城鎮(zhèn)生活污水處理廠深度處理工藝探討

摘 要：針對低C/N城鎮(zhèn)污水及工業(yè)廢水的深度脫氮處理。通過將富集馴化的低溶解氧硝化反應(yīng)器與短程反硝化厭氧氨氧化工藝相結(jié)合，在無外加碳源條件下，通過優(yōu)化工藝參數(shù)及進水流量分配實現(xiàn)該裝置的深度脫氮同時降低處理能耗，運行穩(wěn)定可靠，便于推廣。

關(guān)鍵詞：生活污水；深度處理；短程反硝化；厭氧氨氧化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.24.041

1 引言

活性污泥法廣泛用于各類污水中的氮磷等污染物的去除，利用活性污泥法進行的傳統(tǒng)生物脫氮過程是在好氧條件下將氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，缺氧階段利用有機物作為電子供體將硝態(tài)氮還原為氮氣實現(xiàn)氮的去除。但城市生活污水普遍存在碳源不足的問題，在使用傳統(tǒng)活性污泥處理工藝時會導(dǎo)致碳源不足引起的脫氮效率較低，難以達標(biāo)排放[1]。若增加深度處理則會提高運行成本高、增加占地面積。因此，如何通過耦合污水脫氮處理的關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)出節(jié)能降耗污水深度脫氮工藝，提高低C/N比生活污水中碳源的有效利用，在保證廢水高效脫氮基礎(chǔ)上降低處理成本及運行費用，實現(xiàn)節(jié)能、高效深度脫氮技術(shù)于一體的組合系統(tǒng)，已成為現(xiàn)階段污水處理領(lǐng)域的重大需求。

2 工藝思路

針對處理低C/N城市污水面臨處理效率低和運行能耗高的兩大技術(shù)難題，結(jié)合馴化富集低溶解氧硝化污泥、同步硝化反硝化和短程反硝化厭氧氨氧化聯(lián)用等關(guān)鍵技術(shù)，提出一種節(jié)能降耗深度處理低C/N生活污水的裝置及方法，即生活污水分為兩股依次進入兩個SBR中，在第一個SBR中，富集馴化低溶解氧全程硝化污泥，同時通過優(yōu)化進水方式充分利用第一股進水中的有機碳源，強化系統(tǒng)的同步硝化反硝化效果；在第二個SBR中，首先利用第二股生活污水中的有機碳源將第一個SBR反應(yīng)器出水中的硝態(tài)氮還原為亞硝態(tài)氮，隨后厭氧氨氧化菌以還原產(chǎn)物亞硝態(tài)氮和進水中的氨氮為底物進行自養(yǎng)脫氮，厭氧氨氧化反應(yīng)產(chǎn)生的部分硝態(tài)氮可以在下一個周期中被還原為亞硝態(tài)氮而得到去除，使系統(tǒng)中不會發(fā)生硝態(tài)氮的積累，提高總氮去除率。

3 技術(shù)方案

一種低氧硝化耦合短程反硝化厭氧氨氧化處理生活污水的裝置，主要由污水水箱、SND-SBR反應(yīng)器、中間水箱、A-SBR反應(yīng)器和出水箱組成；污水水箱經(jīng)進水管由SND-SBR進水泵和A-SBR進水泵分別連接到SND-SBR反應(yīng)器和A-SBR反應(yīng)器，SND-SBR反應(yīng)器通過中間水箱及回流泵與A-SBR反應(yīng)器連接，A-SBR反應(yīng)器經(jīng)過排水閥與出水箱連接。其特征在于：SND-SBR反應(yīng)器和A-SBR反應(yīng)器中均安裝有攪拌器；SND-SBR反應(yīng)器中設(shè)有曝氣裝置；SND-SBR反應(yīng)器中安裝有溶解氧測定儀，在線對曝氣裝置的曝氣量進行實時監(jiān)控，保證SND-SBR反應(yīng)器反應(yīng)過程中的DO濃度在0.2-0.4mg/L范圍內(nèi)；SND-SBR反應(yīng)器和A-SBR反應(yīng)器中均填充有聚氨酯泡沫懸浮生物填料。在SND-SBR反應(yīng)器中，填料的體積填充比為40%-50%，全部功能微生物均附著生長在泡沫填料上，以省去泥水分離環(huán)節(jié)，在增加排水比的同時防止污泥流失。

