本發(fā)明涉及一種低氧硝化同步反硝化生活污水處理系統(tǒng)及方法，屬于水處理。

背景技術(shù)：

1、根據(jù)《2021年中國(guó)水資源公報(bào)》，1997年以來全國(guó)用水總量總體呈緩慢上升趨勢(shì)，2013年后基本持平；其中生活用水呈持續(xù)增加態(tài)勢(shì)，2021年全國(guó)城鄉(xiāng)居民生活用水占用水總量的10.8％。生活污水是污染水體中氮元素、磷元素的主要來源之一，將生活污水處理達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后再排放到自然水體，是保護(hù)水環(huán)境必不可少的措施。

2、我國(guó)傳統(tǒng)城鎮(zhèn)污水處理廠采用的主流脫氮除磷工藝為a2/o(anaerobic-anoxic-oxic)工藝：污水與回流污泥先進(jìn)入?yún)捬醭?溶解氧do<0.2mg/l)完全混合，經(jīng)一定時(shí)間的厭氧分解，回流污泥中的聚磷微生物(聚磷菌等)釋放出磷。然后污水流入缺氧池(do≤0.5mg/l)，池中的反硝化細(xì)菌以污水中未分解的含碳有機(jī)物為碳源，將好氧池內(nèi)通過內(nèi)循環(huán)回流進(jìn)來的硝酸鹽氮還原為n2而釋放。接下來污水流入好氧池(do為2-4mg/l)，水中的nh4+-n(氨氮)進(jìn)行硝化反應(yīng)生成no3--n硝酸鹽氮，同時(shí)水中的有機(jī)物氧化分解供給吸磷微生物以能量，微生物從水中吸收磷，磷進(jìn)入細(xì)胞組織，富集在微生物內(nèi)，經(jīng)沉淀分離后以富磷污泥的形式從系統(tǒng)中排出。

3、但a2/o工藝曝氣量大，污泥和硝化液回流能耗高(硝化液回流比通常為200-300％以提升脫氮效率)，且通常需補(bǔ)充碳源，因而運(yùn)行成本高。且傳統(tǒng)的a2/o工藝脫氮效果受混合液回流比大小的影響，除磷效果則受回流污泥中夾帶do(溶解氧)和硝酸態(tài)氧的影響，因而脫氮除磷效率不可能很高。基于此，也出現(xiàn)了種種工藝改進(jìn)，諸如在好氧區(qū)投加載體填料，使載體表面附著生長(zhǎng)自養(yǎng)硝化菌，以期解決不同微生物實(shí)現(xiàn)其功能最大化所需泥齡不同的問題?；蚋牧脊に嚕绲怪胊2/o工藝及分點(diǎn)進(jìn)水的改良式倒置a2/o工藝，或jhb工藝(亦稱a+a2/o工藝)、uct工藝等等，但這些工藝的基礎(chǔ)本質(zhì)還是a2/o工藝。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在提供一種低氧硝化同步反硝化生活污水處理系統(tǒng)及方法，以全程硝化菌為主驅(qū)動(dòng)完成硝化過程、同步促進(jìn)實(shí)現(xiàn)反硝化過程，實(shí)現(xiàn)在同一反應(yīng)裝置內(nèi)對(duì)生活污水的硝化和反硝化同步處理，提高單池脫氮效率的同時(shí)，降低能耗和運(yùn)行成本。

2、本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。

3、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明一方面提供了一種低氧硝化同步反硝化生活污水處理系統(tǒng)，主要包括低氧硝化同步反硝化反應(yīng)池和do控制單元，以及泥水分離裝置；所述do控制單元能夠使低氧硝化同步反硝化反應(yīng)池內(nèi)do值控制在不大于0.5mg/l。

4、上述技術(shù)方案中，所述泥水分離裝置包括超濾膜組件和出水池，所述超濾膜組件設(shè)置在所述低氧硝化同步反硝化反應(yīng)池內(nèi)，且所述超濾膜組件設(shè)置有出水管道與出水池相連；所述出水管道上設(shè)置有出水泵。

5、另一種技術(shù)方案中，所述泥水分離裝置包括沉淀池和污泥回流裝置，所述沉淀池與所述低氧硝化同步反硝化反應(yīng)池相連，且能夠通過所述污泥回流裝置將所述沉淀池沉淀分離的污泥回送到所述低氧硝化同步反硝化反應(yīng)池。

6、作為一種優(yōu)化的技術(shù)方案，所述系統(tǒng)還包括厭氧池，所述泥水分離裝置包括沉淀池和污泥回流裝置，所述厭氧池與所述低氧硝化同步反硝化反應(yīng)池、沉淀池依次相連，所述污泥回流裝置能夠?qū)⑺龀恋沓爻恋矸蛛x的污泥回送到所述厭氧池。

7、上述技術(shù)方案中，所述do控制單元包括do控制裝置、曝氣機(jī)，以及設(shè)置在所述低氧硝化同步反硝化反應(yīng)池內(nèi)的曝氣裝置和do探頭。

