[发明专利]污水生物脱氮工艺中N2O削减的控制方法及系统

说明书

一种污水生物脱氮工艺中N₂O削减的控制方法及系统，该方法是利用SBR法在厌氧‑好氧活性污泥脱氮处理工艺中，采用OPR‑pH联合控制厌氧‑好氧段的水力停留时间(HRT)，自动控制外源营养物的添加量；进一步地，提供了用于实现该控制方法的系统。本发明能够在达到控制温室气体N₂O排放的基础上，保证稳定的处理水质，氨氮去除率可达99％以上，并减少能量消耗。

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种污水生物脱氮工艺中N₂O削减的控制方法及系统。

背景技术

N₂O是一种强温室气体，其百年全球变暖潜能值(GWP)为CO₂的300倍，大气中90％以上的N₂O来自于微生物的脱氮过程，其中污水处理被认为是N₂O的一个重要释放源。据估算，污水处理过程中每年排放的N₂O总量约为(0.3-3)*1012kg，占全球N₂O排放量总量的2.5-25％。因此，有效降低污水生物脱氮过程中N₂O的释放对于减少人为活动温室气体排放具有重要的意义。

污水排放标准的不断收紧是目前世界各国普遍的发展趋势；以控制富营养化为目的的脱氮除磷已成为各国主要的奋斗目标。传统的序列间歇式活性污泥法采用连续的厌氧-好氧过程(即反硝化-硝化过程)大量应用于中小污水处理场。但是处理中采用固定时间控制程序，由于进水水质多变，造成大部分反应中曝气量过剩。同时为保证反硝化的进行，外源营养物的投加量也往往过剩。在厌氧阶段过剩的外源营养物又会增加好氧阶段的曝气量。当今，全球普遍强调的可持续发展经济模式在污水处理领域也得到体现。因此，研究开发以优化能(资)源消耗的处理系统十分紧迫。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种污水生物脱氮工艺中N₂O削减的控制方法及系统，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

作为本发明的一个方面，提供一种污水生物脱氮工艺中N₂O削减的控制方法，利用SBR法循环进行包括以下步骤在内的自动控制：

步骤1：在设定时间5～10min内完成污水的进水；

步骤2：使污水进入兼氧/厌氧阶段，对污水的ORP值进行实时监测以获取ORP监测曲线，若该ORP曲线在设定时间10～20min内出现硝酸盐膝点时，则直接进入下一步骤，反之，则在设定时间10～20min后分批投加碳源，待该ORP曲线上出现硝酸盐膝点时，进入下一步骤；

步骤3：对污水进行曝气以使污水进入好氧阶段，对污水的pH值进行实时监测以获取pH监测曲线，若该pH监测曲线在设定时间90～120min内出现氨谷点时，则直接进入下一步骤，反之，则在设定时间90～120min后进入下一步骤；

步骤4：在设定时间30～40min内完成污水的出水。

优选地，当ORP随时间的变化率dORP/dt由大于设定值α变为小于设定值α时，则判断在ORP曲线上出现硝酸盐膝点，设定值α介于-5～-5.5之间；

当pH随时间的变化率dpH/dt在设定时间90～120min内由小于零变为大于零时，则判断在pH曲线上出现氨谷点。

优选地，步骤2中，所述分批投加碳源的步骤包括：按设定时间15～30s分批投加碳源，并在每批碳源投加后进行判断：若自投加碳源起在设定时间90～100min内，dORP/dt小于该设定值-5～-5.5或者ORP小于设定值-300～-330mV，则进入下一步骤，反之则在设定时间90～100min后进入下一步骤。

优选地，步骤2中，所述碳源选自乙酸钠、甲醇、葡萄糖或禽畜粪便。