CN106006954A - 一种利用废糖作为污水处理厂强化脱氮碳源的方法 - Google Patents

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卢欢亮
汪永红
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    • C02F2305/06—Nutrients for stimulating the growth of microorganisms

Abstract

本发明提供一种利用废糖作为污水处理厂强化脱氮碳源的方法，在缺氧段采用泵投方式投加废糖蜜，投加量为每升废水加入40～120mg废糖，其中，废糖的总磷质量比为低于千分之一；废糖的总氮质量为比低于千分之五，所述缺氧段可为专性缺氧工序段，也可为序批式活性污泥法的曝气时段的后半段，对于不分时段、不分区的氧化沟工艺也可以将碳源直接投加在生化池，本发明采用废糖作为强化脱氮碳源的方法，实现高效脱氮的效果，能够有效提高低碳源污水处理系统的脱氮效率，同时也能提高总磷的去除。

Description

一种利用废糖作为污水处理厂强化脱氮碳源的方法
技术领域
本发明属于污水处理领域，涉及一种利用废糖作为污水处理厂强化脱氮碳源的方法。
背景技术
生物脱氮机理：污水生物脱氮的基本原理就是在将有机氮转化为氨态氮的基础上，先利用好氧段经硝化作用，由硝化细菌和亚硝化细菌的协同作用，将氨氮通过硝化作用转化为亚硝态氮、硝态氮。在缺氧条件下通过反硝化作用将硝氮转化为氮气，溢出水面释放到大气，参与自然界氮的循环，大量减少水中含氮物质，降低出水的潜在危险性，达到从废水中脱氮的目的。
具有脱氮除磷功能的污水厂，有机物主要消耗在释磷、反硝化脱氮和异养菌生长等方面。但是，一般城市污水中所含的易降解COD(化学需氧量)是有限的，在低碳源污水处理系统中，COD/TN(化学需氧量与总氮的比值)较低的现象更为突出，VFAs(挥发性脂肪酸)含量更是十分有限，碳源不足成为反硝化和释磷的限制因素，所以在生物脱氮除磷系统中，聚磷菌和反硝化菌因碳源不足而产生竞争，影响去除效果，因此目前进水情况下，仅靠生物作用，脱氮及除磷效率一般都较低。
为改善低碳源污水处理系统的脱氮效率，国内外众多学者及工程师开展了多项脱氮技术的研究及应用工作，内部工艺优化及新工艺开发研究成为研究热点，但从运行效果来看，对于低碳源污水的处理，上述各种工艺对脱氮除磷的改善作用仍然有限，且整体脱氮效果仍然不高，总磷效果恶化；在应对有机物浓度较低、C/N(碳氮比)相对较高的城市污水时，污水厂一般采用外加碳源(如甲醇、乙醇、乙酸、葡萄糖、淀粉等)的方式，求得出水达标，但采用的投加甲醇等商业碳源的方式不仅增加了经济成本，同时也违背了节能减排、低能耗的宗旨。对于污水处理脱氮，生化法显然是最为经济的方法，在各类最新脱氮机理尚未取得突破性进展之前，硝化反硝化机理是生物脱氮的唯一途径，因此开发性能优异、价格低廉的替代商业碳源是解决脱氮问题的重要研究方向。
CN102633359A公开了一种适用于含氮化工废水总氮的处理方法，本发明是一种适用于含氮化工废水总氮的处理方法，该方法包括预曝气池处理和两级A/O处理工艺；废水依次经过预曝气池、一级厌氧池、一级好氧池、二级厌氧池、二级好氧池、沉淀池进行处理。其中在预曝气池、一级好氧池、二好氧池可以投加脱氮菌剂进行生物强化，期间向一级厌氧池和二级厌氧池投加适量葡萄糖或其他碳源来补充反硝化作用所需的碳源。