[发明专利]基于双回流和梯度限氧的低碳氮比污水脱氮装置及其方法

说明书

本发明公开了一种基于双回流和梯度限氧的低碳氮比污水脱氮装置及其方法，属于环境工程污水生物处理脱氮技术领域。装置包括：调节池、配水槽、生物转盘脱氮反应器、梯度限氧生化池、沉淀池。应用时，待处理污水依次流经调节池、配水槽、生物转盘脱氮反应器、梯度限氧生化池和沉淀池。其中梯度限氧生化池末端部分污水分别回流到配水槽前端和梯度限氧生化池前端，而沉淀池的部分污泥回流到同样的位置，形成双回流系统。本发明的有益效果在于不需要大量曝气和外加碳源，运行费用低，处理效率高，出水水质稳定，可满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918‑2002)中一级A标准和浙江省清洁水排放标准对氨氮和总氮的要求。

技术领域

本发明属于环境工程污水生物处理脱氮技术领域，具体涉及一种基于双回流和梯度限氧，通过自养硝化反硝化对低碳氮比污水脱氮的方法。

背景技术

近几十年来，我国经济社会快速发展、城镇规模日益扩大、城镇污水排放量急剧增加，而现有城镇污水处理厂因技术工艺存在缺陷等问题，导致大量氮元素等进入水体，水环境污染状况日益恶化。同时，国家对污水处理厂的出水水质要求越来越严格，《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级A标准要求出水氨氮浓度小于5mg/L，总氮浓度小于15mg/L。浙江省更是提出了清洁水排放，氨氮浓度小于3mg/L，总氮浓度小于12mg/L，达到地表水IV类水标准排放。目前，很多城镇污水处理厂的排放标准依然处于一级B标准，有的甚至不能稳定达标，出水水质亟待提高。

目前关于污水脱氮的方法可以分为物化法和生物法，其中生物法因高效性和经济可行性而被广泛应用于城镇污水的处理。传统的污水生物脱氮技术包括氨化、硝化和反硝化三个过程：氨化是指水体中的有机氮在氨化菌的作用下转化成氨态氮；硝化则是氨态氮被氨氧化菌氧化成亚硝态氮，继而由亚硝酸盐氧化菌将亚硝态氮氧化成硝态氮；反硝化，即在缺氧或者厌氧的条件下，亚硝态氮和硝态氮被反硝化菌还原成氮气。硝化过程需要大量曝气消，动力消耗大；反硝化过程需要大量的碳源。我国城镇污水的碳氮比普遍低于4，碳源不足，在实际运行中，需要投加碳源，造成运行费用增加。同时，外加碳源还会导致剩余污泥量增大，加大污水处理厂处理污泥的成本和难度。

因此，在现有的基础研究上，突破传统工艺，开发处理效率高、运行费用低、出水水质符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A的城镇污水生物脱氮处理技术具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有污水生物脱氮技术处理低碳氮比污水硝化过程需要大量曝气，反硝化过程需要外加碳源的不足，提供一种基于双回流和梯度限氧，通过自养硝化反硝化对低碳氮比污水高效脱氮的方法。本发明提供的方法不需要大量曝气和外加碳源，运行费用低，处理效率高，出水水质稳定，氨氮浓度小于3mg/L，总氮浓度小于12mg/L，可满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级A标准和浙江省清洁水排放标准对氨氮和总氮的要求。

为实现上述发明的目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于双回流和梯度限氧的低碳氮比污水脱氮装置，其包括调节池、配水槽、生物转盘脱氮反应器、梯度限氧生化池和沉淀池；调节池、配水槽、生物转盘脱氮反应器、梯度限氧生化池和沉淀池通过配水管道依次首尾连通；所述调节池前端设置进水口；所述梯度限氧生化池包括四个依次串联相连通的反应室，进水以推流的方式顺次通过第一反应室、第二反应室、第三反应室和第四反应室；每个所述反应室内装有搅拌装置和曝气装置；所述梯度限氧生化池末端设置污水回流管道，用于将部分污水分别回流到配水槽前端和梯度限氧生化池的第一反应室前端；所述沉淀池末端设有出水口和排泥口；所述排泥口设于沉淀池底部，外接污泥管道，用于排出沉淀池的污泥，同时将部分污泥分别回流到配水槽前端和梯度限氧生化池的第一反应室前端。

作为优选，所述生物转盘脱氮反应器的盘片为立体网状结构，空隙率95％～98％以上。

作为优选，所述生物转盘脱氮反应器的转盘上部装有半圆形玻璃钢盖。