CN2018101842823一种低碳氮比城市污水强化生物脱氮除磷的方法公开号10840889

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(43)申请公布日(21)申请号201810184282.3(22)申请日2018.03.07(71)申请人同济大学地址200092上海市杨浦区四平路1239号(72)发明人王学江　王健　李静　王鸢　邓曼君　刘帆　李远　赵建夫　(74)专利代理机构上海正旦专利代理有限公司31200代理人张磊(51)Int.Cl.C02F3/30(2006.01)C02F101/16(2006.01)C02F101/10(2006.01)(54)发明名称一种低碳氮比城市污水强化生物脱氮除磷的方法(57)摘要本发明涉及一种低碳氮比城市污水强化生物脱氮除磷的方法，具体地说是利用低碳氮比城市污水厂剩余污泥种植高碳水化合物植物，将收割的植物粉碎打浆后用作活性污泥反硝化反应的补充碳源，实现对污水中硝酸盐的高效生物反硝化脱除，同时，植物浆料中的纤维粉末可有效吸附污水中的磷，并改善活性污泥的沉降性能，从而实对低碳氮比城市污水中磷酸盐的强化去除。本发明技术简单，便于工程应用，能很好地满足现有低碳氮比污泥脱氮除磷工艺升级改造的需要，并同时实现对剩余污泥的资源化处理处置。权利要求书1页说明书3页CN108408895A2018.08.17CN108408895A1.一种低碳氮比城市污水强化生物脱氮除磷的方法，其特征在于具体步骤如下：（1）以低碳氮比城市污水厂脱水污泥为种植土壤，进行高碳水化合物植物种植，将定期收割的植物利用青鲜植物粉碎打浆机进行粉碎打浆，粉碎效果不小于100目，得到浆料A；（2）将步骤（1）所得浆料Ａ投加到低碳氮比城市污水厂的活性污泥反硝化脱氮反应池中采用活性污泥工艺，调整活性污泥反硝化脱氮反应池中的BOD/NO3-比为1.5~3，即可实现原有活性污泥工艺对污水中氮磷的强化去除。2.根据权利要求1所述的低碳氮比城市污水强化生物脱氮除磷的方法，其特征在于步骤（1）中所述脱水污泥的含水率为55~75%。3.根据权利要求1所述的低碳氮比城市污水强化生物脱氮除磷的方法，其特征在于步骤（1）中所述的高碳水化合物植物为蔗糖一号牧草、甜高粱、甜菜或甘蔗中任一种，其种植方法参照各自的种植说明，收割时间分别按照各自物种的生长周期确定。4.根据权利要求1所述的低碳氮比城市污水强化生物脱氮除磷的方法，其特征在于步骤（2）中所述的活性污泥工艺包括任一含有反硝化脱氮反应池的活性污泥工艺。权　利　要　求　书1/1页2CN108408895A2一种低碳氮比城市污水强化生物脱氮除磷的方法技术领域[0001]本发明涉及一种低碳氮比城市污水强化生物脱氮除磷的方法，属于污水处理技术领域。背景技术[0002]随着水体富营养化的加剧，氮、磷等植物营养元素的去除已成为城市污水处理的重要任务。在诸多的污水处理技术中，生物处理技术以其消耗少、效率高、成本低、工艺操作管理方便可靠和无二次污染等显著优点而备受人们的青睐。然而，生物脱氮除磷所需的碳源不足是我国城镇污水处理厂的共性问题，绝大多数城镇污水处理厂的进水碳源不能满足生物脱氮除磷所需。与此同时，随着污水排放标准的进一步提高，碳源不足对生物系统稳定去除氮、磷的影响更加突出，大量污水处理厂存在出水氮、磷不达标或不能同时达标的问题。针对该问题，目前有采用分点进水、补充外加碳源（如甲醇、葡萄糖、丙酸等）、开发新工艺（如反硝化除磷工艺）等方式, 以提高生物处理系统的脱氮除磷效果，但是这些方式存在增加大量运行成本、工程应用效果难保证等缺点。