一种低碳氮比污水的分流协同供碳脱氮方法与流程

本发明属于污水生物脱氮，具体涉及一种低碳氮比污水的分流协同供碳脱氮方法。

背景技术：

1、低碳氮比不仅见于农村生活污水，也可见于城镇生活污水、城乡结合部污水、因雨污分流不完善而受雨水混入影响的污水，以及生活污水与养殖废水混合来水的水质波动阶段。部分来水即使总cod较高，也可能因氨氮或总氮负荷较高、可快速生物降解cod比例不足而出现反硝化有效碳源受限。常见的外加甲醇、乙酸钠等碳源方式会增加药剂、储存和投加管理成本，不利于低运维运行。

2、此外，农村分散式站点接入的养殖废水量具有动态变化的特点：同一处理设施周边的养殖规模可能随不同年份的养殖活动存续情况而增减，例如养殖户新增、退出或养殖规模扩大、缩小，均会改变接入处理设施的养殖废水占比，进而使进水碳氮比在不同时期呈现明显波动，同一处理设施在养殖负荷较高时段的进水碳氮比可能显著低于养殖负荷较低时段。因此，分散式污水处理系统需要具备应对进水碳氮比动态变化的调节能力，而不宜仅按单一固定碳氮比工况进行设计。

3、现有技术已有原水分流、多点进水或水解酸化供碳方案。例如，cn203319825u公开将格栅调节池出水分两路，分别送入曝气池和独立缺氧池，并设置硝化液回流泵和污泥提升装置；cn101891334b公开第1水解区与第2水解区并联运行，其中第2水解区出水向反硝化氨氧化反应区提供挥发性脂肪酸和氨氮。上述方案未公开使第二路原水绕过水解酸化以保留其原有易利用有机物，并将两路污水依靠水位势能差送入同一生物脱氮反应器的缺氧或低溶解氧进水区域，形成“水解转化供碳＋原水保留供碳”的协同关系。

4、本发明所要解决的问题是：在不以外加碳源作为正常运行条件的情况下，如何兼顾水解酸化形成的可利用碳源与未经水解酸化原水中保留的易利用有机物，并利用既有水头将保留碳源定向输送至同一生物脱氮反应器的缺氧或低溶解氧进水区域。

5、为避免与常规的“原水直接分流至独立缺氧池”方案混同，本发明要求两路污水最终进入同一生物脱氮反应器，并在所述反应器的进水区域汇合或先后进入；其中第二路绕过水解酸化池，以减少其易利用有机物在前端被消耗。

6、两路污水的输送可依靠池体设计水位、管路落差、液位差或自然水头形成的水位势能差完成；该限定针对两路污水自分流点至生物脱氮反应器的输送，不排除系统另设曝气设备、空气提升式污泥回流装置或应急提升设施。

7、因此，需要一种边界清楚、可根据进水有效碳源需求调整分流比例，并适用于城镇、城乡结合部和农村分散式站点的低碳氮比污水分流协同供碳脱氮方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种利用污水自身有机物形成两条功能互补供碳路径的低碳氮比污水脱氮方法：第一路通过水解酸化提高部分有机物的可利用性；第二路绕过水解酸化以减少原水易利用有机物在前端被消耗，并利用水位势能差将其定向输送至同一生物脱氮反应器的缺氧或低溶解氧进水区域，从而形成协同供碳。

2、本发明的一种低碳氮比污水的分流协同供碳脱氮方法，包括以下步骤：

3、（1）在待处理污水的预处理出水端设置分流点，将待处理污水分为第一路污水和第二路污水；

4、（2）将第一路污水送入水解酸化池进行水解酸化，使其中部分大分子有机物转化为能够被反硝化微生物利用的小分子有机物，水解酸化出水沿第一进水路径送入生物脱氮反应器；

5、（3）第二路污水绕过所述水解酸化池，利用分流点与生物脱氮反应器接入点之间的水位势能差，沿第二进水路径重力自流送入同一生物脱氮反应器的缺氧进水区域或低溶解氧进水区域；

6、（4）第一路污水和第二路污水在同一生物脱氮反应器内汇合或先后进入，由第一路水解酸化形成的可利用小分子有机物与第二路保留的原水易利用有机物共同为反硝化脱氮提供碳源；

7、其中，第一进水路径和第二进水路径自分流点至生物脱氮反应器的正常输送管路均不设置进水提升泵。

8、上述分流协同供碳脱氮方法中，第二路污水流量可占待处理污水总流量的15%～30%，其余水量为第一路污水。

9、上述分流协同供碳脱氮方法中，调试阶段可检测进水碳氮比、可快速生物降解cod、反应器出水硝态氮浓度和出水总cod；当出水硝态氮持续高于设计限值、判定反硝化碳源不足，且增大第二路污水流量比例不会使出水cod超过设计排放限值时，可增大第二路污水流量比例；当出水cod达到设计排放限值或者出水硝态氮不高于设计限值时，可减小第二路污水流量比例。该检测用于调试或运行核查，不要求建立在线闭环控制。

