本發(fā)明屬于城鎮(zhèn)污水處理，具體涉及一種城鎮(zhèn)污水分流碳化/硝化處理組合生物濾池實(shí)現(xiàn)污水高效脫氮的方法。

背景技術(shù)：

1、污水脫氮是一個(gè)全球環(huán)境問題，傳統(tǒng)污水處理工藝對于氮素污染物的去除依賴硝化和異養(yǎng)反硝化，此過程需要大量曝氣，且常需額外添加有機(jī)碳源，不僅增加了污水處理成本，而且易造成有機(jī)物二次污染，同時(shí)也不符合“碳達(dá)峰、碳中和”的綠色發(fā)展目標(biāo)。厭氧氨氧化(anammox)作為一種主要的脫氮途徑，具有低污泥產(chǎn)率、零氧和有機(jī)物消耗、無溫室氣體排放等顯著優(yōu)勢，但主流厭氧氨氧化工藝在實(shí)際應(yīng)用中面臨較大挑戰(zhàn)。首先，主流工藝進(jìn)水的碳氮比(c/n)較高。高碳氮比會促進(jìn)異養(yǎng)菌的增殖，加劇異養(yǎng)菌與厭氧氨氧化菌(anaob)對亞硝酸鹽的競爭，降低總氮去除效率。其次，城市污水中的氨氮濃度僅為20-60mgn/l。缺乏底物會抑制氨氧化細(xì)菌(aob)和厭氧氨氧化細(xì)菌的活性，而較低濃度的游離氨(fa)和游離亞硝酸(fna)難以抑制亞硝酸鹽氧化細(xì)菌(nob)的活性，導(dǎo)致亞硝酸鹽被氧化為硝酸鹽，阻礙了厭氧氨氧化過程的發(fā)生。若能對現(xiàn)有的厭氧氨氧化工藝進(jìn)行改造和完善，使其免受進(jìn)水有機(jī)物影響，同時(shí)擁有穩(wěn)定的亞硝酸鹽供應(yīng)，將既能完成污水中氮素的高效去除，又能降低成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所述的污水處理技術(shù)以城鎮(zhèn)污水為對象，針對主流厭氧氨氧化工藝受進(jìn)水有機(jī)物抑制和存在亞硝化過程不穩(wěn)定的問題，本發(fā)明提供了一種城鎮(zhèn)污水分流碳化/硝化處理組合生物濾池實(shí)現(xiàn)污水高效脫氮的方法，其為去除污水中氮素污染物的新方法。

2、具體方案如下：

3、一種城鎮(zhèn)污水分流碳化/硝化處理組合生物濾池實(shí)現(xiàn)污水高效脫氮的方法，包括以下步驟：

4、步驟一、對城鎮(zhèn)污水進(jìn)行分流，一部分污水通過長時(shí)間曝氣和長污泥齡完成硝化處理，另一部分污水在短時(shí)間曝氣和短污泥齡條件下完成碳化處理，硝化處理和碳化處理的污水體積比為1:1-1.2:1；硝化單元污泥濃度為3000-5000mg/l，通過曝氣控制溶解氧濃度為

5、1.0-3.0mg/l，曝氣時(shí)間4-8h，每天排泥使污泥齡為10-15天；碳化單元污泥濃度為2000-3500mg/l，通過曝氣控制溶解氧濃度為0.5-1.0mg/l，曝氣時(shí)間0.5-2h，每天排泥使污泥齡在5天以內(nèi)；通過do在線測定儀監(jiān)測硝化單元和碳化單元中溶解氧濃度，通過曝氣泵控制曝氣。

6、步驟二、將碳化處理和硝化處理的出水混合；通過曝氮?dú)獾姆绞饺コ旌铣鏊械娜芙庋?，使do小于0.2mg/l；

7、步驟三、混合后的出水從底部進(jìn)入上流式厭氧生物濾池反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)氨氮和硝態(tài)氮的同步去除；所述上流式厭氧生物濾池反應(yīng)器中填充硫磺和碳酸鹽礦物的混合物，并接種硫基自養(yǎng)反硝化污泥和厭氧氨氧化污泥。

8、進(jìn)一步的，步驟三中，所述硫磺和碳酸鹽礦物在使用之前使用1m濃度的稀鹽酸清洗表面的雜質(zhì)，然后清水沖洗至中性后，置于真空烘箱中30℃烘干。

9、進(jìn)一步的，步驟三中，將硫基自養(yǎng)反硝化污泥和厭氧氨氧化污泥倒入上流式厭氧生物反應(yīng)器，配制含30mg/l氨氮和40mg/l亞硝態(tài)氮的污水，在上流式厭氧生物濾池反應(yīng)器中循環(huán)4天后更換新的污水，整個(gè)過程循環(huán)10次即認(rèn)為硫基自養(yǎng)反硝化污泥和厭氧氨氧化污泥接種成功。污水在上流式厭氧生物濾池反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)的流速為10ml/min。