因此，如何在充分挖掘内部碳源，成为众多污水处理厂需要面对的问题。[0003]采用剩余污泥发酵产挥发性脂肪酸（VFAs），用于补充生物处理系统所需碳源来强化氮磷去除，是近年逐渐兴起的研究热点，并被认为是一种有效的碳源补充方式，然而由于剩余污泥发酵液中同时含有高浓度的氮，这对其碳源补充作用造成极其不利的影响，因此，该技术的实际应用如何少见报道，仍有待进一步研究。[0004]近年来，利用城市剩余污泥进行贫瘠土壤改良和生物新能源植物的种植受的人们关注。因此，若将低碳氮比城市污水厂的剩余污泥用于富含高碳水化合物的植物种植，进而将其作为外加碳源回用于生物脱氮除磷工艺，不但能提高脱氮除磷效果，降低污水厂购买外加碳源的成本，而且也可有效解决剩余污泥资源化处理处置的问题，避免了二次污染。发明内容[0005]针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种低碳氮比城市污水强化生物脱氮除磷的方法，为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:本发明提出的一种低碳氮比城市污水强化生物脱氮除磷的方法，具体步骤如下：（1）以低碳氮比城市污水厂脱水污泥为种植土壤，进行高碳水化合物植物种植，定期收割后，利用青鲜植物粉碎打浆机进行粉碎打浆，粉碎效果不小于100目，得浆料A。[0006]（2）将步骤（１）所得浆料Ａ投加到低碳氮比城市污水厂的活性污泥反硝化脱氮反应池中采用活性污泥工艺，调整反应池中的BOD/NO3-比为1.5~3，即可实现原有活性污泥工艺对污水中氮磷的强化去除。[0007]本发明中，步骤（1）中所述的脱水污泥的含水率为55~75%。[0008]本发明中，步骤（1）中所述的高碳水化合物植物为蔗糖一号牧草、墨西哥玉米草、甜高粱、甜菜或甘蔗中任一种，其种植方法参照各自的种植说明，刈割时间分别按照各自物说　明　书1/3页3CN108408895A3种的生长周期确定。[0009]本发明中，步骤（2）中所述的活性污泥工艺包括任一含有反硝化脱氮反应池的活性污泥工艺。[0010]本发明的原理为：利用低碳氮比城市污水厂剩余污泥进行高碳水化合物植物的种植，将收割的植物粉碎打浆后用作活性污泥反硝化反应的补充碳源，实现对污水中硝酸盐的高效反硝化脱除，同时，植物浆料中的纤维粉末可有效吸附污水中的磷，并改善活性污泥的沉降性能，从而实对低碳氮比城市污水中磷酸盐的强化去除。[0011]与现有技术相比，本发明的有益效果在于：1.本发明采用剩余活性污泥种植高碳水化合物植物的种植，获取高品质的生物质碳源，其可通过补充碳源、吸附和改善污泥沉降性能等作用，实现对低碳氮比城市污水中的氮磷强化去除，有效降低了低碳氮比污水厂生物脱氮除磷的生产成本。[0012]2.本发明同时实现对剩余活性污泥的高效资源化处理处置，实现了污水处理厂的碳循环，避免了剩余污泥处理的二次污染。具体实施方式[0013]以下实施例将对本发明作进一步说明。[0014]实施例1（1）以上海某典型低碳氮比城市污水厂含水率55%的剩余污泥为种植土壤，进行高碳水化合物植物蔗糖一号牧草种植，种植密度为2500芽/亩（详细种植方法参照种植说明），第一次牧草长到30厘米左右高度时收割一次，以后平均1.2米（从蔸部到顶部生长点）收割一次。将收割的蔗糖一号牧草利用青鲜植物粉碎打浆机进行粉碎打浆，粉碎效果不小于100目，得浆料A。