该发明采用葡萄糖作为碳源，相对来说碳源费用较高，且工艺复杂，不适于中小型低碳源污水处理厂过渡阶段的改造，并且该发明并没有提到对于除磷也具备较好的效果。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种利用废糖作为污水处理厂强化脱氮碳源的方法，在缺氧段采用投加泵投加废糖蜜，结合BOD5/TN应大于4的要求，根据原水进水水质，投加量为每升废水加入40～120mg废糖蜜，其中，废糖蜜的总磷质量比为低于千分之一；废糖蜜的总氮质量为比低于千分之五，所述缺氧段可为专性缺氧工序段或缺氧时段也可为序批式活性污泥法的曝气时段的后半段。
优选的，所述的缺氧段对于不分时段、不分区的氧化沟工艺也可以将碳源直接投加在生化池。
优选的，废糖蜜的预处理方法为：筛选、除渣和脱色。
优选的，所述筛选的标准为要求总氮小于3g/kg。
优选的，所述脱色为采用大孔阴离子脱色树脂进行脱色。
优选的，所述投加泵的材料可为塑料、玻璃钢、PVDF材质，不可为不锈钢泵或其他非耐腐蚀泵。
本发明还提供废糖作为污水处理厂强化脱氮碳源的用途，用于强化污水处理厂除氮除磷的效果，其中，投加量为每升废水加入40～120mg废糖，所述废糖的总磷质量比为低于千分之一；废糖的总氮质量为比低于千分之五。
本发明的有益效果：
(1)本发明采用废糖作为碳源，解决了工业葡萄糖等碳源成本太高的难题，可使得碳源使用成本降低2/3，也避免了使用甲醇等碳源带来的危险化学品使用与储运风险，同时解决了废糖有机固体废弃物的处理难题，实现了有机固体废弃物资源化协同处理处置的目的。
(2)本发明采用废糖作为强化脱氮碳源的方法，实现高效脱氮的效果，能够有效提高低碳源污水处理系统的脱氮效率，同时也能提高总磷的去除率。
(3)本发明采用废糖作为强化脱氮碳源的方法，不仅能够有效降低碳源成本，并且以废制废，为中小型低碳源生活污水处理厂过渡阶段的提标及稳定达标提供了一条可行的思路。
(4)本发明采用废糖作为强化脱氮碳源的方法，废糖的投加可以使微生物的絮凝效果加强，有助于提高固体悬浮物去除效率，同时改善活性污泥絮体结构，创造更好的缺氧好氧微观脱氮环境，因而有助于强化脱氮效果。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进一步详细说明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表达的范围。
实施例1利用废糖作为污水处理厂强化脱氮碳源的方法
利用废燕麦糖作为污水处理厂强化脱氮碳源方法如下：
(1)选用废燕麦糖作为碳源，将废燕麦糖进行筛选，再对燕麦糖废糖进行除渣，然后采用大孔阴离子树脂进行脱色等预处理，得到处理后的燕麦糖总磷质量比为低于千分之一，确保其总氮含量低于千分之五；
(2)以某处理规模为80000m3/d，采用CASS工艺的污水处理厂为实施对象，开展生产性实验。该CASS工艺流程如下：污水经过粗细格栅预处理后进入曝气沉沙池，沉沙池出水进入生化反应池，生化反应池共分为4组8座(实施列1选择其中的1组2座CASS池为实验组)，采用六周期运行工序，其中进水1h，反应1h(进水0.5h后开始曝气，实际曝气反应有1.5h)，沉淀1h，滗水(D)＝1h。CASS生化池沉淀出水最终经过紫外消毒后排放。
(3)废糖碳源储存在储罐中，通过耐腐蚀离心泵在CASS工艺生化池曝气时段后段加入(约在曝气结束前15分钟)，通过曝气起到搅拌分散碳源的作用，投加量根据进水COD浓度变化控制投加浓度在100mg/L左右，其BOD5增值约在40mg/L左右，微生物在废糖投加后的沉淀及滗水阶段及下一周期的进水阶段利用碳源，将硝酸盐转化为氮气。
