[发明专利]一种生物膜强化脱氮处理工艺

说明书

本发明公开了一种生物膜强化脱氮处理工艺。生物膜强化脱氮处理工艺主要由生物膜强化脱氮装置、恒温系统、进水系统、曝气系统、搅拌系统、污泥回流系统组成。进水系统将含高氨氮废水从外筒进水口I由外筒外侧的进水口I经内腔I的底部中心位置泵入，混合液经过上层内循环后从内腔II的外侧四周流入下层，处理后再由内腔II的内部的出水立管流入沉淀池，最后从沉淀池上端出水管排出。本发明实现了脱氮装置内分层内循环、分区控制溶解氧和微生物种类及污泥浓度，有利于优化多种脱氮功能微生物空间分布和蓄积，并利用生物填料进一步优化微生态环境，能获得较好的脱氮效果，具有工艺流程短、分区明确、易于控制、占地面积小、运行费用低、环境友好等优点。

技术领域

本发明涉及一种生物膜强化脱氮处理工艺，属于污废水脱氮技术领域。

背景技术

随着我国经济的快速发展和城镇化进程加速推进，水体富营养化问题受到了广泛关注。国家和地方已经制定了严格的标准，设定了氨氮和总氮等指标排放限值，严控生活污水和工业废水的氮排放问题。因此，污废水的生物脱氮技术得到了深入研究和广泛应用。

传统生物脱氮工艺一般采用厌氧好氧工艺，厌氧好氧工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起。在缺氧段，异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化游离出氨(NH₃、NH₄⁺)，在充足供氧条件下，自养菌的硝化作用将NH₄⁺氧化为NO₃^-，通过回流控制返回至缺氧池，在缺氧条件下，异氧菌的反硝化作用将NO₃^-还原为N₂。为了提高脱氮效率，必须加大内循环比，还需要外加碳源，因而加大了运行费用，并且没有独立的污泥回流系统，从而不能培养出具有独特功能的污泥，脱氮效率不理想。

针对传统生物脱氮工艺的不足，一批新型生物脱氮工艺被开发出来。新工艺主要有短程硝化反硝化、同步硝化-反硝化工艺、厌氧氨氧化。短程硝化反硝化利用氨氧化菌将氨氧化成亚硝酸，再利用反硝化菌将亚硝酸还原成氮气；同步硝化-反硝化工艺是利用硝化细菌将氨氧化为亚硝酸盐和硝酸盐，再利用反硝化细菌将硝酸盐和亚硝酸盐还原为氮气，通过氮素污染物的生物气化而实现废水脱氮；厌氧氨氧化是指在厌氧或缺氧的条件下，厌氧氨氧化菌以NO₂^-作电子供体，将NH₄⁺直接氧化为N₂的过程。然后上述工艺存在工艺流程长(硝化/反硝化工艺)、运行条件要求严格、溶解氧难以控制、悬浮污泥易流失、微生物量不足、长期运行性能不稳定等缺点。

为了维持较高污泥浓度，提高反应器微生物的量，简化运行操作，提高脱氮效果，本发明开发了一种填充生物填料结合反应器分区式设计，在填料内外部和反应器内形成相对好氧区和相对缺氧区，较好地控制溶解氧浓度，利用氨氧化菌、亚硝酸盐氧化菌、厌氧氨氧化菌和反硝化细菌等多种脱氮微生物的协同作用，提高脱氮效果。

发明内容

本发明要解决的问题在于：针对现有技术存在的工艺流程长、运行操作复杂、污泥浓度不够高、反应器内微生物量不足、溶解氧浓度难以较好地控制、长期脱氮性能不稳定等技术问题，本发明提供一种成本低廉、操作简单、易于控制、脱氮效果好且长期运行性能稳定的生物膜强化脱氮处理工艺。