[发明专利]低C／N比污水低成本脱氮除磷的主流UMIF工艺系统及其应用方法

说明书

本发明公开了低C/N比污水低成本脱氮除磷的主流UMIF工艺系统及其应用方法，它是利用UMIF生化反应池中特殊构造的升流式厌氧ABR的污泥自浓缩和水解酸化发酵，为缺氧区提供rbCOD或VFAs作为可快速利用的内碳源，实现反硝化除磷和反硝化脱氮“一碳两用”，而深度处理斜管沉淀池的污泥全部回用至缺氧区，系统仅从二沉池排放剩余污泥。与其他低C/N比污水处理工艺相比，本发明具有流程简捷、控制简单、无需填料、节省碳源、剩余污泥减量、运行成本低、脱氮除磷效率高、出水品质好等优点。

技术领域

本发明属于污水处理的主流活性污泥混合液在线发酵和内碳源开发及反硝化除磷脱氮等 技术领域，具体涉及低C/N比污水低成本脱氮除磷的主流UMIF(Un-mixed In-line Fermenters 即混合液在线发酵)工艺系统及其应用方法。

背景技术

目前，我国污水处理已全面进入到既要去除有机污染物，又要高标准脱氮除磷的阶段。 其中，氮磷的去除技术多采用连续流的厌氧(Anaerobic)释磷、缺氧(Anoxic)反硝化、好氧(Oxic) 聚磷、好氧硝化的同步脱氮除磷工艺，如常规A²O或改进型A²O、UCT、AOA等工艺。在生物脱氮 除磷的生化反应过程中，磷细菌和异养反硝化菌这些微生物，都需要污水中有充足的溶解性 易生物降解有机物(rbCOD)，尤其是低分子量的挥发性脂肪酸(VFAs)作为碳源，而我国污水 厂普遍面临的主要难题，是进水C/N比低，进水TN(总氮)、TP(总磷)较高却碳源不足，致 使脱氮除磷效果变差等问题。同时，由于出水水质标准尤其是TN、TP指标的进一步提高，虽 然采用载体活性污泥法或采用曝气生物滤池等固定床生物膜法等技术，可以较好地满足出水 水质要求，但是，载体或生物膜法投资及运营费用高昂，管理过于复杂，加上运行控制中存在 的一系列问题，制约了这些技术的应用。

为了应对污水进水碳源之不足，过去十多年来，在工程设计与运营中的通常做法，是投加 有机碳源(如甲醇，葡萄糖，乙酸钠、乙酸等)以实现强化生物脱氮除磷；此外，除磷还可以 借助投加化学药剂(如PAC、FeCl₃等)实现辅助化学除磷；但很显然，上述投加外碳源或者药 剂的方式，无疑会明显增加污水厂的碳源药剂消耗和日常运行成本，同时还增加了最终污泥 产量，在我国大多数地区难以持续应用，也与当今世界可持续发展、环保“绿色低碳”的理 念不符。关键是，污水厂在面临进水碳源不足的困境时，却又被自身每天产生的大量剩余污 泥所困扰，因为污泥的处理与处置需要较高的额外成本费用，且容易带来二次污染问题。然 而，污水厂剩余污泥本身就是一个可资利用的“资源”，已有的技术包括采用污泥中温厌氧消 化产生沼气做能源回收，或者污泥堆肥用于绿化培植等。实际上，剩余活性污泥本身就蕴藏 着丰富的“内碳源”，而现有技术却未能发挥其潜在的碳源利用价值，被白白当作废物抛弃掩 埋掉了。

近年来，污水处理的理论界和工程界已经开始污泥“内碳源”的开发利用研究和尝试， 并取得了一些成果和实际应用，主要是初沉池的初沉污泥、二沉池的剩余活性污泥以及二者 的混合污泥等的再生、吸附-再生、旁路或侧流水解发酵等技术的发明和应用，为众多进水碳 源不足的污水厂指明了碳源开发利用的方向。

发明专利《折流式初沉污泥水解酸化开发碳源装置及其污泥处理方法》(公告号CN101962257 B，公告日2012.02.08，以下简称现有技术1)，是将初沉污泥用水浴控制在30℃恒温进行水解酸化的装置和方法，显然，该装置和方法属于研究探索性质，在实验室无疑有效，但是在工程实际中，对城市污水或工业园区集中式污水处理来讲，将大体积大数量连续流的初沉污泥，用水浴或别的方式将其控制在30℃恒温下进行水解酸化以实现碳源开发，从 规模化的工程角度来看基本不具备现实可行性。