[0015]（2）本实施例中，采用厌氧/缺氧/好氧（A2/O）活性污泥脱氮系统处理低碳氮比城市污水，A2/O反应器有效容积为2m3，厌氧:缺氧:好氧=1:1:1，厌氧区和缺氧区设有搅拌，好氧区DO控制在2.5mg/L，污泥回流比50%，消化液回流比为100%，泥龄控制在12d，以某城市污水为处理对象（进水水质见表1）。在实验条件相同的情况下，进行投加浆料A前后的处理性能对照试验，其中，浆料A投加量按照反硝化池BOD/NO3-N=2进行调配。稳定运行结果表明，与未投加浆料A相比，投加浆料A的工艺对污水中COD、氮磷的去除效果有明显提高。[0016]表1A2/O工艺处理城市污水性能项目CODcr(mg/L)NH3-N(mg/L)TP(mg/)TN(mg/)进水11329.73.231.5未投加浆料A出水520.920.8319.5投加浆料A出水410.650.479.1实施例2（1）以上海某典型低碳氮比城市污水厂含水率为60%的剩余污泥为种植土壤，进行高碳水化合物植物甜菜种植（详细种植方法参照种植说明），平均生长到20周时进行收割，将收割的甜菜利用青鲜植物粉碎打浆机进行粉碎打浆，粉碎效果不小于100目，得浆料A。[0017]（2）本实施例中，采用厌氧/缺氧/好氧（A2/O）活性污泥脱氮系统处理低碳氮比城市污水，A2/O反应器有效容积为2m3，厌氧:缺氧:好氧=1:1:1，厌氧区和缺氧区设有搅拌，好说　明　书2/3页4CN108408895A4氧区DO控制在2.5mg/L，污泥回流比50%，消化液回流比为100%，泥龄控制在12d，以某城市污水为处理对象（进水水质见表1）。在实验条件相同的情况下，进行投加浆料A前后的处理性能对照试验，浆料A投加量按照反硝化池BOD/NO3-N=2.5进行调配。稳定运行结果显示，与未投加浆料A相比，投加浆料A的工艺对污水中COD、氮磷的去除效果有明显提高。[0018]表1A2/O工艺处理城市污水性能项目CODcr(mg/L)NH3-N(mg/L)TP(mg/)TN(mg/)进水12721.43.527.6未投加浆料A出水471.020.6517.8投加浆料A出水410.730.417.9实施例3（1）以上海某典型低碳氮比城市污水厂含水率为60%的剩余污泥为种植土壤，进行高碳水化合物植物墨西哥玉米草的种植（详细种植方法参照种植说明），植株生长到1米左右进行第一次收割，以后每30d收割一次，将收割的甜菜利用青鲜植物粉碎打浆机进行粉碎打浆，粉碎效果不小于100目，得浆料A。[0019]（2）本实施例中，采用厌氧/缺氧/好氧（A2/O）活性污泥脱氮系统处理低碳氮比城市污水，A2/O反应器有效容积为2m3，厌氧:缺氧:好氧=1:1:1，厌氧区和缺氧区设有搅拌，好氧区DO控制在2.5mg/L，污泥回流比50%，消化液回流比为100%，泥龄控制在12d，以某城市污水为处理对象（进水水质见表1）。在实验条件相同的情况下，进行投加浆料A前后的处理性能对照试验，浆料A投加量按照反硝化池BOD/NO3-N=3进行调配。稳定运行结果显示，与未投加浆料A相比，投加浆料A的工艺对污水中COD、氮磷的去除效果有明显提高。[0020]表1A2/O工艺处理城市污水性能项目CODcr(mg/L)NH3-N(mg/L)TP(mg/)TN(mg/)进水15130.14.133.2未投加浆料A出水571.320.9221.3投加浆料A出水460.970.5213.3说　明　书3/3页5CN108408895A5