1、城 镇 生 活 污水 处 理 厂 深度 处 理 工 艺探 讨 苗红霞 江 苏 省嘉 庆 水务 发 展有 限 公司 摘 要： 针对低C/N 城镇污水及工业废水的深度脱氮处理。 通过将富集驯化的低溶解氧硝 化反应器与短程反硝化厌氧氨氧化工艺相结合, 在无外加碳源条件下, 通过优 化工艺参数及进水流量分配实现该装置的深度脱氮同时降低处理能耗, 运行稳 定可靠, 便于推广。 关键词 ： 生活污水; 深度处理; 短程反硝化; 厌氧氨氧化; 作 者简 介： 苗红霞 (1979-) , 女, 山东临沂人, 本科, 工程师, 从事水污染治 理、市政工程方面的设计与研究。 1 引言 活性污泥法广泛 用于各类污水
2、中的氮磷等污染物的去除, 利用活性污泥法进行 的传统生物脱氮过程是在好氧条件下将氨氮转化为硝态氮, 缺氧阶段利用有机 物作为电子供体将硝态氮还原为氮气实现氮的去除。 但城市生活污水普遍存在碳 源不足的问题, 在使用传统活性污泥处理工艺时会导致碳源不足引起的脱氮效 率较低, 难以达标排放1。若增加深度处理则会提高运行成本高、增加占地面 积。 因此, 如何通过耦合污水脱氮处理的关键技术开发出节能降耗污水深度脱氮 工艺, 提高低 C/N 比生活污 水中碳源的有效利用, 在保证废水高效脱氮基础上 降低处理成本及运行费用, 实现节能、 高效深度脱氮技术于一体的组合系统, 已 成为现阶段污水处理领域的重大
3、需求。 2 工艺思路 针对处理低C/N 城市污水面临处理效率低和运行能耗高的两大技术难题, 结合 驯化富集低溶解氧硝化污泥、 同步硝化反硝化和短程反硝化厌氧氨氧化联用等关 键技术, 提出一种节能降耗深度处理低 C/N 生活污水的装置及方法, 即生活污 水分为两股依次进入两个SBR 中, 在第一个SBR 中, 富集驯化低溶解氧全程硝化 污泥, 同时通过优化进水方式充分利用第一股进水中的有机碳源, 强化系统的 同步硝化反硝化效果;在第二个 SBR 中, 首先利用第二股生活污水中的有机碳源将第一个SBR 反应器出水中的硝态氮还原为亚硝态氮, 随后厌氧氨氧化菌以还 原产物亚硝态氮和进水中的氨氮为底物进
4、行自养脱氮, 厌氧氨氧化反应产生的 部分硝态氮可以在下一个周期中被还原为亚硝态氮而得到去除, 使系统中不会 发生硝态氮的积累, 提高总氮去除率。 3 技术方案 一种 低氧硝化耦合短程反硝化厌氧氨氧化处理生活污水的装置, 主要由污水水 箱、SND-SBR 反应器、 中间水箱、A-SBR 反应器和出水箱组成;污水水箱经进水管 由SND-SBR 进水泵和 A-SBR 进水泵分别连接到 SND-SBR 反应器和A-SBR 反应器, SND-SBR 反应器通过中间水箱及回流泵与 A-SBR 反应器连接, A-SBR 反应器经过 排水阀与出水箱连接。其特征在于:SND-SBR 反应器和A-SBR 反应器中
5、均安装有 搅拌器;SND-SBR 反应器中设有曝气装置;SND-SBR 反应器中安装有溶解氧测定仪, 在线对曝气装置的曝 气量进行实时监控, 保证 SND-SBR 反应器反应过程中的 DO 浓度在0.2-0.4mg/L 范围内;SND-SBR 反应器和 A-SBR 反应器中均填充有聚氨酯 泡沫悬浮生物填料。 在 SND-SBR 反应器中, 填料的体积填充比为40%-50%, 全部 功能微生物均附着生长在泡沫填料上, 以省去泥水分离环节, 在增加排水比的 同时防止污泥流失。 低氧硝化耦合短程反硝化厌氧氨氧化处理生活污水的方法, 该方法的具体步骤 为: (1) 反应器的启动运行:在SND-SBR
