[发明专利]节能强化脱氮工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种污水处理中的脱氮工艺，具体的说是涉及一种节能强化脱氮工艺。

背景技术

目前生物脱氮除磷工艺广泛应用于污水处理领域中。其中应用最广泛的便是AAO(厌氧、缺氧、好氧)工艺以及在其基础上演化的各种变形工艺，该系列工艺是在水流方向上将厌氧区、缺氧区、好氧区串联布置，并在工艺过程的适当位置设置回流，即设置污泥回流和硝化液回流，其中，硝化液回流主要是把氨氮氧化形成的硝态氮回流到缺氧池，实现反硝化反应，达到去除总氮的目的，硝化液回流量一般为废水进水流量的2～4倍，因此回流泵设施及运行费用过多。另一个影响总氮去除的重要因素就是缺氧区碳源不足抑制了反硝化反应的充分进行，因此，为了保证脱氮效率，需要在缺氧区投加碳源，以保证反硝化反应的进行，否则总氮去除效果不佳。

传统的生物脱氮工艺一般需要经历NH₄⁺→NO₂^-→NO₃^-→N₂的过程，称为全程硝化反硝化，实现对总氮的去除。其中，NO₃^-生成过程不仅延长了脱氮反应过程，而且造成了能源和碳源的浪费。对于反硝化细菌，无论NO₂^-还是NO₃^-都可以作为电子受体，因此生物脱氮也可以经NH₄^-→NO₂^-→N₂的过程实现，即短程硝化反硝化。短程硝化缩短了硝化反应时间，相应的减小了反应区体积，另外，将氨氮的氧化控制在NO₂-N阶段然后直接进行反硝化，可节省约25％的曝气量、约40％的有机碳源。

为了解决缺氧区碳源不足的问题，已有技术中直接把部分污水流入缺氧区段，作为缺氧区段补充碳源，与好氧池回流硝化液混合，完成反硝化反应。例如，(1)中国专利申请CN101439908A提供的一种厌氧多级好氧缺氧除磷脱氮工艺，是将污水分成两部分，一部份进入厌氧池，大部分污水超越厌氧池分多点直接进入缺氧池进行反硝化。(2)中国专利申请CN101439917A提供的一种厌氧吸附除磷脱氮工艺，是将处理的污水分为两部分，部分污水与回流污泥混合沉淀进行厌氧释放，其余部分直接进入二沉池，与回流污泥混合沉淀后的上清液超越曝气池分多点直接进入后续的反硝化池。(3)中国专利申请CN1631813A提供的一种厌氧消化出水短程硝化-反硝化脱氮工艺，它是用未经厌氧消化的原废水或其它高BOD5废水对厌氧出水配水，使配水后的混合水维持系统反硝化所必需的碳源。

上述那些专利申请虽然解决了缺氧区碳源不足的问题，但是反硝化反应的速率大小，不仅取决于碳源数量的多少，在很大程度上还取决于碳源性质。甲醇、乙酸等简单有机物作为外加碳源时，反硝化产率较高，原污水的有机物作为外加碳源时，反应速率缓慢，而内源物质最慢。在外部碳源的种类选择上，甲醇和乙酸无疑是最好的选择。研究发现，乙酸作为碳源时，反硝化速率处于较高水平，而直接以乙酸作为外加碳源，特别是大型污水处理厂，经济上并不可行。

影响反硝化速率的因素除了外加碳源的种类与数量外，溶解氧也是限制反硝化速率的主要因素。由于O₂接受电子的能力远远高于NO_X^-，因此缺氧区中一定浓度的溶解氧会延迟反硝化反应。

发明内容

本发明的目的是提供一种节能强化脱氮工艺，无需额外投加碳源、无需硝化液回流，能够在不影响除磷效果的同时，明显提高脱氮效率。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种节能强化脱氮工艺，依次经过厌氧区、多级好氧缺氧区、末级好氧区，完成生物处理过程，并在二次沉淀池内完成泥水分离。所述多级好氧缺氧区包括至少两级每级依次设置的好氧区段和缺氧区段，污水进入厌氧区进行厌氧发酵后进入多级好氧缺氧区，多级好氧缺氧区的出水经过末级好氧区进入二次沉淀池沉淀，清液排出，沉淀物一部分排出，其余部分回流到厌氧区。对于经过厌氧区厌氧发酵后的出水分成二部分，一部分直接进入多级好氧缺氧区中的第一级好氧区段，另一部分通过明渠导流分别进入多级好氧缺氧区中各级缺氧区段的前端，多级好氧缺氧区的出水全部经过末级好氧区进入二次沉淀池中。

本发明具有显著的效益：