[发明专利]一种剩余污泥与有机垃圾水解酸化补充碳源促进生物脱氮的方法及其应用

说明书

技术领域

本发明属于废水生物处理领域，更加具体地说，主要涉及一种剩余污泥与有机垃圾水解酸化补充碳源促进生物脱氮的方法及其应用。 

背景技术

富营养化问题是当今世界面临的主要水污染问题之一，而氮、磷是引起水体富营养化的主要因素。随着公众环境意识的提高和国内外对氮、磷排放限制标准的日趋严格。生物脱氮技术是当前应用最为广泛的污水脱氮技术，即通过硝化菌、反硝化菌作用实现氮的去除，充足的碳源是实现高效脱氮的关键。一般认为，当生物池进水C/N低于3.4时，需要外加碳源来保证良好的生物脱氮效果，而我国大部分城市污水处理厂进入生物池的污水C/N比均低于此值，污水中有机碳源不足导致生物脱氮效率低下。为提高生物脱氮效率，实现出水总氮(TN)达标排放，需要投加甲醇、乙醇补充有机碳源，这样就增加了污水处理厂运行成本。可见，碳源问题的解决与否关系着生物脱氮效率的高低与城市污水处理厂运行成本的高低。 

剩余污泥内存在有机碳源，但是可转化为挥发性脂肪酸(VFAs)被反硝化菌利用的数量较少，需要再寻找新的碳源形式。 

另外，我国每车有机垃圾(如餐厨垃圾、果蔬垃圾等)产量巨大，有机垃圾中有机物含量高，而且可以水解酸化为VFAs被反硝化菌作为碳源利用。如何利用有机垃圾中有机物提高生物脱氮效率，这对我国有机垃圾利用以及低碳氮比污水生物脱氮技术发展具有重要意义。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，针对剩余污泥中碳源不足的问题，本发明提供了一种剩余污泥与有机垃圾水解酸化补充碳源促进生物脱氮的新方法，解决目前污泥排放量大、有机垃圾未妥善处置、反硝化碳源外加成本高的问题。 

本发明的目的通过下述技术方案予以实现： 

一种剩余污泥与有机垃圾水解酸化补充碳源促进生物脱氮的方法，按照下述方法进行制备：首先(即步骤1)将剩余污泥和有机垃圾混合后进行水解酸化，然后(即步骤2)将水解酸化后混合液回流至生物缺氧池，补充碳源。 

所述步骤1中，剩余污泥与有机垃圾进行混合后进入水解酸化池进行水解酸化处理，其中剩余污泥量为沉砂池出水量(即进水量Q)的5-10％，按照固液比为1∶10-1∶30(有机垃圾质量：剩余污泥体积)称取有机垃圾与剩余污泥充分混合后进行水解酸化处理，经充分水解酸化，污泥与有机垃圾中慢速生物降解物质，如蛋白质、多糖、脂类等物质分解为挥发性脂肪酸类物质(VFAs)，如乙酸、丙酸、丁酸等，这类物质可作为反硝化所需碳源，实现生物反硝化脱氮；剩余污泥和有机垃圾混合后在水解酸化池最佳水力停留时间为12-60h；其中有机垃圾可预先进行粉碎处理后再与剩余污泥进行混合。 

所述步骤2中，水解酸化后混合液回流至生物缺氧池前端，反硝化细菌利用其为碳源，将污水中硝酸盐氮转化为氮气，实现生物脱氮，缺氧池最佳水力停留时间为2-4h。 

城市有机生活垃圾(organic fraction of municipal solid waste，OFMSW)又称湿垃圾，是指城市生活垃圾中有机物成分的废弃物，主要来源于居民生活小区，餐馆食堂，农贸市场，公园街道，食果品加工厂等。按照现有技术记载(何品晶，冯肃伟，邵立明.城市固体废物管理[M]，科学出版社，北京，2003，56)，具体分类如下： 

1.有机垃圾：厨余、果皮 

2.无机垃圾 

3.废品：纸类、塑料、玻璃、金属、布类等 

本发明的技术方案使用剩余污泥与有机垃圾水解酸化补充碳源促进生物脱氮的工艺，在挑选有机垃圾时从OFMSW中选取能够水解酸化的垃圾种类，如以厨余为代表的餐厨垃圾和以果皮为代表的果蔬垃圾，不包括废纸和塑料等废品。与一般剩余污泥水解酸化补充反硝化碳源工艺相比，本发明的优点在于：弥补了剩余污泥中水解酸化碳源不足的问题，充分利用了剩余污泥与有机垃圾中的碳源，无需外加碳源，提高了生物脱氮效率。本发明可以应用于厌氧-缺氧-好氧(A2O)与缺氧-好氧(AO工艺)污水处理厂生物处理工艺升级改造、新建生物除磷脱氮工艺等，经推广后可以提高生物脱氮效率，减少污泥产量，实现污泥与有机垃圾资源化，降低运行费用，产生显著的环境效益和经济效益。 

附图说明

图1为本发明应用于厌氧-缺氧-好氧生物除磷脱氮工艺的流程图，其中二沉池中回流部分污泥至厌氧池的前端，好氧池出口的硝化液回流至缺氧池的前端；剩余污泥参与有机垃圾的混合和水解后水解液回流至缺氧池的前端。 

具体实施方式