[发明专利]通过分段进水实现污水处理过程中N2O的减量方法

说明书

技术领域

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种通过分段进水实现污水处理过程中N₂O的减量方法。

背景技术

气候变暖是我国乃至全球面临的一大严重生态问题。N₂O是一种极具破坏性的温室气体，同时还是一种破坏臭氧层的物质。N₂O可以直接产生于污水处理系统，并从污水处理厂释放到大气环境中。N₂O的释放对污水处理厂的碳足迹具有明显的贡献。据估计，污水中1%的氮如果以N₂O的形式释放到空气中，它对温室效应的贡献就可以比得上污水处理厂产生的CO₂的贡献。因此，即使很少量的N₂O释放也希望避免的，而如何有效地减少N₂O的产生与释放是国内外研究者关注的热点问题之一。

近年来，围绕如何减少生活污水处理过程中N₂O的产生这一棘手的问题，国内外研究者开展了大量的工作。研究表明，通过控制污水处理过程的溶解氧、pH值、污水组分以及污水进水模式等方法能够一定程度地减少N₂O的产生。其中，改变污水进水方式是较简单的控制方法，逐渐受到国内外研究者与工程人员的推崇。

20世纪90年代，国外学者将分段进水的概念应用于生活污水脱氮除磷系统，并对此进行了广泛的试验与研究。21世纪初国外广泛应用分段进水于新建和改、扩建污水厂。相比于传统的脱氮除磷工艺，采用分段进水具有如下优点：一定程度缩小了供氧速率与耗氧速率之间的差距，有利于降低能耗；有利于污水中碳源的分配，提高系统的脱氮能力，并可在一定程度上减少温室气体N₂O的产生；提高了反应器对水质水量冲击负荷的适应能力；减轻了二沉池的负荷，有利于提高二沉池的固液分离效果；简化了工艺流程。然而，由于反硝化理论认为反硝化主要发生在缺氧阶段，迄今为止国内外所有关于分段进水的研究与应用实例均将污水引入缺氧段。近年来的研究表明，污水脱氮除磷的好氧段是污水处理厂N₂O的主要产生地。在好氧段，硝化、反硝化以及羟胺氧化等反应均能大量生产N₂O。因此，如何有效地减少好氧阶段N₂O的产生是目前污水处理厂面临的一大生态难题。

本发明在传统分段进水脱氮除磷工艺的基础上，通过大量的理论分析以及实验验证，创造性地将分段进水引入好氧段，并经过系统优化，在不降低脱氮除磷效率的基础上，进一步减少了污水处理过程中N₂O的产生量，具有重要的生态意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种通过分段进水实现污水处理过程中N₂O的减量方法，所述方法在传统分段进水脱氮除磷工艺的基础上，在不降低脱氮除磷效率的前提下，显著减少了污水处理过程中N₂O的产生量的污水进水新模式。

本发明提出的通过分段进水实现污水处理过程中N₂O的减量方法，通过污水处理装置实现，所述装置由SBR反应器10、搅拌装置11、进水管2、进水阀1、排水管4、排水阀3、排泥管9、排泥阀8、曝气头5、流量计7和空气压缩机6组成，其中：SBR反应器10内设有搅拌装置11，SBR反应器10一侧上部连接进水管2，进水管2上设有进水阀1，SBR反应器10一侧中下部连接排水管4，排水管4上设有排水阀3，SBR反应器10底部通过曝气头5、流量计7和管道连接空气压缩机6；同时底部通过排泥阀8连接排泥管9；污水进入SBR反应器后，先后经历厌氧搅拌、好氧曝气、厌氧搅拌、好氧曝气、厌氧搅拌和好氧曝气6个过程；具体步骤如下：

(1)、打开进水阀，每周期(7.5-8.5h)50-60%的污水从进水管进入SBR反应器主体，待进水完毕后，关闭进水阀；进水完毕后，打开搅拌装置使SBR反应器中泥水充分混合，搅拌转速为120-140r·min^-1，搅拌时间为80-100min；

(2)、厌氧搅拌结束后，打开空气压缩机，调节流量计使溶解氧浓度控制在1-2 mg·L^-1，好氧曝气时间为40-60min；

(3)、好氧结束后，关闭空气压缩机结束曝气，打开搅拌装置再次使SBR反应器中泥水充分混合，搅拌转速为120-140r·min^-1，搅拌时间为50-70min；