBR反应器(10)、搅拌装置(11)、进水管(2)、进水阀(1)、排水管(4)、排水阀(3)、排泥管(9)、排泥阀(8)、曝气头(5)、流量计(7)和空气压缩机(6)组成，其中：SBR反应器(10)内设有搅拌装置(11)，SBR反应器(10)一侧上部连接进水管(2)，进水管(2)上设有进水阀(1)，SBR反应器(10)一侧中下部连接排水管(4)，排水管(4)上设有排水阀(3)，SBR反应器(10)底部通过曝气头(5)、流量计(7)和管道连接空气压缩机(6)；同时底部通过排泥阀(8)连接排泥管(9)；所述方法依次包括好氧储能及部分硝化阶段、缺氧反硝化阶段、好氧硝化及摄磷阶段、缺氧反硝化及摄磷阶段、好氧硝化及摄磷阶段、沉淀排水排泥阶段和厌氧闲置阶段，具体步骤如下：

(1)、好氧储能及部分硝化阶段：打开进水阀，污水从进水管进入SBR反应器主体，待进水完毕后，关闭进水阀；进水完毕后，打开空气压缩机，调节流量计使SBR反应器单位体积（m³）的空气流量为0.7-0.9 m³·min^-1，好氧曝气时间为50-70min；

(2)、缺氧反硝化阶段：好氧结束后，关闭空气压缩机结束曝气，反应器处于缺氧状态，打开搅拌装置使反应器中泥水充分混合，搅拌转速为100-120r·min^-1，缺氧搅拌时间为50-70min；

(3)、好氧硝化及摄磷阶段：缺氧搅拌结束后，打开空气压缩机，SBR反应器单位体积（m³）的空气流量为0.7-0.9 m³·min^-1，好氧曝气时间为20-40min；

(4)、缺氧反硝化及摄磷阶段：好氧结束后，关闭空气压缩机结束曝气，打开搅拌装置使反应器中泥水充分混合，搅拌转速为100-120r·min^-1，缺氧搅拌时间为50-70min；

(5)、好氧硝化及摄磷阶段：缺氧搅拌结束后，打开空气压缩机，反应器单位体积（m³）的空气流量为0.7-0.9 m³·min^-1，好氧曝气时间为10-30min；

(6)、沉淀排水排泥阶段：好氧结束后，沉淀50-70min，以实现泥水分离；

(7)、厌氧闲置阶段：沉淀结束后，打开排水阀，排水结束后，关闭排水阀，打开排泥阀进行排泥，以便稳定污泥浓度、控制泥龄，使SBR反应器内活性污泥浓度为3800-4200 mg·L^-1；排泥结束后，SBR反应器静置180-200min。

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