一种污水生物处理强化脱氮的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种污水生物处理强化脱氮的方法及装置，包括(1)在由厌氧-缺氧-好氧或缺氧-好氧生物处理过程组成的污水处理系统中，从好氧生物处理及沉淀分离后排出的生物污泥经胞外聚合物可溶化处理；(2)经胞外聚合物可溶化处理后的溶解液与未经胞外聚合物溶解的生物污泥进行水解酸化处理；(3)经水解酸化处理后的溶解液和生物污泥返送到污水生物处理的厌氧或缺氧处理单元入口端进行处理。本发明专利技术对经可溶化处理的溶解液转化为易生物降解物质，使未经过EPS可溶化处理的生物污泥得到驯化，回流至污水生物处理系统，为缺氧处理单元反硝化增加碳源，因此既增强了污水脱氮的效果，又可对生物污泥进行减量化资源化利用；提高了污泥利用效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种污水生物处理强化脱氮的方法及装置，特别是对污泥经胞外聚合物溶解后再进行水解酸化处理，把部分未经过胞外聚合物溶解化处理的生物污泥驯化成适于分解胞外聚合物溶解物，释放的高碳氮比、易生物降解的物质作为污水脱氮的碳源回流到污水生物脱氮处理系统的方法，属于水处理技术及环保领域。
技术介绍
随着水体富营养化问题的日渐突现，公众环境意识的提高，污水脱氮问题成为水污染控制中广泛关注的热点。越来越多的国家和地区制定了严格的污水氮排放标准。典型的生物脱氮技术是通过厌氧、缺氧、好氧等工序，使污水中发生氨氮的硝化、硝酸盐反硝化，实现出水N含量的降低，反硝化过程需要消耗一定的碳源。虽然这一方法具有同时脱除C、N、P且处理成本低等优点，但要想达到出水总氮含量<20mg/L(城镇污水处理厂污水排放二级标准)，根据实践经验必须保证原水中溶解性生物需氧量与总凯氏氮的比值大于等于4。而目前我国市政污水中有机物的含量普遍较低，反硝化碳源不足导致整个系统脱氮效率不佳。一些现有的处理办法存在问题，如向污水中投加乙酸钠等外加碳源的方法在提高处理效果的同时也大幅增加了运行成本，难于在我国普及推广；设立初沉污泥发酵池，利用发酵后的上清液来补充反硝化所需碳源的方法不仅耗时过长，也难以控制反应阶段。另一方面，剩余污泥处理的高成本已成为污水生物处理运行的制约因素，污泥的源头减量受到了高度关注。对剩余污泥进行胞外聚合物(EPS)溶解得到高碳氮比的溶解液，回流至污水生物处理系统可以为缺氧处理单元反硝化提供碳源，也可使污泥减量，但这种方法存在溶解的胞外聚合物多为难生物降解有机物、回流污泥中缺少适应于分解胞外聚合物溶解液的微生物等问题，严重地制约了该技术的普及。因此，探索一种高效、低成本的城市污水生物脱氮及生物污泥减量化新工艺非常必要。本专利技术将难生物降解的胞外聚合物溶解液有效地转化为生物可利用的有机碳源，并使未经过EPS可溶化处理的生物污泥得到驯化，成为适于分解胞外聚合物溶解物，达到提高回流碳源利用效率的目的，同时可使生物污泥减量化和增强污水脱氮能力，为解决本领域的技术经济难题提供技术手段。
技术实现思路
本专利技术涉及一种生物污泥经EPS溶解后再进行水解酸化处理，释放高碳氮比、易生物降解的物质作为反硝化脱氮的碳源，同时将生物污泥中未经过EPS溶解化处理的部分驯化出适于分解EPS溶解物的微生物，水解酸化后的物质回流至到生物厌氧或缺氧处理阶段，对污水进行脱氮的方法。污水处理厂每日产生大量生物污泥，生物污泥是由微生物和EPS等组成的，EPS约占污泥为50-60％，是生物污泥中有机物的主要组成部分，其中70％～80％是由蛋白质和多糖构成，余下的20％～30％来自于腐殖酸、核酸和脂类等，这些物质的碳与氮的比例大大高于生物细胞，溶解后的溶解液具有很高的碳氮比。EPS来源一是由细菌细胞新陈代谢分泌的高分子聚合物，二是来自于污废水中的化合物，即污泥所处的基质环境。有研究表明，污泥EPS是由40％可生物降解EPS和60％不可生物降解EPS组成，而可生物降解的部分则多为难生物降解物质，可生化性差。同时常规的生物脱氮处理系统即污水厌氧生物处理装置、污水缺氧生物处理装置和污水好氧生物处理装置中缺乏能够利用EPS的微生物，限制了EPS的利用效率。对排出的生物污泥进行EPS溶解可以得到高碳氮比的生物污泥溶解液；将其作为碳源回流到生物脱氮处理系统，如污水生物处理的厌氧或缺氧处理单元入口端，可以补充污水原水中的碳源，提高反硝化脱氮效果，同时对这一部分剩余污泥的消耗实现了生物污泥减量化；为了提高回流溶解液的可生化降解性并避免处理系统中缺乏相适应的微生物，该专利技术对生物污泥经过EPS溶解化处理后，再进行水解酸化处理，可以有效地使难生物降解的有机物进一步分解，转化为易生物降解物质，并使未经过可溶化的生物污泥得到驯化，驯化后的微生物更适应于降解EPS溶解后的产物，减少了投资成本。