[发明专利]一种腐殖生物耦合原位污泥减量方法

说明书

技术领域

本发明属于环境工程学科中污水处理技术领域，具体涉及一种针对污水生物处理系统的腐殖生物耦合原位污泥减量方法。

背景技术

活性污泥法是目前世界上应用最为广泛的污水生物处理法，超过80%的污水处理厂采用此法作为处理系统的核心工艺。但是该法的最大弊端是在处理过程中有大量的剩余污泥产生，这部分污泥的成分较为复杂，含有相当数量的有机物和有毒有害物质，如处置不当，会给环境造成严重的二次污染，而且污泥处理设施的投资及运行费用巨大，约占污水处理厂全部基建及运行总费用的60%以上。因此，开发一种既能降低污泥产率，又能保证污水处理效果的污泥减量技术，已经是污水生物处理领域亟待解决的问题。

好氧-沉淀-厌氧（Oxic-Settling-anaerobic，OSA）工艺是近年来研发的一种新型污泥减量技术，该工艺始于20世纪90年代，其主要技术特征是通过在传统活性污泥工艺的污泥回流段增加一个解偶联污泥厌氧反应池，使处理系统的污泥处于好氧厌氧交替变化的环境；此时，微生物在好氧阶段生成的ATP不能立即用于细胞合成，而是在厌氧池内作为维持微生物生命活动的能量来源被消耗掉，以此促进微生物合成代谢与分解代谢相分离，从而达到污泥减量的目的。相关研究报道表明，与传统活性污泥法相比，OSA工艺的污泥产量可降低约20%～50%左右。但是OSA工艺有一个缺点，就是由于在反硝化和厌氧释磷阶段可供微生物利用的碳源较少，同时在好氧硝化阶段所产生的部分硝酸盐随回流污泥进入厌氧池，导致污水中的溶解性有机物被优先用于反硝化过程，在一定程度上抑制了聚磷菌的吸磷作用，因此通常OSA工艺的脱氮除磷效果受到一定程度的限制。

为了解决OSA工艺中存在的这些问题，有研究人员将活性污泥法的厌氧好氧（A-O）脱氮工艺与OSA工艺相结合，组成了A-OSA工艺。这种工艺的特点是在A-O工艺的污泥回流系统增加一个污泥厌氧反应池，以实现污泥减量的同时，改善系统的脱氮除磷效果。若干研究结果表明，该工艺在相应试验条件下，具有良好的污泥减量效果，在有机物去除方面，其COD去除率虽然随污泥在厌氧反应池停留时间的延长而略有提高，但要低于参照的A-O工艺；在脱氮方面，由于A-OSA工艺的SRT较长，虽可使硝化菌更好的硝化去除进水及回流污泥中的氨氮，使其出水氨氮相对较好，但是在TN方面，A-OSA工艺的出水则比A-O工艺要差。由此可见，A-OSA工艺仍存在进一步改进的余地。

发明内容

本发明主要是基于这一技术背景，针对OSA和A-OSA工艺中存在的上述问题，开发一种既能降低污泥产率，实现高效污泥减量的同时，又能提高其对污水中氮磷去除效率的污泥减量技术。为此，以一系列的试验研究为基础，根据污水生物处理的好氧缺氧及解偶联理论，提出一种新型的原位污泥减量工艺。即，在A-OSA工艺的好氧段内添加一定数量的复合腐殖生物填料，通过一段时间的运行，使A-OSA工艺好氧段曝气池内的活性污泥逐渐转化为腐殖活性污泥，同时将A-OSA工艺的污泥回流系统中的污泥停留池，改建为装有复合腐殖生物填料的污泥解偶联池，使系统回流污泥在该池内停留一段时间进行缺氧腐殖生化反应后，再回流至A-OSA工艺的进水段。

为了实现上述目的，本发明采取以下技术步骤：

一是为了能够实现普通活性污泥向腐殖活性污泥的转化，提高污水处理效能，在A-OSA工艺的好氧段内的曝气装置上方安装两层穿孔滤板，并在两层滤板之间的间隙中添加复合腐殖生物填料和轻石，此时活性污泥可以吸附腐殖生物填料释放出的不溶性腐殖酸，使其转化为可作为电子受体的还原态腐殖酸，进而强化微生物新陈代谢过程中的胞外电子传递效率，最终将自身由普通的活性污泥转化为具有较强脱氮除磷能力、污泥增殖速度较慢的腐殖活性污泥。

二是为了进一步降低整个系统的污泥产量，将A-OSA工艺的污泥回流系统中的污泥停留池，改建为装有复合腐殖生物填料的污泥解偶联池，使系统回流污泥在该池内停留一段时间后，再回流至A-OSA工艺的厌氧段参与运行。在这一过程中，可根据需要改变污泥解偶联池进水口的位置，调节该池的有效容积，以改变回流污泥在污泥解偶联池的停留时间。通过这种交替好氧/厌氧循环的环境变化，并在复合腐殖生物填料的腐殖生化作用下，可刺激系统中的微生物合成代谢与分解代谢相分离，使系统中的活性污泥产生合成代谢与分解代谢的解偶联效应，从而达到污泥减量的效果。

本发明的积极效果是：