分散式生活污水生化處理過程中強化反硝化脫臭的方法
【專利說明】分散式生活污水生化處理過程中強化反硝化脫臭的方法
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技術領域
[0002]本發明涉及一種用于對污水處理設施周邊空氣質量有要求的農村分散式生活污水處理方法，屬于環境保護水處理技術領域。
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【背景技術】
[0004]農村污水由于地域分散、量大面廣、隨機性強、粗放型排放等特點，使得污水收集、處理的難度較大。基于農村地區技術、經濟和管理條件有限但土地資源相對較多的考慮，厭氧處理、生態處理及其組合成為了小型分散式農村生活污水處理的工藝主流。厭氧跌水充氧人工濕地組合小型污水除磷脫氮方法的提出達到了簡單、簡便、廉價、有效處理農村污水的目的，同時把污水治理與農民的生產活動相結合，構建了污染凈化型農業，尤其適用于農村地區分散式生活污水處理。但工藝中厭氧處理后出水含有氨、硫化氫、甲硫醇、甲胺等致臭物質，進入跌水充氧生物接觸氧化單元處理時，水流湍流擾動及擋板分散后的水滴滴落過程中散發出明顯的臭味，給周邊居民生活造成了不良影響。
[0005]目前污水處理廠工程上常用的惡臭氣體處理技術主要有生物濾池、生物滴濾塔、生物濾床、植物提取液除臭、活性炭吸附、高能離子除臭、化學除臭和活性氧除臭等，這些方法主要針對已逸出到大氣中臭氣的去除，是被動的除臭方法，主要針對大型污水處理廠等污水處理量較大的污水處理系統。污水中的含氮及含硫化合物是在極低的氧化還原電位(-100—300mV)下形成的，因此不少國內外研究者考慮從源頭降低惡臭的發生，通過加強曝氣、投入化學氧化劑、加入硝酸鹽等方式，提高污水中的氧化還原電位來控制臭味的產生，但這些源頭控制方法需要額外的動力設施和化學藥劑，增加了運行費用，提高了管理難度。
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【發明內容】
[0007]技術問題:本發明針對厭氧跌水充氧人工濕地組合小型污水除磷脫氮方法的臭味問題以及傳統除臭方法的不足，提供一種低成本、易管理、低能耗的兼顧高效污水處理和工藝過程除臭的分散式生活污水生化處理過程中強化反硝化脫臭的方法。
技術方案:本發明的分散式生活污水生化處理過程中強化反硝化脫臭的方法，包括:將收集的農村生活污水首先排入多級串聯的大深徑比厭氧產沼氣池進行厭氧消化反應，然后進入反硝化脫臭池進行包括反硝化脫氮、反硝化脫硫和反硝化氨氧化反應在內的自養反硝化和異養反硝化協同作用，再經水栗提升進入跌水充氧生物接觸氧化池進行硝化反應，跌水充氧生物接觸氧化池的部分硝化液回流至反硝化脫臭池，其余出水進入人工濕地；所述跌水充氧生物接觸氧化池設置成四級或五級串聯形式。
[0008]本發明優選方案中，大深徑比厭氧產沼氣池設置成2~3級柱體結構，單級高徑比大于5，總水力停留時間3d。
[0009]本發明優選方案中，反硝化脫臭池采用大深徑比柱體反應器，大深徑比厭氧產沼氣池的出水和來自跌水充氧生物接觸氧化池回流的部分硝化液在此混合，反硝化反應時間4h0
[0010]本發明優選方案中，四級或五級串聯的跌水充氧生物接觸氧化池中，總水力停留時間1~1.25h，由跌水充氧生物接觸氧化池回流至反硝化脫臭池的硝化液為進水流量的100%~200%。
[0011]本發明優選方案中，人工濕地為水平潛流人工濕地，水力負荷為0.2-0.3m3.m2.d 本發明的關鍵之一是多級串聯大深徑比厭氧產沼氣池、反硝化脫臭池和跌水充氧生物接觸氧化池三者有機結合實現了源頭除臭。生活污水首先進入多級串聯大深徑比厭氧產沼氣池，污水中的有機物在嚴格厭氧狀態下進行厭氧消化，將大分子的有機物降解為小分子有機物，進而產生并收集沼氣，產甲烷作用的充分發揮可有效降解包括甲硫醇等致臭的含碳小分子有機物，從而有效減少厭氧出水中致臭物質的濃度；大深徑比高效厭氧反應器出水進入反硝化脫臭池，池中來自厭氧段的消化液及好氧段的回流液進行混合，經好氧段處理后的回流液中有機物和氨氮得到了充分的降解和轉化，致臭物質濃度極低，對厭氧池出水起到良好的稀釋作用，同時回流液攜帶的硝酸鹽和氧氣等氧化性物質以及池中微生物的生命活動和催化作用保證了此處混合水中還原性致臭物質的進一步去除。反硝化脫臭池的出水進入跌水充氧生物接觸氧化池，在無鼓風和機械曝氣等動力消耗的條件下通過多級串聯的自然跌水復氧，有機物得到進一步降解，轉化成二氧化碳散逸至空氣中，從而使得回流水中致臭小分子有機物濃度充分減少，加之氨氮完成硝化作用，轉化為硝酸鹽，確保回流液中致臭物質濃度極低，同時產生的硝酸鹽及多余的氧氣隨回流水進入反硝化脫臭池，進一步氧化反硝化脫臭池中的還原性致臭物質。
