[发明专利]一种低能耗自养脱氮市政污水处理系统及方法

说明书

本发明公开了一种低能耗自养脱氮市政污水处理系统及方法，系统包括：厌氧脱碳反应器、除泥罐、自养脱氮反应器、沉淀罐、化学除磷搅拌罐、化学除磷沉淀罐、吸收罐、化学除磷加药装置、微曝气装置和布水装置。方法包括：先通过厌氧环境去除绝大部分BOD，使有机氮转化为氨氮，并释磷；清除悬浮物后进入自养脱氮，通过一体式微曝气CANON反应器进行部分亚硝化和厌氧氨氧化，来达到自养脱氮效果；然后通过化学除磷达到最终处理效果，实现厌氧除碳加自养脱氮加化学除磷对市政污水进行处理。该系统及方法通过厌氧、微氧环境来处理市政污水，能够大大降低传统工艺的曝气能耗，同时厌氧工艺的剩余污泥量较低，节省剩余污泥处置费，降低运营成本。

技术领域

本发明涉及污水处理领域，尤其涉及一种低能耗自养脱氮市政污水处理系统及方法。

背景技术

市政污水处理技术已经发展了一百多年，现有很多非常成熟的市政污水处理工艺，如氧化沟、SBR、A²O等。但这些现有的成熟工艺主要采用好氧活性污泥法(含有厌氧和兼氧区域)，需要对污水进行大量的曝气，能耗较高；另外，好氧活性污泥工艺中微生物增殖速率快，产生大量剩余污泥，剩余污泥不但加重环境负担，还大幅度提高了污水处理厂的运营成本；此外，市政污水的C/N比对基于硝化反硝化的传统脱氮工艺来说，在反硝化环节碳源稍有不足，导致出水总氮较高。

以厌氧技术著称的荷兰瓦赫宁根大学教授卡茨·莱廷格(Gatze Lettinga)，在世界各地建立了一些UASB反应器(即厌氧脱碳反应器)处理市政污水(生活污水)的工程案例，这些厌氧工程在运行一段时间后表明，厌氧技术对去除低COD浓度的市政污水具有良好的效果，以原水水质不同COD去除率达到了50～80％，BOD去除率达到了70～80％，在UASB反应器后接氧化塘等生化工艺，达到了较好的处理效果。但该工艺中氧化塘水力停留时间长达1天，整体水力停留时间过长，占地面积大；而UASB反应器后接传统硝化反硝化工艺，则反硝化环节存在碳源严重不足的问题。

厌氧氨氧化是一种不需要有机碳源(COD)的新型自养脱氮工艺。荷兰帕克公司在内蒙古通辽的梅花味精建造了占地6700m³的ANAMMOX生物反应器，处理食品添加剂生产废水，废水中氨氮浓度高于600mg/L，氨氮去除效率达到了95％以上。将水中氨氮进行厌氧氨氧化反应，需要对50～60％的氨氮进行亚硝化，即形成亚硝氮与氨氮约1.0～1.3:1.0的比例关系。2002年，荷兰Deft工业大学提出了基于亚硝酸盐的完全自养脱氮CANON工艺(completely autotrophic nitrogen removal over nitrite)，其基本原理是好氧氨氧化菌(亚硝酸菌)在有氧条件下将约50％的氨氮氧化为亚硝氮，厌氧氨氧化菌则在厌氧条件下把氨和亚硝酸转化为氮气，实现氮素去除目的。由于亚硝酸菌和厌氧氨氧化菌都是自养型细菌，因此该工艺可以在无机或者低COD条件下进行。另一方面，亚硝酸菌需要氧气，而厌氧氨氧化菌对氧气敏感，因此CANON工艺须在低氧环境中实施。Sliekers等人利用序批式和气提式两种反应器对CANON工艺进行了小规模试运行，结果良好，但市政污水对于CANON工艺来说，存在有机碳源浓度太高的问题。

发明内容

基于现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种低能耗自养脱氮市政污水处理系统及方法，能现有传统市政污水处理工艺存在的能耗高、污泥产量大、出水总氮超标等问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明实施方式提供一种低能耗自养脱氮市政污水处理系统，包括：

厌氧脱碳反应器、除泥罐、自养脱氮反应器、沉淀罐、化学除磷搅拌罐、化学除磷沉淀罐、吸收罐、化学除磷加药装置、微曝气装置和布水装置；其中，

所述厌氧脱碳反应器设有总进水口，该厌氧脱碳反应器的出水口顺次连接除泥罐、自养脱氮反应器、沉淀罐、化学除磷搅拌罐和化学除磷沉淀罐，所述化学除磷沉淀罐设有总出水口；