三污泥污水碳氮磷同時去除及污泥穩定化處理方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種城市污水污泥處理的方法，屬于市政工程、環境工程廢水處理技術領域。
【背景技術】
[0002]目前，國內外水體富營養化現象越來越嚴重，因此為保護水資源，點源污水中的營養元素氮和磷必須去除。然而，污水生物同步脫氮除磷過程較復雜，其中涉及BOD降解、硝化、反硝化、釋磷以及吸磷等多個生化反應，且各個反應過程對微生物組成及含量、底物類型及環境條件的要求均不相同，因此在單污泥污水生物處理系統中實現同步脫氮和除磷，不可避免地產生多種矛盾關系。同時，碳源種類對活性污泥釋磷速率、反硝化速率影響較大，實踐證明乙酸是脫氮除磷系統的優質碳源。
[0003]在污水處理過程中，污泥是必不可少的副產物，污泥產量通常能達到污水處理量的0.3-0.5%(以體積計算)或1~2%(以質量計算)。若污水處理廠有深度處理工藝，則污泥產量還會增加0.5-1.0倍，因此，需要采取經濟、有效的方法進行處理。城市污泥中含有豐富的營養元素，如果采用厭氧消化處理技術，在對污泥進行厭氧處理的過程中還能夠同時實現污泥的減量化和穩定化，并生成沼氣。但傳統的厭氧消化技術存在處理效率低、停留時間長、產氣量少等問題。因此從厭氧消化技術原理出發，將產酸相和產甲烷相分離的兩相厭氧消化技術由于消除了上述確定而逐漸受人矚目。但兩相厭氧消化工藝在運行中，產酸相易出現酸化問題，而導致運行效果不穩定。
[0004]綜上，如何消除污水處理系統中同步脫氮除磷過程的固有矛盾，為釋磷和反硝化提供優質碳源，并解決污泥處理系統酸化問題，是城市污水處理系統產生良好的社會效益、經濟效益以及環境效益的關鍵。
【發明內容】
本發明的內容是為了消除污水處理系統中同步脫氮除磷過程的固有矛盾，為釋磷和反硝化提供優質碳源，并解決污泥處理系統酸化問題，而開發了一種基于產氫產乙酸/氫自養反硝化耦合作用的三污泥污水碳氮磷同時去除及污泥穩定化的方法。
[0005]本發明為解決上述技術問題采取的技術方案是:本發明所述的污水碳氮磷同時去除及污泥穩定化的方法包括如下步驟:①來自市政排水管網的廢水經沉砂池處理后進入產氫產乙酸/反硝化耦合反應池，同時生物膜硝化池出水和一級沉淀池濃縮污泥分別回流至該池，回流比均為0.5-1.5 ;該池的水力停留時間為4~6h，采用水力學方法控制污泥齡為17~23d 耦合反應池出水進入一級沉淀池進行固液分離，一級沉淀池的沉淀時間為2~3h ;③一級沉淀池上清水進入后續厭氧/好氧活性污泥反應池，同時二級沉淀池的濃縮污泥回流至該池的厭氧段，回流比為0.25-0.75，該池的總水力停留時間為4~6h，采用水力學方法控制污泥齡為10~12d ;④厭氧/好氧活性污泥反應池出水進入二級沉淀池進行固液分離，沉淀時間為l~3h ;⑤二級沉淀池出水進入生物膜硝化池，該池水力停留時間為8~10h 生物膜硝化反應池出水分為3部分:一部分直接排放，一部分回流至產氫產乙酸/氫自養反硝化耦合反應池，一部分進入后續的污泥厭氧產酸相反應內；⑦產氫產乙酸/氫自養反硝化耦合反應池排放剩余污泥和厭氧/好氧活性污泥反應池排放剩余污泥進入厭氧產酸相反應池，污泥在該池的停留時間為l~3d ;⑧污泥厭氧產酸相反應器中的上清液進入厭氧/好氧活性污泥反應池，污泥進入產甲烷相反應器，產甲烷相反應器的停留時間為4?1d0
[0006]發明原理與優點
本發明的污水處理系統是三污泥系統，由產氫產乙酸/氫自養反硝化耦合反應池與一級反應池組成的污水處理系統的活性污泥中含有發酵細菌、產氫產乙酸細菌、氫自養反硝化菌、異養反硝化菌等，在其中完成發酵產生低級脂肪酸、產氫產乙酸、反硝化等反應，在降低TN濃度的同時提高乙酸產率，為后續的生物除磷系統提供優質碳源乙酸。由厭氧/好氧活性污泥反應池和二級沉淀池組成的污水處理系統的活性污泥中含有異養菌和聚磷菌，為生物除磷系統。在生物膜硝化反應池中，硝化菌成為優占菌屬，完成硝化反應，出水可排放。生物膜硝化反應池出水分為3部分:一部分直接排放，一部分回流至產氫產乙酸/氫自養反硝化親合反應池，一部分進入后續的污泥厭氧產酸相反應內。在產氫產乙酸/氫自養反硝化耦合反應池和厭氧產酸相反應池中，分別同時完成反硝化與發酵反應、產氫產乙酸反應，其中發酵過程可為異養反硝化提供優質碳源，提高反硝化效率，氫自養反硝化過程可“拉動”產氫產乙酸過程，提高乙酸產率，為后續產甲烷反應提供優質碳源。此外，含高濃度硝酸鹽的硝化液進入產氫產乙酸/氫自養反硝化厭氧產酸相反應池，可改變池內的氧化還原電位，有利于發酵細菌、產氫產乙酸菌以及反硝化菌生存，且在一定程度上可抑制產甲烷菌的生長。異養反硝化菌的存在可消耗發酵產物，防止污泥厭氧產酸相反應池酸化。
【附圖說明】
[0007]圖1為基于產氫產乙酸/氫自養反硝化耦合作用的三污泥污水碳氮磷同時去除及污泥穩定化處理工藝流程示意圖。I進水，2產氫產乙酸/氫自養反硝化耦合反應池，3 —級沉淀池，4釋磷池，5吸磷池，6 二級沉淀池，7硝化池，8出水，9耦合反應池回流污泥，10生物除磷池回流污泥，11硝化液循環，12硝化液回流，13污泥產氫產乙酸/反硝化耦合反應池，14產甲烷池，15產氫產乙酸/氫自養反硝化耦合反應池剩余污泥，16生物除磷池剩余污泥，17上清液回流，18污泥處置。
【具體實施方式】
[0008]【具體實施方式】一:本實施方式是基于產氫產乙酸/氫自養反硝化親合作用的三污泥污水碳氮磷同時去除及污泥穩定化處理工藝方法，具體按以下步驟完成:①來自市政排水管網的廢水經沉砂池處理后進入產氫產乙酸/反硝化耦合反應池，同時生物膜硝化池出水和一級沉淀池濃縮污泥分別回流至該池，回流比均為0.5-1.5 ;該池的水力停留時間為4~6h，采用水力學方法控制污泥齡為17~23d 耦合反應池出水進入一級沉淀池進行固液分離，一級沉淀池的沉淀時間為2~3h ;③一級沉淀池上清水進入后續厭氧/好氧活性污泥反應池，同時二級沉淀池的濃縮污泥回流至該池的厭氧段，回流比為0.25