低碳氮比生活污水低耗高效处理工艺研究_张新婷

4142工业技术1引言随着经济的快速发展，水体富营养化的现象也愈发严重，如巢湖、太湖和滇池。氮、磷元素是引起水体富营养化的两个重要因子，许多国家对其排放浓度都有着严格限制。我国国家环境保护部要求城镇污水处理厂出水排入重点流域及湖泊、水库等封闭、半封闭水域时，必须严格执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级A标准[1]。为了生活污水处理氮和磷的达标排放，各地加速城镇污水处理厂建设或升级改造的步伐，应用最广泛的是厌氧/缺氧/好氧(Anaerobic-Anoxic-Oxic,A2O)工艺。该工艺的主要优点是：（1）可在常规活性污泥法的基础上改造而成，改造简便易行；（2）抗冲击负荷能力较强；（3）在碳充足的情况下，出水水质较好。然而，长期以来，我国城镇生活污水C/N比较低，有高达65％以上的污水处理厂存在碳源不足的现象，近43％的污水处理厂的进水C/N小于3，污水中碳源已不能满足微生物脱氮除磷的需要。因此，采用A2O工艺处理生活污水时，通常存在这一突出问题：反硝化脱氮和除磷微生物对碳源的竞争，由于城市污水的碳源普遍偏低，难以满足脱氮除磷的需求，因此处理后的污水氮和磷难以达到排放标准。此外，这一个工作还存在如下缺点：不同污泥龄(SolidsRetentionTime,SRT)微生物共存对氮和磷去除的不利影响，聚磷菌的世代时间较短，在SRT较短的条件下可正常生长，并可获得较高的除磷效率，而硝化细菌属于自养型专性好氧细菌，它的生长速度缓慢，世代时间较长，在SRT较长的条件下方可获得较佳的脱氮效率，因此，硝化细菌和聚磷菌的SRT不同也导致生活污水的脱氮除磷效率低下[2-3]。为保证氮、磷达标排放，通常采用外加碳源等措施来提高脱氮除磷效果，增加了污水处理成本和能源的消耗。因此，开发适应低C/N比污水高效率低能耗的脱氮除磷技术对促进污水处理事业的发展、改善水环境质量具有重大意义。该工艺可缓解传统脱氮除磷工艺的三个突出矛盾：（1）碳源不足：厌氧释磷和反硝化脱氮对碳源的竞争；（2）泥龄矛盾：硝化菌代谢周期长，而异养菌和聚磷菌代谢周期短；（3）硝化菌和异氧菌对氧的竞争，只有当有机物降解完全时硝化菌才能成为优势种群。尽管该工艺处理低C/N比生活污水时取得了很好的效果，然而该工艺需要构筑物多(厌氧池1个、好氧硝化池1个，缺氧池1个，后置曝气池1个，沉淀池3个)，运行耗能大，难以真正地应用到实际污水处理之中。迄今为止能低能耗、高效率处理低C/N比生活污水仍然是一个难以解决的技术问题。2工艺介绍如图1所示，（1）生活污水进入厌氧池；（2）厌氧池泥水混合液低碳氮比生活污水低耗高效处理工艺研究张新婷1,万军2（1.河海大学设计研究院有限公司,南京210098;2.科盛环保科技股份有限公司,南京211500）摘要：针对低碳氮生活污水处理工艺存在的厌氧释磷和反硝化脱氮对碳源的竞争；硝化菌代谢周期长，而异养菌和聚磷菌代谢周期短；硝化菌和异氧菌对氧的竞争，只有当有机物降解完全时硝化菌才能成为优势种群的问题，本文提出一种新工艺，出水满足国家《城镇污水厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A排放标准。具有污水处理效果好；不需要外加碳源；能量消耗低，水处理成本低；工艺建造成本低，操作方法；保护环境，利于水环境质量改善。关键词：低碳氮；生活污水；活性污泥；生物膜DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.12.036图1工艺流程图进入沉淀池；（3）沉淀池上清液自流至好氧生物膜硝化池，同时进行曝气提供溶解氧DissolvedOxygen,DO)，沉淀污泥超越至缺氧池（4）缺氧池泥水混合液进入沉淀池；（5）沉淀池上清液排放，沉淀污泥回流至厌氧池。工艺要点为：采用活性污泥和生物膜组合的形式，将硝化细菌和除磷微生物独立开来，充分发挥各自的特点；利用好氧生物膜硝化池代替活性污泥法，省去了一个沉淀池和一套污泥回流系统，节约了建造成本；在运行过程中只需要2个污泥回流泵，大大降低了能耗。3应用案例介绍采用实验室配置的模拟生活污水使用该新工艺进行处理：进水COD浓度200mg/L、出水16mg/L；进水TN浓度45mg/L、出水7mg/L；进水NH4+-N浓度41mg/L、出水4.3mg/L；磷进水浓度8mg/L、出水0.35mg/L，满足国家《城镇污水厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A排放标准。4小结（1）采用反硝化同步脱氮除磷技术，成功解决了厌氧释磷和反硝化脱氮对碳源的竞争矛盾；采用活性污泥和生物膜组合的形式，成功解决了硝化细菌和聚磷菌SRT的矛盾；利用好氧生物膜硝化池代替活性污泥法，省去了一个沉淀池和一套污泥回流系统，节约了建造成本；整个工艺，在运行过程中只需要2个污泥回流泵，大大降低了能耗，此外操作简便。