[发明专利]强化多级A/O工艺生物脱氮的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种强化多级A/O工艺生物脱氮的装置及方法。反应器内填加不同形式的生物载体，具有强化生物脱氮及污泥减量的效果，属于污水处理技术领域。

背景技术

近年来，随着我国城镇化建设的迅速发展，我国的水环境污染和水体富营养化状况越来越严重，许多湖泊水体已不能发挥其正常功能而严重地影响了工农业和渔业生产，越来越严重地阻碍着我国国民经济的发展。氮素是造成水体富营养化的主要污染物，对排放的污水中总氮含量的控制尤为重要。为此国家出台了更为严格的城镇污水处理标准。《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）对城镇污水处理厂的氮排放提出了更高的要求，脱氮已成为城市污水处理的重要任务。我国许多城市污水属典型的低C/N污水，很多时候，低碳氮比污水本身所能提供的碳源已经不能满足同步高效脱氮的要求。

在生物脱氮工艺中，多点进水多级A/O生物脱氮工艺是近年来快速开发的生物脱氮新工艺，这种工艺的优点是所需池容较小、脱氮效率高、运行管理方便，最主要的就是有机底物沿池长均匀分布，在处理低碳氮比污水上可以充分利用污水碳源，利于反硝化的进行，并且负荷均衡，即一定程度上减小了供氧速率与耗氧速率之间的差距，有利于降低能耗，又可以充分发挥污泥中微生物的降解功能。

流离生化处理技术是产生于近年内的一种有机废水处理新技术，在反应器中投加悬浮流离球后，随着水流进入反应器，流离作用促使固液分离，使水中的悬浮物（SS）、剩余污泥进入多孔载体内部间隙内而积累。积累起来的有机物或污泥成为载体内细菌等微生物的营养成分，经厌氧、缺氧和好氧代谢分解而除去。流离球的污泥减量效果已经被大量文献报道，由于其环境的复杂性以及生物的多样性，其同时兼有同步硝化反硝化的效果。

多点进水多级A/O工艺最早采用活性污泥法。目前，生物膜法在多级A/O工艺中的应用也得到了一些研究。相关研究表明，在多级A/O工艺的缺氧池、好氧池中投加不同量的悬浮流离球作为填料，能够取得较好的脱氮和污泥减量的效果。通过本课题组的长期运行以及查阅相关文献，笔者发现在以流离球作为填料的多级A/O工艺中，仍然存在一些问题需要解决:

1、悬浮流离球填料内部填充物的形式有多种，比如海绵、陶粒、鲍尔环等。然而单纯的采用某一类填充物必然存在一些不足。本课题组曾采用立体海绵填料作为填充物，出现了海绵填料堆积在流离球内部的一侧的现象，使得污泥减量以及SND现象都受到了抑制；

2、悬浮流离球在好氧池、缺氧池中投加填充比的问题已经得到了一些实验上的研究，也得出了一些实用的经验值。然而，对于内部填充物占流离球的体积比，却研究的很少；

3、由于流离球填料环境的复杂性以及生物的多样性，使得氨氧化菌占总菌的比例相比于其他填料要低。那么在好氧池中全部填加流离球填料就会使得氨氮降解的速率相比于其他填料要慢，延长了HRT；

4、在以往的生物膜法多级A/O工艺中，同一级的多个好氧池一般并不细化其填料的具体形式以及运行参数等，这样实际上并不利于亚氮的积累以及SND现象；

5、由于实际运行中，缺氧反硝化并不能去除所有的易生物降解的COD，这样在好氧池前端的流离球中由于内部溶解氧较低就会使得丝状菌得到一定的生长，抑制了氨氧化菌的生长。

该技术的发明旨在尽可能的解决上述问题，缩短HRT，提高亚氮积累率，强化SND现象，最终提高总氮的去除率。

发明内容

本发明对以悬浮流离球为填料的多级A/O工艺进行了改进，旨在强化多点进水多级A/O工艺的生物脱氮效果，具体表现在缩短氨氧化的时间，缩短HRT；提高亚氮的积累率，继而提高碳源的脱氮率；强化流离球内部的污泥分解，释放更多可用碳源，提高流离球内部的SND的效果。

本发明优选采用的悬浮流离球直径为8cm，其球壳为PVC注塑而成，球面呈网格状，属于球形多孔载体范畴。考虑到软性填充物与硬性填充物的结合能够起到更好的效果，本发明选取立体海绵填料与鲍尔环相结合作为流离球内部的填充物。立体海绵填料边长1.5cm，具有亲水性、通透性、高比表面积、良好的物化稳定性等特点，载体空隙率大于0.9。鲍尔环的型号为25mm的聚丙烯鲍尔环。通过设计对比实验，从好氧脱氨率、污泥减量效果、氨氧化时间等方面综合考虑，最终确定立体海绵填料与鲍尔环的体积比例为2:1；内部填充物占流离球内部体积的70%～80%之间。具体的确定方法可参看具体实施方式。