[发明专利]一种强化污水中氮磷去除的污泥减量工艺

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种强化污水中氮磷去除的污泥减量工艺，属于环境工程水污染控制技术领域。

(二)背景技术

当前，活性污泥法因其经济高效及碳氮磷同时去除的优点，被广泛地应用于生活污水、城镇污水及工业有机废水的处理；但该法同时也会产生大量的含有毒有害物质的剩余污泥，而处理和处置这些生物固体的费用可占到整个污水厂的40％～60％，给企业和社会带来了沉重的经济负担和环境风险。这促使了环境工作者对污泥减量技术的研究，即在保证污水处理效果的前提下，采取适当的措施使处理相同污水所产生的污泥数量降低，以实现从源头上解决污泥问题。

目前，污泥减量技术主要有溶胞-隐性生长技术、解偶联技术和微型动物捕食技术等。溶胞-隐性生长技术通过破碎污泥细胞并以其作为二次生长底物，达到微生物代谢的能量耗散和降低产率的目的，但这会引起系统污泥沉降性变差及出水中氮磷含量升高等问题；解偶联技术凭借增加在分解代谢和合成代谢的能量(ATP)差异，使供给微生物合成代谢的能量有限而减少污泥的产量，但作为异型生物质的解偶联剂的长期使用会导致生物适应性和环境安全等后果；微型动物捕食技术则利用污水处理中的原生动物与后生动物捕食细菌的特性，达到食物链延长、能量损失增加和生物产量降低的效果，但该技术存在耗氧量增加、蠕虫释放营养物质等弊端。总的来说，现有的污泥减量技术都会不同程度给污水处理系统带来污泥沉降性变差、氮磷等营养物的去除效果减弱等主要问题。

(三)发明内容

针对现有技术不足，本发明提出一种强化污水中氮磷去除及应对污泥沉降性不良的污泥减量工艺。

本发明采用的技术方案是：

一种强化污水中氮磷去除的污泥减量工艺，所述工艺主要由厌氧水解、膜生物反应、生物-化学除磷和污泥溶胞4个操作单元组成，并设计有污泥和污水两个流动相；所述污泥流动相包括两个内循环，内循环1存在于膜生物反应和生物-化学除磷操作单元之间，内循环2存在于厌氧水解、膜生物反应、生物-化学除磷和污泥溶胞4个操作单元之间；所述污水流动相分为两条支路，支路1穿越厌氧水解和膜生物反应操作单元，支路2穿越生物-化学除磷操作单元，分别处理后出水汇合排出。厌氧水解单元接收大部分污水和经溶胞后的污泥混合液，其作用是通过兼性菌的水解酸化作用截留和消解进水和溶胞污泥中的颗粒物及大分子有机物，提高进入膜生物反应器污水的可生化性；膜生物反应器通过超滤/微滤膜组件代替传统二沉池使水力停留时间和污泥停留时间分离，具有污泥浓度高、污泥产率低、抗污泥沉降性不良等优点，其作用在于通过控制单元内溶解氧的水平实现脱氮菌的同步硝化-反硝化及聚磷菌的好氧摄磷，降低膜出水中悬浮物、有机物、氮磷等污染物浓度；生物-化学除磷单元接收部分污水和膜生物反应器高浓度污泥，主要进行聚磷菌的厌氧释磷及泥水分离后富含磷的上清液的化学除磷，沉淀后的释磷污泥分两路分别进入膜生物反应器和污泥溶胞单元；污泥溶胞单元利用物理(机械、超声波等)、化学(臭氧、氯气等)、生物(溶菌酶等)等手段破碎剩余污泥细胞释放胞内有机物，溶胞后混合液经厌氧水解后可作为额外有机底物提高膜生物反应器反硝化脱氮的效果。

设定污水总流量为Q，则支路1的污水流量为aQ，支路2的污水流量为(1-a)Q，0.6≤a≤0.9；由膜生物反应单元流入生物-化学除磷单元的污泥流量为bQ，0.1≤b≤0.4，由生物-化学除磷单元回流至膜生物反应单元的污泥流量为dQ，0.05≤d≤0.15，由生物-化学除磷单元流入污泥溶胞单元、由污泥溶胞单元流入厌氧水解单元的的污泥流量为cQ，0.005≤c≤0.015。