10、進(jìn)一步的，步驟三中，所述碳酸鹽礦物包括石灰石、白云石、菱鐵礦、菱鎂礦中的一種或多種的組合。

11、進(jìn)一步的，步驟三中，所述硫基自養(yǎng)反硝化污泥來源包括自養(yǎng)污泥、異養(yǎng)污泥、厭氧污泥中的一種或幾種的混合物；所述厭氧氨氧化污泥，包括厭氧氨氧化顆粒污泥、厭氧氨氧化絮狀污泥中的一種或多種的混合物。

12、進(jìn)一步的，步驟三中，所述硫磺的顆粒形狀包括球形、圓柱形、片狀中的一種或幾種的組合。

13、進(jìn)一步的，所述上流式厭氧生物濾池反應(yīng)器為固定床反應(yīng)器。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

15、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了在單級反應(yīng)器耦合硫基自養(yǎng)反硝化和厭氧氨氧化功能微生物，反應(yīng)器長期穩(wěn)定運(yùn)行，自養(yǎng)反硝化為厭氧氨氧化提供亞硝酸鹽底物，同時(shí)還原去除厭氧氨氧化生成的少量硝酸鹽，兩種微生物協(xié)作關(guān)系大于競爭關(guān)系，總氮平均去除率超過85％。通過本方法對污水進(jìn)行脫氮處理，處理后的出水總氮濃度達(dá)到國家一級a排放標(biāo)準(zhǔn)。

技術(shù)特征：

1.一種城鎮(zhèn)污水分流碳化/硝化處理組合生物濾池實(shí)現(xiàn)污水高效脫氮的方法，其特征在于，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：步驟一中，硝化處理和碳化處理的污水體積比為1:1-1.2:1。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：步驟一中，硝化單元污泥濃度為3000-5000mg/l，通過曝氣控制溶解氧濃度為1.0-3.0mg/l，曝氣時(shí)間4-8h，每天排泥使污泥齡為10-15天；碳化單元污泥濃度為2000-3500mg/l，通過曝氣控制溶解氧濃度為0.5-1.0mg/l，曝氣時(shí)間0.5-2h，每天排泥使污泥齡在5天以內(nèi)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：步驟二中，通過曝氮?dú)獾姆绞饺コ旌铣鏊械娜芙庋酰筪o小于0.2mg/l。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：步驟三中，所述硫磺和碳酸鹽礦物在使用之前使用稀鹽酸清洗表面的雜質(zhì)，然后清水沖洗至中性后烘干。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：步驟三中，將硫基自養(yǎng)反硝化污泥和厭氧氨氧化污泥倒入上流式厭氧生物反應(yīng)器，配制含30m/l氨氮和40mg/l亞硝態(tài)氮的污水，在上流式厭氧生物濾池反應(yīng)器中循環(huán)4天后更換新的污水，整個(gè)過程循環(huán)10次即認(rèn)為硫基自養(yǎng)反硝化污泥和厭氧氨氧化污泥接種成功。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：步驟三中，所述碳酸鹽礦物包括石灰石、白云石、菱鐵礦、菱鎂礦中的一種或多種的組合。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：步驟三中，所述硫基自養(yǎng)反硝化污泥來源包括自養(yǎng)污泥、異養(yǎng)污泥、厭氧污泥中的一種或幾種的混合物；所述厭氧氨氧化污泥，包括厭氧氨氧化顆粒污泥、厭氧氨氧化絮狀污泥中的一種或多種的混合物。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于：污水在上流式厭氧生物濾池反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)的流速為10ml/min。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：步驟三中，所述硫磺的顆粒形狀包括球形、圓柱形、片狀中的一種或幾種的組合。

技術(shù)總結(jié)
城鎮(zhèn)污水分流碳化/硝化處理組合生物濾池實(shí)現(xiàn)污水高效脫氮的方法，屬于城鎮(zhèn)污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體方案下：(1)城鎮(zhèn)污水分流處理，一部分污水進(jìn)行硝化處理，另一部分污水進(jìn)行碳化處理；(2)混合硝化和碳化處理出水；(3)生物濾池對含氨氮和硝態(tài)氮的污水進(jìn)行脫氮處理。該方法實(shí)現(xiàn)了在單級反應(yīng)器耦合硫基自養(yǎng)反硝化和厭氧氨氧化功能微生物，反應(yīng)器長期穩(wěn)定運(yùn)行，自養(yǎng)反硝化為厭氧氨氧化提供亞硝酸鹽底物，同時(shí)還原去除厭氧氨氧化生成的少量硝酸鹽，兩種微生物協(xié)作關(guān)系大于競爭關(guān)系，總氮平均去除率超過85％。通過本方法對污水進(jìn)行脫氮處理，處理后的出水總氮濃度達(dá)到國家一級A排放標(biāo)準(zhǔn)。

技術(shù)研發(fā)人員：朱良,陳志強(qiáng),溫沁雪
受保護(hù)的技術(shù)使用者：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9