10、上述分流协同供碳脱氮方法中，第二进水路径可依次包括分流管、流量调节件和接入管；流量调节件可选用阀门、孔板或可更换节流件。

11、上述分流协同供碳脱氮方法中，第二进水路径进水端设计水位高于出水端设计水位，两端设计水位差可不小于0.4 m，以克服管路沿程水头损失和局部水头损失并实现重力自流。

12、上述分流协同供碳脱氮方法中，第二路污水可接入生物脱氮反应器前部或中部、主要好氧曝气区上游的缺氧进水区域，或接入曝气强度较低的低溶解氧进水区域。

13、上述分流协同供碳脱氮方法中，生物脱氮反应器可为固定床生物膜反应器、移动床生物膜反应器（mbbr）、接触氧化反应器、活性污泥反应器或上述反应器的组合。

14、上述分流协同供碳脱氮方法中，低碳氮比污水的进水codcr与总氮的质量比可小于3。

15、上述分流协同供碳脱氮方法中，所述生物脱氮反应器为包含mbbr反应区、同步硝化反应区和接触氧化反应区中的至少一种的复合生物膜反应器或复合生物膜反应池段。

16、碳源形成机理为：第一路污水经水解酸化后，提高其中挥发性脂肪酸等可利用小分子有机物的比例；第二路污水绕过水解酸化池，使原水中的至少部分可快速生物降解有机物保留至反硝化受碳位置。两路污水在同一生物脱氮反应器内汇合或先后进入，从而形成“转化供碳+保留供碳”的协同供碳机制。

17、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

18、（1）利用污水自身有机物形成两条协同供碳路径，正常运行时可减少外加碳源需求；

19、（2）第二路污水绕过水解酸化并定向接入同一生物脱氮反应器的缺氧或低溶解氧进水区域，有利于使原水易利用有机物到达反硝化受碳位置；

20、（3）两路进水的正常输送利用池体设计水位、管路落差或自然水头形成的水位势能差，不设置用于两路进水输送的提升泵，可减少相应动力部件和故障点；

21、（4）分流比例和接入位置可根据进水有效碳源特征和反硝化氮负荷进行调试，适用于城镇生活污水、城乡结合部污水、农村生活污水以及生活污水与养殖废水混合来水等反硝化有效碳源不足的工况，并可适配多种生物膜或活性污泥脱氮反应器。

1.一种低碳氮比污水的分流协同供碳脱氮方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的低碳氮比污水的分流协同供碳脱氮方法，其特征在于：所述第二路污水流量占待处理污水总流量的15%～30%，其余水量为第一路污水。

3.根据权利要求1所述的低碳氮比污水的分流协同供碳脱氮方法，其特征在于：调试阶段检测进水碳氮比、可快速生物降解cod、反应器出水硝态氮浓度和出水总cod；当出水硝态氮持续高于设计限值、判定反硝化碳源不足，且增大第二路污水流量比例不会使出水cod超过设计排放限值时，增大第二路污水流量比例；当出水cod达到设计排放限值或者出水硝态氮不高于设计限值时，减小第二路污水流量比例。

4.根据权利要求1所述的低碳氮比污水的分流协同供碳脱氮方法，其特征在于：所述第二进水路径依次包括分流管、流量调节件和接入管，所述流量调节件选自阀门、孔板或可更换节流件中的一种。

5.根据权利要求1所述的低碳氮比污水的分流协同供碳脱氮方法，其特征在于：所述第二进水路径的进水端设计水位高于出水端设计水位，两端设计水位差不小于0.4 m。

6.根据权利要求1所述的低碳氮比污水的分流协同供碳脱氮方法，其特征在于：所述第二路污水接入所述生物脱氮反应器前部或中部、主要好氧曝气区上游的缺氧进水区域，或接入曝气强度较低的低溶解氧进水区域。

7.根据权利要求1所述的低碳氮比污水的分流协同供碳脱氮方法，其特征在于：所述生物脱氮反应器为固定床生物膜反应器、移动床生物膜反应器（mbbr）、接触氧化反应器、活性污泥反应器或上述反应器的组合。

8.根据权利要求1所述的低碳氮比污水的分流协同供碳脱氮方法，其特征在于：所述低碳氮比污水的进水codcr与总氮的质量比小于3。

9.根据权利要求1所述的低碳氮比污水的分流协同供碳脱氮方法，其特征在于：所述生物脱氮反应器为包含mbbr反应区、同步硝化反应区和接触氧化反应区中的至少一种的复合生物膜反应器或复合生物膜反应池段。