[0012]本發明方法的另一個關鍵之處是多級串聯大深徑比厭氧產沼氣池、反硝化脫臭池、跌水充氧生物接觸氧化池和人工濕地四者集成進一步保證了污水處理效果。厭氧產沼氣池有效降低有機物濃度，提高污水可生化性，反硝化脫臭池接受來自跌水充氧生物接觸氧化池的部分回流液，直接稀釋了來水中的污染物濃度，同時反硝化作用的完成進一步降低有機物濃度和硝酸鹽濃度，減輕后續處理單元的負擔，進入跌水充氧生物接觸氧化池的污水中有機物濃度低可形成良好的硝化環境，提升硝化效果，有助于人工濕地脫氮效率的提高。水生植物型人工濕地主要擔負氮、磷營養物質的去除，保證出水水質全面達標排放。
[0013]具體方法為:
收集的農村生活污水首先進入多級串聯的大深徑比厭氧產沼氣池，然后進入反硝化脫臭池，再經水栗提升進入跌水充氧生物接觸氧化池，跌水充氧生物接觸氧化池的部分出水回流至反硝化脫臭池，其余出水進入人工濕地。
[0014]大深徑比厭氧產沼氣池設置成2~3級柱體結構，單級高徑比大于5，總水力停留時間3d。反硝化脫臭池亦采用大深徑比柱體反應器，大深徑比厭氧產沼氣池的出水和來自跌水充氧生物接觸氧化池的回流液在此混合，反硝化反應時間4h。反硝化脫臭池出水有機物濃度、硫化物濃度和氨氮濃度分別降低到低于70mg/L、0.5mg/L和25mg/L ;跌水充氧生物接觸氧化池設置成四池或五池串聯形式，水力停留時間1~1.25h，，硝化率全年在60%以上，由跌水充氧生物接觸氧化池出水回流至反硝化脫臭池的硝化液回流量調節范圍為進水流量的 100%~200%。
[0015]本發明集成于“大深徑比厭氧產沼氣池-反硝化脫臭池-跌水充氧生物接觸氧化池-人工濕地”生物生態組合工藝。經本發明方法處理后，反硝化脫臭池出水有機物濃度、硫化物濃度和氨氮濃度分別降低到低于70mg/L、0.5mg/L和25mg/L ;跌水充氧生物接觸氧化池設置成四池或五池串聯形式，硝化率全年在70%以上。
[0016]通過采用多級串聯的大深徑比高效厭氧反應器，深度厭氧，強化有機物向甲烷氣體的轉化，有效降低厭氧出水中致臭物質的濃度，反硝化脫臭池接受來自厭氧單元的消化液和跌水充氧接觸氧化單元的硝化液回流，主要功能是脫氮和除臭，通過回流混合液的稀釋作用及其攜帶的大量硝酸鹽和溶氧，氧化污水中含硫及含氮化合物等還原性致臭物質，除臭效果充分。跌水充氧生物接觸氧化池設置成四池或五池串聯形式，主要功能是有機物的進一步去除和硝化作用的完成，部分出水回流，其余出水進入人工濕地進行深度脫氮除磷。該方法集污水處理與源頭除臭于一體，節能節地，運行成本低，維護管理簡單，尤其適用于廣大的農村地區。
[0017]有益效果:本發明與現有技術相比，具有以下優點:
1、本發明將多級串聯大深徑比厭氧產沼氣池、反硝化脫臭池和跌水充氧生物接觸氧化池三者有機結合，通過強化厭氧減少致臭物質的產生，利用跌水充氧生物接觸氧化池產生的硝化液和剩余溶氧氧化污水中的還原性致臭物質，除臭效果充分，不需曝氣或投加硝酸鹽等，省卻了動力消耗和藥劑費用，成本低廉，同時從源頭上控制惡臭的發生，省卻了專門的臭氣收集和處理裝置，造價低，管理簡單。
[0018]2、污水經多級串聯的大深徑比厭氧產沼氣池深度厭氧有效降低了有機物濃度，轉化為沼氣收集利用，反硝化脫臭池反硝化作用進一步利用有機物和硝酸鹽，轉換為二氧化碳和氮氣釋放到空氣中，減少了后續單元脫氮的壓力，為跌水充氧生物接觸氧化池硝化反應的完成提供了良好的環境，提升了整個工藝的脫氮效果。
[0019]3、本發明整體上有效解決了小型分散式農村生活污水和污水處理過程中的臭味問題，更加全面地改善了農村污水處理設施周邊的環境質量，方法中僅有一臺提升栗的動力消耗，