[发明专利]一种生活污水有机物回收耦合铁自养反硝化/硝化脱氮及除磷的方法

说明书

本发明公开了一种生活污水有机物回收耦合铁自养反硝化/硝化脱氮及除磷的方法，其特征在于，使活性炭充分吸附生活污水中的有机物；在缺氧池中投加含铁物质，去除污水中的硝态氮、亚硝态氮及磷；将吸附后的活性炭加入到水热釜，进行水热处理；硝化菌将污水中的氨态氮转化为硝态氮与亚硝态氮；出水部分回流至缺氧池，通过铁自养反硝化过程去除硝态氮与亚硝态氮，其余进入二沉池进行沉淀；水与污泥分别排出，最终达到生活污水中有机物回收及脱氮及除磷的效果。本发明运行成本低，无需外部投加碳源，同时实现生活污水中的有机物、总氮、总磷的高效去除，通过水热法可回收污水中的有机物并实现有机物的碳化及循环利用。

技术领域

本发明涉及一种生活污水有机物回收耦合铁自养反硝化/硝化脱氮及除磷的方法，属于污水处理领域。

背景技术

随着我国近年来城市化进程不断加快，城市人口数量增加的同时，生活污水排放量也在快速增加。生活污水种类复杂，如果不经处理或处理不达标就排入自然水体，会直接对居民人体健康与自然环境造成危害。为了实现城市建设进程的持续化发展以及保障居民的健康安全，必须做好生活污水的处理工作。国家颁布的《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)对处理后污水中各项指标做出了明确要求，其一级A标准中主要控制项目与最高允许排放浓度为：COD50mg/L、总氮15mg/L、氨氮5mg/L、总磷0.5mg/L。且随着环境管理日益严格的走向，虽然国家标准中“一级A”已是最高要求，但在实际项目中，已出现了一大批以“地表Ⅳ类水”或“准Ⅳ类水”为排放标准的水务项目。

目前，我国对生活污水的处理技术主要分为化学法与生物法。化学法是指在污水中投入化学物质，通过化学反应与传质作用去除或转化污染物，它的处理对象主要是污水中的无机的或有机的(难于生物降解的)溶解物质或胶体物质，但是其成本较高，投入的化学物质可能对环境造成二次污染。生物处理技术是目前城市生活污水处理中常用的工艺。污水生物处理是利用自然界中广泛分布的个体微小、代谢营养类型多样、适应性能力强的微生物的新陈代谢作用对污水进项净化的处理办法。目前,常见的生物脱氮除磷组合工艺如多级A/O-MBR、A2/O-MBBR和A2/O-MBR等工艺,逐渐不能满足日益严格的污水处理标准,其原因主要由于进水C/N低、碳源竞争、泥龄矛盾及出水硝态氮浓度高等问题导致总氮(TN)和总磷(TP)去除效果不佳。针对上述氮磷污染物去除效果差问题,城镇污水处理厂基本采用投加外部碳源、优化工艺参数和应用新工艺技术等方法。但这些方法不仅技术要求和运行成本较高,而且容易产生二次污染,不能从根本上解决污水低碳源、碳源竞争及泥龄矛盾影响脱氮除磷的问题。并且在传统污水处理过程中，有机物被微生物摄取后，约有1/3被分解、稳定，即产生二氧化碳，从而加剧温室效应。

活性炭含有丰富的孔隙结构和较大的比表面积，对大部分有机物有很强的吸附能力，且活性炭无毒无味，是一种优良的吸附剂，常被用作去除水中的颜色或空气中的异味等。但在实际使用过程中，存在饱和活性炭再生成本高的问题。水热碳化反应是一个典型的放热过程，其主要通过脱水和脱羧反应来降低原料中O、H的含量，但其具体反应过程非常复杂，目前，为大多数研究者所接受的水热碳化过程主要分为以下几个阶段：(1)前驱体水解成单体，体系pH值下降；(2)单体脱水并诱发聚合反应；(3)芳构化反应导致最终产物的形成。

铁自养反硝化是指铁自养反硝化细菌以无机碳化合物作为碳源，以硝酸根作为电子受体，单质铁及各种形式的Fe(Ⅱ)化合物作为电子供体，通过生物氧化还原反应获得能量并将硝酸盐、亚硝酸盐还原为氮气。铁自养反硝化过程中析出的各价铁离子与磷酸根形成磷酸盐沉淀，同时达到除磷的效果。

发明内容

本发明所解决的技术问题是：提供一种去除污水中有机物且脱氮除磷的方法，其可同时完成对有机物的回收并获得可循环使用的碳材料。

为了解决上述问题，本发明的技术方案是：一种生活污水有机物回收耦合铁自养反硝化/硝化脱氮及除磷的方法，其特征在于，包括以下步骤：