8、基于上述生活污水處理系統(tǒng)，本發(fā)明另一方面提供了一種低氧硝化同步反硝化生活污水處理方法，包括：

9、s1，啟動(dòng)階段

10、將適量的取自市政生活污水處理廠的具有硝化性能的活性污泥或包含有全程硝化菌的活性污泥作為接種物，接種至低氧硝化同步反硝化反應(yīng)池；

11、以低濃度生活污水作為進(jìn)水，在do值維持為不大于0.5mg/l的低氧條件下對(duì)低氧硝化同步反硝化反應(yīng)池中的活性污泥進(jìn)行馴化，待出水中無殘留氨氮且脫氮效率穩(wěn)定在20％以上時(shí)即視為污泥馴化成功；低濃度生活污水中nh4+-n濃度為5～25mg/l、cod濃度為50～150mg/l。

12、在do值維持為不大于0.5mg/l的低氧條件下，逐步提高進(jìn)水負(fù)荷，將進(jìn)水中nh4+-n濃度提高至40～60mg/l，cod濃度提高至200～300mg/l，待出水氨氮濃度低于5mg/l且脫氮效率穩(wěn)定在40％以上時(shí)，即視為所述系統(tǒng)啟動(dòng)成功。

13、s2，系統(tǒng)運(yùn)行

14、使待處理污水，進(jìn)入低氧硝化同步反硝化反應(yīng)池內(nèi)，在do值為不大于0.5mg/l的低氧環(huán)境下待處理污水中的有機(jī)物和氨氮完成降解；降解后的污水通過泥水分離裝置進(jìn)行泥水分離。

15、上述技術(shù)方案中，待處理污水在所述低氧硝化同步反硝化池的停留時(shí)間為6～16h。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明包括以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：

17、1)充分利用全程硝化菌能夠在低溶解氧條件下保持較高活性的特性，實(shí)現(xiàn)低溶解氧條件下氨氮到硝酸鹽氮的轉(zhuǎn)化，從而保障污水處理過程中氨氮的去除效果并為反硝化過程提供硝酸鹽氮，在同一個(gè)反應(yīng)裝置內(nèi)由全程硝化菌完成低氧硝化、反硝化細(xì)菌同步完成反硝化的降解過程。

18、2)同一反應(yīng)裝置(低氧硝化同步反硝化反應(yīng)池)內(nèi)完成硝化、反硝化過程，能夠降低建設(shè)成本；并且無需硝化液回流，能夠顯著降低能耗和運(yùn)行成本。

19、3)整個(gè)污水處理過程維持在低氧狀態(tài)，曝氣量減少，能夠進(jìn)一步降低能耗和運(yùn)行成本；在低溶解氧的條件下，異養(yǎng)菌的生長(zhǎng)速率也會(huì)有所下降，這樣能夠提高反硝化過程中反硝化菌對(duì)原污水中碳源的利用率，從而少添加或不再額外添加有機(jī)碳源。

技術(shù)特征：

1.低氧硝化同步反硝化生活污水處理系統(tǒng)，其特征在于，至少包括低氧硝化同步反硝化反應(yīng)池(3)和do控制單元，以及泥水分離裝置；所述do控制單元能夠使低氧硝化同步反硝化反應(yīng)池(3)內(nèi)的do值控制為不大于0.5mg/l。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生活污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述泥水分離裝置包括超濾膜組件(4)和出水池(5)，所述超濾膜組件(4)設(shè)置在所述低氧硝化同步反硝化反應(yīng)池(3)內(nèi)，且所述超濾膜組件(4)設(shè)置有出水管道與出水池(5)相連；所述出水管道上設(shè)置有出水泵(6)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生活污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述泥水分離裝置包括沉淀池(12)和污泥回流裝置(13)，所述沉淀池(12)與所述低氧硝化同步反硝化反應(yīng)池(3)相連，且能夠通過所述污泥回流裝置(13)將所述沉淀池分離的污泥回送到所述低氧硝化同步反硝化反應(yīng)池(3)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生活污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括厭氧池(14)，所述泥水分離裝置包括沉淀池(12)和污泥回流裝置(13)，所述厭氧池與所述低氧硝化同步反硝化反應(yīng)池(3)、沉淀池(12)依次相連，所述污泥回流裝置(13)能夠?qū)⑺龀恋沓?12)分離的污泥回送到所述厭氧池(14)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生活污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述do控制單元包括do控制裝置(9)、曝氣機(jī)(11)，以及設(shè)置在所述低氧硝化同步反硝化反應(yīng)池(3)內(nèi)的曝氣裝置(10)和do探頭(8)。

6.低氧硝化同步反硝化生活污水處理方法，使用如權(quán)利要求1所述的生活污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述方法包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生活污水處理方法，其特征在于，待處理污水在所述低氧硝化同步反硝化池的停留時(shí)間為6～16h。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種低氧硝化同步反硝化生活污水處理系統(tǒng)及方法，以全程硝化菌為主驅(qū)動(dòng)完成硝化過程并同步促進(jìn)實(shí)現(xiàn)反硝化過程，實(shí)現(xiàn)在同一反應(yīng)裝置內(nèi)對(duì)生活污水的硝化和反硝化同步處理，提高單池脫氮效率的同時(shí)，降低能耗和運(yùn)行成本。所述系統(tǒng)主要包括進(jìn)水池、低氧硝化同步反硝化反應(yīng)池和DO控制單元，以及泥水分離裝置。所述低氧硝化同步反硝化反應(yīng)池內(nèi)的DO值控制在不大于0.5mg/L運(yùn)行。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、節(jié)約投資成本和運(yùn)行成本等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：李繼云,汪誠(chéng)文,歐陽(yáng)子路
受保護(hù)的技術(shù)使用者：清華大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6