本专利技术是采用如下技术方案实现的：一种污水生物处理强化脱氮的方法，至少由如下过程组成：(1)在由厌氧‐缺氧‐好氧或缺氧‐好氧生物处理过程组成的污水处理系统中，从好氧生物处理及沉淀分离后排出的生物污泥经胞外聚合物可溶化处理；(2)经胞外聚合物可溶化处理后的溶解液与未经胞外聚合物溶解的生物污泥进行水解酸化处理；(3)经水解酸化处理后的溶解液和生物污泥返送到污水生物处理的厌氧或缺氧处理单元入口端进行处理。所述水解酸化池水力停留时间为24‐28h，污泥停留时间为1.5‐2d，碱度在700‐750mg/L。所述水解酸化处理添加的未经胞外聚合物溶解的生物污泥来源于沉淀池的回流污泥和缺氧池的泥水混合物的一种或多种选择。本专利技术的污水处理方法的装置，至少包括污水生物脱氮处理装置、沉淀池、EPS溶解装置和水解酸化处理装置；沉淀池的污泥出口与EPS溶解装置的污泥入口连接，EPS溶解装置的污泥出口与水解酸化处理装置污泥入口连接，沉淀池污泥出口与厌氧生物处理装置或缺氧生物处理装置污泥入口连接。所述污水生物脱氮处理装置包括串联的污水厌氧生物处理装置、污水缺氧生物处理装置和污水好氧生物处理装置；或串联的污水缺氧生物处理装置与污水好氧生物处理装置。水解酸化处理装置污泥入口包括以下3种连接方式：水解酸化处理装置未经胞外聚合物溶解的生物污泥来源为沉淀池污泥出口与水解酸化处理装置污泥入口连接。水解酸化处理装置未经胞外聚合物溶解的生物污泥来源为污水缺氧生物处理装置的污水缺氧生物处理后的泥水混合物出口与水解酸化处理装置的污泥入口连接。水解酸化处理装置未经胞外聚合物溶解的生物污泥来源为沉淀池污泥出口和污水缺氧生物处理装置的污水缺氧生物处理后的泥水混合物出口同时与水解酸化处理装置污泥入口连接。具体说明如下：污水生物脱氮处理系统所排出的泥水混合物在沉淀池中分离后，将生物污泥进行EPS溶解处理。由于生物污泥是由微生物和EPS等组成的，约占污泥为50-60％的EPS成分主要包括高碳氮比的多糖、蛋白质及少量的腐殖质，这些物质的碳与氮的比例大大高于生物细胞，溶解后的溶解液具有很高的碳氮比，但污泥EPS是由40％可生物降解EPS和60％不可生物降解EPS组成，而可生物降解的部分则多为难生物降解物质，可生化性差。且常规的生物脱氮处理系统即污水厌氧生物处理装置、污水缺氧生物处理装置和污水好氧生物处理装置中缺乏能够利用EPS的微生物，EPS的利用效率低。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种污水生物处理强化脱氮的方法，其特征至少由如下过程组成：(1)在由厌氧‑缺氧‑好氧或缺氧‑好氧生物处理过程组成的污水处理系统中，从好氧生物处理及沉淀分离后排出的生物污泥经胞外聚合物可溶化处理；(2)经胞外聚合物可溶化处理后的溶解液与未经胞外聚合物溶解的生物污泥进行水解酸化处理；(3)经水解酸化处理后的溶解液和生物污泥返送到污水生物处理的厌氧或缺氧处理单元入口端进行处理。

【技术特征摘要】
1.一种污水生物处理强化脱氮的方法，其特征至少由如下过程组成：
(1)在由厌氧-缺氧-好氧或缺氧-好氧生物处理过程组成的污水处理系统中，从
好氧生物处理及沉淀分离后排出的生物污泥经胞外聚合物可溶化处理；
(2)经胞外聚合物可溶化处理后的溶解液与未经胞外聚合物溶解的生物污泥进
行水解酸化处理；
(3)经水解酸化处理后的溶解液和生物污泥返送到污水生物处理的厌氧或缺氧
处理单元入口端进行处理。
2.如权利要求1所述的污水生物处理强化脱氮的方法，其特征在于水解酸化池水力
停留时间为24-28h，污泥停留时间为1.5-2d，碱度在700-750mg/L。
3.如权利要求1所述的污水生物处理强化脱氮的方法，其特征在于水解酸化处理添
加的未经胞外聚合物溶解的生物污泥来源于沉淀池的回流污泥和缺氧池的泥水
混合物的一种或多种选择。
4.实现权利要求1所述污水处理方法的装置，其特征在于至少污水生物脱氮处理装
置、沉淀池、EPS溶解装置和水解酸化处理装置；沉淀池的污泥出口与EPS...

【专利技术属性】
技术研发人员：张书廷，童璐，戴嘉敏，于佳瀛，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12