[发明专利]一种污水自养反硝化脱氮除磷系统及方法

说明书

一种污水自养反硝化脱氮除磷系统及方法，属于污水处理技术领域。通过水质水量调节池均衡污水水质与水量，通过反应器罐内部装填化学催化生物载体，在化学催化生物载体上富集自养反硝化菌，利用化学催化生物载体的化学反应产物为微生物自养反硝化的提供电子，将硝酸盐氮还原为氮气，化学催化生物载体内部催化内电解反应生成的Fe²⁺被氧化为Fe³⁺，并与水中PO₄^3‑发生沉淀反应，生成FePO₄·2H₂O，将污水中氮和磷的快速深度脱除。本发明处理低碳氮比污水时，无需额外投加有机碳源。具有效率高、能耗低、操作方便、安全、无二次污染等优势，可实现低碳氮比污水中氮和磷的同步快速深度脱氮。

技术领域

本发明涉及一种污水自养反硝化脱氮除磷系统及方法，属于水处理技术领域。

背景技术

对于受污染的地表水和地下水、城市污水厂尾水及石油化工、化肥、味精、养殖等行业的生产废水，由于其有机物含量不足，导致利用传统生物脱氮技术处理时脱氮效率低。同时，我国城镇污水排放标准逐年提高，且对一些经济发达、环境容量小的地区提出了更为严格的要求，其中北京地方标准《北京水污染物综合排放标准》(DB11/307-2013)中的A控标准最为严格。而我国城市污水的碳氮比(C/N)普遍较低，反硝化碳源不足，难以实现总氮(TN)的深度脱除，因此对有机物含量较低的污水进行深度脱氮已成为目前水处理领域亟待解决的难题。

目前，可实现污水深度脱氮技术主要有外加有机碳源技术和自养反硝化技术。外加有机碳源以甲醇、乙醇、乙酸等为主，但由于外加碳源成本较高，且易残留，造成二次污染，因此在实际生产中未得到广泛应用。自养反硝化脱氮技术主要以氢气、硫及其化合物和单质铁为电子供体。以氢气为电子供体的自养反硝化技术存在氢气利用率低、氢气易泄漏及氢气储存、运输成本高等问题，难以在实际应用中推广。以硫及其化合物为电子供体的自养反硝化技术虽然成本较低，但脱氮过程中生成大量的硫酸和硫酸盐，对水体造成严重的二次污染，因此未在工程应用中得到推广。以铁为基质的自养反硝化脱氮技术克服了以氢气、硫及其化合物为电子供体的自养反硝化脱氮技术存在的弊端，其脱氮主要依靠零价铁(Fe⁰)腐蚀过程提供电子，但在通常污水水质条件下铁的腐蚀非常缓慢，导致该技术的自养反硝化脱氮效率低下。因此，研发高效、低耗、操作方便、安全、无二次污染的脱氮新技术具有重要意义。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提出了一种污水自养反硝化脱氮除磷系统及方法。

一种污水自养反硝化脱氮除磷方法，含有以下步骤；通过水质水量调节池均衡污水水质与水量，通过反应器罐内部装填化学催化生物载体，在化学催化生物载体上富集自养反硝化菌，利用化学催化生物载体的化学反应产物为微生物自养反硝化的提供电子，将硝酸盐氮还原为氮气，化学催化生物载体内部催化内电解反应生成的Fe²⁺被氧化为Fe³⁺，并与水中PO₄^3-发生沉淀反应，生成FePO₄·2H₂O，将污水中氮和磷的快速深度脱除。

反应器罐的运行过程是在微曝气下运行，气水比为0.5:1-3:1。污水在反应器罐内的水力停留时间为4.5-10.5h。污水进入反应器罐的流向有上向流和下向流2种形式。

一种污水自养反硝化脱氮除磷系统，进水泵的进口端连接水质水量调节池，进水泵的出口端连接进水阀门及进水流量计，进水流量计的另一端连接反应器罐内的布水管，反应器罐的内腔连接化学催化生物载体，化学催化生物载体的下方为曝气沙盘，空气压缩机依次连接进气阀门、进气流量计及出气阀门，出气阀门的另一端连接反应器罐的底部，反应器罐的底部还依次连接出水阀门和出水三通。