低氧硝化耦合短程反硝化厭氧氨氧化處理生活污水的方法，該方法的具體步驟為：

（1）反應(yīng)器的啟動運行：在SND-SBR反應(yīng)器中，接種取自傳統(tǒng)污水處理廠的回流污泥，接種后混合液污泥濃度為4200-5500mg/L。利用含NH4+-N濃度為45-55mg/L人工配水馴化富集低溶解氧硝化細菌。NH4+-N硝化反應(yīng)過程中，控制較低的曝氣量使DO濃度維持在0.15-0.35mg/L濃度范圍內(nèi)。在進水曝氣2.5h內(nèi)，混合液中NH4+-N<4.5mg/L時，認為SND-SBR反應(yīng)器低溶解氧硝化細菌富集完成。此時，向SND-SBR反應(yīng)器中投加懸浮生物填料，填料的體積填充比為35%-45%，同時SND-SBR的進水由人工配水改為實際生活污水，當(dāng)混合液中NH4+-N<4.5mg/L，NO3--N<30mg/L時，確認SND-SBR反應(yīng)器啟動完成，進入平穩(wěn)運行階段；在A-SBR反應(yīng)器中，接種已經(jīng)掛好短程反硝化生物膜的懸浮生物填料和厭氧氨氧化顆粒，A-SBR反應(yīng)器中填料的體積填充比為20%-25%，厭氧氨氧化顆粒污泥濃度為3000-4000mg/L。

（2）當(dāng)SND-SBR反應(yīng)器啟動結(jié)束之后，生活污水分為兩部分經(jīng)SND-SBR進水泵和A-SBR進水泵進入SND-SBR反應(yīng)器和A-SBR反應(yīng)器。第一股原水通過脈沖進水方式進入SND-SBR反應(yīng)器，在DO濃度為0.2-0.4mg/L條件下連續(xù)曝氣3-4.5h，附著生長在填料外部的低溶解氧硝化菌通過硝化作用將原水中的氨氮轉(zhuǎn)換為硝態(tài)氮，附著在填料內(nèi)部的異養(yǎng)菌利用原水中的有機物將產(chǎn)生的硝態(tài)氮進行反硝化脫氮處理。

（3）曝氣結(jié)束后，富含硝態(tài)氮的出水排入到中間水箱，后與第二股原水體積比按3：1分別經(jīng)回流泵和A-SBR進水泵進入A-SBR反應(yīng)器，A-SBR反應(yīng)器進水混合后的硝態(tài)氮和氨氮質(zhì)量濃度比在1.5-1.7范圍內(nèi)。缺氧攪拌2-3h，附著生長在填料上的短程反硝化菌以原水中有機物為電子供體，將硝態(tài)氮還原至亞硝態(tài)氮，厭氧氨氧化顆粒將產(chǎn)生的亞硝態(tài)氮和原水中的氨氮轉(zhuǎn)換為氮氣。厭氧氨氧化顆粒污泥濃度2000-3000mg/L。反應(yīng)結(jié)束后，出水經(jīng)排水閥排入出水箱，排水比75%。

4 運行實例

在該運行條件下，以南京某小區(qū)實際生活污水為處理對象（COD=160-320mg/L，TN=45-68mg/L）。在調(diào)試完成連續(xù)運行的3個月中，COD和TN的平均去除率分別為91%和87%，在未排泥的情況下，污泥濃度維持穩(wěn)定，系統(tǒng)具有良好的處理效果和污泥減量作用。

5 小結(jié)

通過將馴化富集低溶解氧硝化污泥、同步硝化反硝化和短程反硝化厭氧氨氧化聯(lián)用等關(guān)鍵技術(shù)有機結(jié)合并對進水方式和工藝運行參數(shù)進行合理優(yōu)化，最大限度利用原水中有機碳源，實現(xiàn)低能耗、深度脫氮于一體的組合系統(tǒng)。（1）馴化富集的低溶解氧硝化污泥在低溶解氧（DO=0.2-0.4mg/L）條件下，以相對穩(wěn)定的硝化速率實現(xiàn)氨氮的高效氧化。與傳統(tǒng)硝化污泥相比，節(jié)省曝氣量，降低運行成本；（2）最大限度的利用了原水中的有機碳源，用于反硝化脫氮和短程反硝化為厭氧氨氧化反應(yīng)提供底物，在無需額外投加有機碳源條件下，實現(xiàn)低C/N比污水的深度脫氮；（3）通過投加懸浮填料的方式使功能微生物附著生長在填料上，增加系統(tǒng)中的生物量，同時創(chuàng)造有利于異養(yǎng)反硝化菌生長的微環(huán)境，提高脫氮效率，減少泥水分離時間；（4）工藝啟動運行簡單易控，能夠快速實現(xiàn)穩(wěn)定脫氮。

參考文獻：

[1]袁亦方.兼氧與好氧膜生物反應(yīng)器處理低碳氮比污水對比試驗研究[D].華東交通大學(xué)，2016.

[2]桂雙林，麥兆環(huán)，付嘉琦，王歆，吳九九.基于厭氧氨氧化技術(shù)的新型生物脫氮工藝研究進展[J].能源研究與管理，2017（02）：29-33.

作者簡介：苗紅霞（1979-），女，山東臨沂人，本科，工程師，從事水污染治理、市政工程方面的設(shè)計與研究。