[发明专利]一种基于污泥厌氧发酵强化生物脱氮及污泥减量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于污泥厌氧发酵强化生物脱氮及污泥减量的方法，属于污泥减量技术领域。在脱氮反应器中通过异养菌、氨氧化菌、亚硝酸盐氧化菌的共同作用实现城市污水的有机物及总氮去除；同时，在旁侧密闭厌氧发酵反应器中通过水解酸化菌、产氢产甲烷菌对脱氮反应器剩余污泥直接进行厌氧发酵，实现污泥减量及产能。本技术适用于城市污水深度脱氮及污泥减量。

背景技术

随着我国国民经济的迅速发展和城市化程度的不断提高，城市污水排放量逐年提高，由氮等营养元素引起的水体富营养化问题尤其严重，我国江河湖泊普遍遭受污染，全国75％的湖泊出现了不同程度的富营养化，污水脱氮处理刻不容缓。活性污泥法生物脱氮是目前应用最广泛且经济有效的脱氮方法。

然而，城市污水处理厂采用活性污泥法处理污水的剩余污泥产量也急剧增加。据不完全统计，目前我国城市污水处理厂的剩余污泥因其产量大、处理费用高，仅有20％得到了妥善的处理处置，大部分的污泥只是被随意堆放或填埋。作为城市污水处理的副产物，剩余污泥中含有重金属、病原体、持久性有机污染物等有毒有害物质，随意堆放或填埋易对地下水、土壤造成二次污染，威胁环境安全和公众健康；同时，剩余污泥中也存在有机物、氮、磷、钾等可利用组分。因此，污水处理过程中产生的剩余污泥的处理处置也成为人们关注的焦点。

目前，在众多的污泥处理方法中，厌氧发酵因其高效的能量回收成为目前国际上应用最广泛的污泥减量化、稳定化、资源化的处理方法。它可以使污泥中挥发性悬浮固体(VS)含量减少30％～50％，使污泥达到稳定，有利于后续的脱水处理。经厌氧发酵后的污泥中含有丰富的有机肥效成分，适用于土地利用。并且，在厌氧发酵过程中产生的沼气可以用来发电以补充厌氧发酵或污水厂内其他工艺用电需要。

因此，将城市污水生物脱氮反应器与污泥厌氧发酵罐连接，生物脱氮反应器剩余污泥直接排入厌氧发酵罐进行厌氧发酵，并回流部分污泥发酵产物至生物脱氮工艺作为内碳源，可以实现污泥减量并产生CH₄等能源物质。

发明内容

本发明的目的在于解决城市生活污水生物脱氮反应器剩余污泥处理、减量的问题，提出了一种基于污泥厌氧发酵强化生物脱氮及污泥减量的方法。该方法主要在脱氮反应器完成生活污水的总氮去除，好氧阶段通过硝化作用将NH₄⁺-N氧化为NO₃^--N、NO₂^--N，缺氧阶段通过反硝化作用以有机物为电子供体将NO₃^--N、NO₂^--N还原为N₂，从而达到将氮从污水中去除的目的；同时，将脱氮反应器沉淀后的剩余污泥直接排入旁侧密闭反应器进行厌氧发酵，并回流等体积的污泥发酵产物至生物脱氮反应器。最终实现脱氮反应器的深度脱氮及剩余污泥的减量化，且产生能源气体CH₄。