CN103601343B - 无生物质排放的增强污水氮磷生物去除方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无生物质排放的增强污水氮磷生物去除方法，包括污水生物处理系统（简称BWT系统）和生物质循环产碳源系统（简称BCPC系统）两个部分。具体步骤：污水经生物除磷脱氮后，在二沉池中进行泥-水分离；分离得到的一部分泥回流至污水生物除磷脱氮反应器，另一部分泥进入到生物质厌氧转化器；然后经过固-液分离，其中的液体（即污水除磷脱氮所需碳源）输送至液体碳源储存池（用于补充进水中的碳源浓度），而固体物经过一级和二级处理后多次循环进入生物质厌氧转化器，最终实现无生物质排放，并且污水脱氮除磷效果显著提高。

Description

无生物质排放的增强污水氮磷生物去除方法
技术领域
本发明属于水、废水或污水的生物处理技术领域，涉及一种无污泥生物质排放的增强污水除磷脱氮新方法。
背景技术
活性污泥法是世界各国普遍应用的城市污水处理方法。目前，我国新建的城市污水厂中活性污泥法工艺占85%以上。据预测，我国今后相当长时期内活性污泥法仍然是城市污水处理的主导技术。随着水体复合污染日益严重，世界各国的污水排放标准日趋严格，这对城市污水处理技术与工艺提出了新的挑战。我国对污水处理厂的排放水质和节能降耗也提出了新的控制要求，在受纳三类以上水体要求污水厂的排放水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准。但是，城市污水处理厂普遍存在碳源不足的问题，这使得污水除磷脱氮效率无法显著提高。
另一方面，污水厂在运行过程中将产生大量废弃的生物质类物质。这些生物质（主要是蛋白质和多糖）由于有机质含量较高，极易腐败，因而如不加以妥善处理和处置，将造成堆放和排放区周围环境严重的二次污染。如果能够实现污水处理过程中生物质的零排放，则可以大幅削减污泥的环境污染。
本发明报道了一种新的污水氮磷生物去除方法，它将废弃生物质高效转化与污水除磷脱氮相耦合，不但实现污水处理过程中生物质的零排放，而且显著提高了污水除磷脱氮效果。
发明内容
本发明的目的在于提出一种无生物质排放的增强污水氮磷生物去除方法。
本发明采用的技术方案如下：
本发明提供了一种无生物质排放的增强污水氮磷生物去除方法，所述方法通过增强污水氮磷生物去除装置实现，所述装置包括污水生物处理系统(BWT系统)和生物质循环产碳源系统(BCPC系统)，污水生物处理系统由生物除磷脱氮反应器和二沉池组成，生物质循环产碳源系统由生物质厌氧转化器、固液分离池、液体碳源储存池、固体物一级处理池和固体物二级处理池组成，二沉池底部污泥出口分别通过管道连接生物质厌氧转化器和生物除磷脱氮反应器，生物质厌氧转化器通过管道依次连接固液分离池和液体碳源储存池，固液分离池通过管道依次连接固体物一级处理池和固体物二级处理池；液体碳源储存池通过管道连接生物除磷脱氮反应器进水口；具体步骤如下：
污水在生物除磷脱氮反应器内经生物除磷脱氮后，在二沉池中进行泥-水分离；分离得到的一部分泥回流至污水生物除磷脱氮反应器，另一部分泥则进入到生物质厌氧转化器；然后经过固液分离池进行固-液分离，其中的液体即污水除磷脱氮所需碳源输送至液体碳源储存池，用于补充进水中的碳源浓度，固体物经过一级处理剂和二级处理剂1-10次循环处理后进入生物质厌氧转化器，最后排放非生物质物质；其中：生物质在生物质厌氧转化器中的反应温度为室温，停留时间为21-30天，pH值为8，固体物一级处理时加入的处理剂量为生物质重量的0.2-2倍。固体物二级处理时加入的处理剂量为生物质重量的0.3-1倍。
本发明中，固体物一级处理时采用一级处理剂为H2O2。
本发明中，固体物二级处理采用的二级处理剂为氢氧化钙、氢氧化钾和氢氧化镁混合物，控制氢氧化钙、氢氧化钾和氢氧化镁的质量比为1:1:1。
本发明中，较佳的，生物质在厌氧转化器中的停留时间为25天，固体物一级处理剂使用量为生物质重量的0.7倍，固体物二级处理剂的使用量为生物质重量的0.6倍，循环次数为6次。
本发明中，污水生物除磷脱氮反应器可以是序批式反应器（SBR）、厌氧-好氧（A/O）、厌氧-缺氧-好氧（A2/O）、倒置A2/O或氧化沟等的任意一种。
本发明的有益效果是：
（1）本方法实现了污水生物处理过程中不排放生物质，使得固体物的排放量减少达到70%左右。
（2）本方法显著提高了污水生物处理效果，污水除磷脱氮效率可分别达到96%和83%左右，出水达到一级A排放标准。
附图说明
图1为无生物质排放的增强污水氮磷生物去除方法的流程图。
