[发明专利]低温脱氮除磷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种污水的处理方法。

背景技术

温度是微生物生长的重要生态因子，在一定温度范围内，微生物的活性与温度成正比关系。大部分微生物随着温度的降低活性减弱，当温度低于15℃，微生物的活性将急剧降低，在10℃范围内，部分微生物开始出现休眠状态；当温度在4℃左右的时候，绝大部分微生物进入了休眠状态。从而影响了废水的生物处理，而温度的降低对于脱氮除磷菌的影响更加明显。传统理论认为生物硝化反硝化反应可以在4～45℃的温度范围内进行。亚硝化菌的最佳生长温度为35℃，硝化菌的最佳生长温度为35～42℃，反硝化细菌的最佳生长温度在25～35℃。虽然脱氮菌具有较宽的生长范围，但在低温条件下，氨氧化菌、硝化细菌和反硝化细菌的生化反应均受到严重的抑制。对于同时去除有机物和进行硝化反应的系统，低温条件下由于硝化细菌生长缓慢，导致的硝化细菌流失更加严重，系统的硝化效果明显变差，有数据表明温度低于15℃，硝化能力明显下降；而温度低于4℃时，系统几乎没有硝化能力。

城市污水处理厂现有的脱氮除磷系统主要采用传统A²/O工艺。该工艺存在的主要弊端在于不同菌群对污泥龄的要求上。硝化细菌为自养菌，这就要求较长泥龄；而生物除磷则希望泥龄较短，因为污泥龄短时污泥量多，而磷是靠排放剩余污泥去除的。显然，泥龄长对脱氮有利，而泥龄短对除磷有利。这种弊端在低温下更加难以调和，硝化污泥在低温下的泥龄一般为15～20天，而聚磷菌一般只有4～5天。这种巨大的泥龄差距导致该系统在低温下很难实现同时脱氮除磷。

现在普遍采用的活性污泥工艺脱氮除磷都是混合系统，即硝化细菌、反硝化细菌以及聚磷菌在同一系统中混合生长。由于不同的菌群具有不同的生理特征，导致混合系统在运转过程中出现了一系列的问题。

(1)由于硝化细菌世代时间长，系统内部不可避免地存在硝化细菌以及聚磷菌之间泥龄不协调的问题。低温下硝化细菌的泥龄一般在15天左右，而聚磷菌的泥龄一般需控制在6天。巨大的泥龄差距导致系统难以实现高效的同步脱氮除磷，因此，我国北方地区低温下污水氮磷排放难以达标。

(2)研究表明污泥回流而带到厌氧区的硝酸盐氮与聚磷菌争夺有机酸碳源，从而影响聚磷菌释磷效果，进而影响系统的除磷能力。

(3)厌氧、缺氧和好氧段污泥量的分配比例，有研究表明，如果厌氧、缺氧的活性污泥量占到污泥总量的40％以上，除磷效果就非常好，但这时很难实现完全硝化，反之，硝化会很彻底，但除磷效果就不好

(4)硝化细菌抗有机负荷和抗冲击能力低，为了保持系统良好的硝化效果，必须低负荷下运行，不仅对除磷不利，势必也会增加基建和运转的投资。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有脱氮除磷系统低温下很难实现同步脱氮除磷的问题，而提供一种低温脱氮除磷的方法。本发明开发了复合式倒置A²/O工艺，并利用固定化技术将硝化细菌和反硝化细菌固定在载体上，从而实现了不同菌群的各自生长，有效解决这些矛盾。因为中温下聚磷菌和硝化细菌也存在泥龄的差距，利用这种泥龄差距实现聚磷菌的优势生长，通过控制泥龄实现该工艺在中温下也可以运转。