(4)实验阶段进水COD值约80-100mg/L，进水总磷浓度平均值为2.5mg/L，进水总氮平均值为25.5mg/L；
对比例1：选择另一组池作为对比，与实施例1相比，对比例1中将废燕麦糖作为碳源改成将工业葡萄糖作为碳源，其余实施方式与实施例1相同；
对比例2：选择另一组池作为对比，与实施例1相比，对比例2中不投加额外碳源，其余实施方式与实施例1相同。
实施例2利用废糖作为污水处理厂强化脱氮碳源的效果
每两天取进水的总氮、总磷含量以及实施例1和对比例1、对比例2的出水总氮及总磷的含量进行比较，总氮含量的测定采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定，总磷含量采用钼酸铵分光光度法测定，实施例1和对比例1、对比例2氮磷去除具体数据如表1及表2。
表1总氮的去除效果对照实验
表2总磷的去除效果对照实验
从表1可以看出，实施例2为不投加碳源的空白参照组，其出水的平均总氮含量为12.21mg/L，脱氮效率为53％，实施例1出水总氮比对比例1和对比例2都要低，出水的平均总氮含量为6.37mg/L，除氮效率达到75％，除氮效果好于投加工业葡萄糖的对比例1(出水平均总氮在9.42mg/L，除氮效率达为64％)。
表2可以看出，实施例2为不投加碳源的空白参照组，其出水的平均总磷含量为0.99mg/L，除磷效率为59％，实施例1出水总磷比对比例1和对比例2都要低，出水的平均总磷含量为0.64mg/L，除磷效率达到74％，除磷效果较好于投加葡萄糖的对比例1(出水平均总磷在0.72mg/L，除磷效率为70％)。
综上，实施例1的出水总氮值总磷平均值均优于比对比例1和对比例2的出水值，脱氮除磷效果较好，在污水处理后的污泥镜检观察发现，实施例1的污泥较对比例1和对比例2的污泥絮体颗粒要大，而且密实。说明本发明采用废燕麦糖作为强化脱氮碳源的方法具有较好的脱氮除磷效果，相比于用工业葡萄糖等碳源，生物可利用性好，废糖中具有单一糖没有的物质，具有微生物絮凝作用，可创造更好的缺氧好氧微观脱氮环境，实现更好的除磷脱氮效果。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种利用废糖作为污水处理厂强化脱氮碳源的方法，其特征在于，在缺氧段采用泵投方式投加经过预处理后的废糖，投加量为每升废水加入40～120mg废糖，其中，废糖的总磷质量比为低于千分之一；废糖的总氮质量为比低于千分之五，所述缺氧段可为专性缺氧工序段或缺氧时段，或序批式活性污泥法的曝气时段的后半段。
2.根据权利要求1所述的一种利用废糖作为污水处理厂强化脱氮碳源的方法，其特征在于，所述缺氧段对于不分时段、不分区的氧化沟工艺也可以将碳源直接投加在生化池。
3.根据权利要求1所述的一种利用废糖作为污水处理厂强化脱氮碳源的方法，其特征在于，其中，废糖的预处理方法为：筛选、除渣和脱色。
4.根据权利要求3所述的一种利用废糖作为污水处理厂强化脱氮碳源的方法，其特征在于，所述筛选的标准为要求总氮小于3g/kg。
5.根据权利要求3所述的一种利用废糖作为污水处理厂强化脱氮碳源的方法，其特征在于，所述脱色为采用大孔阴离子脱色树脂进行脱色。
6.废糖作为污水处理厂强化脱氮碳源的用途，其特征在于，用于强化污水处理厂除氮除磷的效果，其中，投加量为每升废水加入40～120mg废糖，所述废糖的总磷质量比为低于千分之一；废糖的总氮质量为比低于千分之五。
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