图中标号：1生物除磷脱氮反应器，2二沉池，3生物质厌氧转化器，4固液分离池，5液体碳源储存池，6固体物一级处理池，7固体物二级处理池。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明，其中氮和磷的测定按照国家规定的标准方法进行；生物质以蛋白质、多糖、脂肪及DNA的总量来表示，这些物质的测定方法参考Water Research, 2001, 35(11): 2615-2620、Environmental Science and Technology, 2006, 40: 2025-2029。
实施例1
污水直接进入生物除磷脱氮反应器内经生物除磷脱氮后，在二沉池中进行泥-水分离，不设置BCPC系统。最终污水除磷效率为61%、脱氮效率为53%，排放的废固体残渣中的生物质含量为62%，出水达不到一级A排放标准。
实施例2
污水直接进入生物除磷脱氮反应器内经生物除磷脱氮后，在二沉池中进行泥-水分离；分离得到的一部分泥回流至污水生物除磷脱氮反应器，另一部分泥进入生物质厌氧转化器，控制生物质在厌氧转化器中的停留时间为21天，pH值为8。反应产物经过固液分离池进行固-液分离后，液体输送至液体碳源储存池，用于补充进水中的碳源浓度；固体物进入一级处理池，一级处理的H2O2使用量为生物质量的0.2倍，然后进入二级处理池，二级处理剂的使用量为生物质的0.3倍，循环次数为1次。最终污水除磷效率为75%、脱氮效率为62%，排放的废固体残渣中的生物质含量为39%，出水达不到一级A排放标准。
实施例3
污水直接进入生物除磷脱氮反应器内经生物除磷脱氮后，在二沉池中进行泥-水分离；分离得到的一部分泥回流至污水生物除磷脱氮反应器，另一部分泥进入生物质厌氧转化器，控制生物质在厌氧转化器中的停留时间为30天，pH值为8。反应产物经过固液分离池进行固-液分离后，液体输送至液体碳源储存池，用于补充进水中的碳源浓度；固体物进入一级处理池，一级处理的H2O2使用量为生物质量的2倍，然后进入二级处理池，二级处理剂的使用量为生物质的1倍，循环次数为10次。最终污水除磷效率为89%、脱氮效率为75%，排放的废固体残渣中无生物质，出水达到一级A排放标准。
实施例4
污水直接进入生物除磷脱氮反应器内经生物除磷脱氮后，在二沉池中进行泥-水分离；分离得到的一部分泥回流至污水生物除磷脱氮反应器，另一部分泥进入生物质厌氧转化器，控制生物质在厌氧转化器中的停留时间为25天，pH值为8。反应产物经过固液分离池进行固-液分离后，液体输送至液体碳源储存池，用于补充进水中的碳源浓度；固体物进入一级处理池，一级处理的H2O2使用量为生物质量的0.7倍，然后进入二级处理池，二级处理剂的使用量为生物质的0.6倍，循环次数为6次。最终污水除磷效率为96%、脱氮效率为83%，出水达到一级A排放标准，并且无生物质排放。
上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种无生物质排放的增强污水氮磷生物去除方法，其特征在于：所述方法通过增强污水氮磷生物去除装置实现，所述装置包括污水生物处理系统和生物质循环产碳源系统，污水生物处理系统由生物除磷脱氮反应器和二沉池组成，生物质循环产碳源系统由生物质厌氧转化器、固液分离池、液体碳源储存池、固体物一级处理池和固体物二级处理池组成，二沉池底部污泥出口分别通过管道连接生物质厌氧转化器和生物除磷脱氮反应器，生物质厌氧转化器通过管道依次连接固液分离池和液体碳源储存池，固液分离池通过管道依次连接固体物一级处理池和固体物二级处理池；液体碳源储存池通过管道连接生物除磷脱氮反应器进水口；具体步骤如下：
污水在生物除磷脱氮反应器内经生物除磷脱氮后，在二沉池中进行泥-水分离；分离得到的一部分泥回流至污水生物除磷脱氮反应器，另一部分泥则进入到生物质厌氧转化器；然后经过固液分离池进行固-液分离，其中的液体即污水除磷脱氮所需碳源输送至液体碳源储存池，用于补充进水中的碳源浓度，固体物经过一级处理剂和二级处理剂1-10次循环处理后进入生物质厌氧转化器，最后排放非生物质物质；其中：生物质在生物质厌氧转化器中的反应温度为室温，停留时间为21-30天，pH值为8，固体物一级处理时加入的处理剂量为生物质重量的0.2-2倍；固体物二级处理时加入的处理剂量为生物质重量的0.3-1倍；
其中：固体物一级处理采用的一级处理剂为H2O2；固体物二级处理采用的二级处理剂为氢氧化钙、氢氧化钾和氢氧化镁混合物，控制氢氧化钙、氢氧化钾和氢氧化镁的质量比为1:1:1。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：生物质在厌氧转化器中的停留时间为25天，固体物一级处理剂使用量为生物质重量的0.7倍，固体物二级处理剂的使用量为生物质重量的0.6倍，循环次数为6次。
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