6、反应器中, 接种取自传统污水处理厂的回流 污泥, 接种后混合液污泥浓 度为4200-5500mg/L 。 利用含NH4-N 浓度为45-55mg/L 人工配水驯化富集低溶解氧硝化细菌。NH4-N 硝化反应过程中, 控制较低的曝气 量使DO 浓度维持在 0.15-0.35mg/L 浓度范围内。 在进水曝气 2.5h 内, 混合液中 NH4-N4.5mg/L 时, 认为SND-SBR 反应器低溶解氧硝化细菌富集完成。此时, 向 SND-SBR 反应器中投加悬浮生物填料, 填料的体积填充比为 35%-45%, 同时 SND-SBR 的进水由人工配水改为实际生活污水, 当混合液中NH4-N4.5mg/
7、L, NO3-N30mg/L 时, 确认 SND-SBR 反应器启动完成, 进入平稳运行阶段;在A-SBR 反应器中, 接种已经挂好短程反硝化生物膜的悬浮生物填料和厌氧氨氧化颗粒, A-SBR 反应器中填料的体积填充比为 20%-25%, 厌氧氨氧化颗粒污泥浓度为 3000-4000mg/L 。 (2) 当SND-SBR 反应器启动结束之后, 生活污水分为两部分经SND-SBR 进水泵和 A-SBR 进水泵进入 SND-SBR 反应器和A-SBR 反应器。 第一股原水通过脉冲进水方 式进入SND-SBR 反应器, 在DO 浓度为0.2-0.4mg/L 条件下连续曝气3-4.5h, 附 着生长在
8、填料外部的低溶解氧硝化菌通过硝化作用将原水中的氨氮转换为硝态 氮, 附着在填料内部的异养菌利用原水中的有机物将产生的硝态氮进行反硝化 脱氮处理。 (3) 曝气结束后, 富含硝态氮的出水排入到中间水箱, 后与第二股原水体积比 按3:1 分别经回流泵和 A-SBR 进水泵进入A-SBR 反应器, A-SBR 反应器进水混合 后的硝态氮和氨氮质量浓度比在 1.5-1.7 范围内。缺氧搅拌 2-3h, 附着生长在填料上的短程反硝化菌以原水中有机物为电子供体, 将硝态氮还原至亚硝态氮, 厌氧氨氧化颗粒将产生的亚 硝态氮和原水中的氨氮转换为氮气。 厌氧氨氧化颗粒 污泥浓度2000-3000mg/L 。 反
9、应结束后, 出水经排水阀排入出水箱, 排水比75%。 4 运行实例 在该运行条件下, 以南京某小区实际生活污水为处理对象 (COD=160-320mg/L, TN=45-68mg/L) 。在调试完成连续运行的 3 个月中, COD 和TN 的平均去除率分 别为91% 和87%, 在未排泥的情况下, 污泥浓度维持稳定, 系统具有良好的处理 效果和污泥减量作用。 5 小结 通过将驯化富集低溶解氧硝化污泥、 同步硝化反硝化和短程反硝化厌氧氨氧化联 用等关键技术有机结合并对进水方式和工艺运行参数进行合理优化, 最大限度 利用原水中有机碳源, 实现低能耗、深度脱氮于一体的组合系统。 (1) 驯化富 集的
10、低溶解氧硝化污泥在低溶解氧 (DO=0.2-0.4mg/L) 条件下, 以相对稳定的 硝化速率实现氨氮的高效氧化。 与传统硝化污泥相比, 节省曝气量, 降低运行成 本; (2) 最大限度的利用了原水中的有机碳源, 用于反硝化脱氮和短程反硝化 为厌氧氨氧化反应提供底物, 在无需额外投加有机碳源条件下, 实现低 C/N 比 污水的深度脱氮; (3) 通过投加悬浮填料的方式使功能 微生物附着生长在填料 上, 增加系统中的生物量, 同时创造有利于异养反硝化菌生长的微环境, 提高 脱氮效率, 减少泥水分离时间; (4) 工艺启动运行简单易控, 能够快速实现稳 定脱氮。 参考文献 1 袁亦方.兼氧与好氧 膜生物反应器处理低碳氮比污水对比试验研究D.华东 交通大学, 2016. 2 桂双林, 麦兆环, 付嘉琦, 王歆, 吴九九.基于厌氧氨氧化技术的新型生物 脱氮工艺研究进展J. 能源研究与管理, 2017 (02) :29-33.
