申请日2005.07.20
公开(公告)日2006.03.22
IPC分类号C02F3/28; C02F101/16; C02F1/58
摘要
本发明公开了一种下向流颗粒污泥床(DGSB)反硝化脱氮的方法。包括如下步骤：反应器内持有上浮的反硝化颗粒污泥;含硝酸盐原水从反应器上部进入，流经污泥床后从反应器底部流出;反应器内设搅拌装置;反应器内颗粒污泥浓度较高并显示极高的反硝化脱氮速率。本发明不仅具有高效、节能与设备小型化的特点，而且反应器结构简单、效果稳定、操作简便、易于应用和推广等优点。
权利要求书
1.一种下向流颗粒污泥床(DGSB)反硝化脱氮的方法，其特征在于包括如下步骤： 将预先培养好的含有反硝化菌的上浮反硝化颗粒污泥投入设有搅拌装置的反应器内， 在10-45℃的温度和搅拌下，将含硝酸盐原水从顶部送入反应器，然后从底部流出反 应器。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，反应器内污泥是上浮的反硝化颗粒 污泥，颗粒直径0.5-20mm，颗粒污泥表面分布着浓密的反硝化菌。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，反应器进水方式采取顶部进水、流 经污泥床后从反应器底部流出的下向流方式，流速范围为0.5-30m/h。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，搅拌机搅拌转速为0-60rpm。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，反应器内污泥浓度可以 达到5-30gVSS·L-1(VSS为挥发性悬浮固体)。
说明书
下向流颗粒污泥床反硝化脱氮的方法
技术领域
本发明涉及一种含硝酸盐水的处理方法，尤其涉及一种采用颗粒污泥床进行生物反 硝化的处理方法，属于水污染控制技术领域。
背景技术
目前，许多国家的地下水已受到了硝酸盐污染，并存在日益恶化的趋势，许多城市 地下水NO3-N浓度均已超过100mg·L-1。
世界上许多国家都已严格规定了饮用水中NO3-N含量的标准：WHO建议饮用水 NO3-N不超过10mg·L-1;欧共体规定饮用水中NO3-N最大允许浓度为11.3mg·L-1(N); 美国规定不超过10mg·L-1(N);我国规定不超过20mg·L-1(N)。地下水硝酸盐污染问题 已日益成为人们关注的焦点。
在水污染控制领域，国内外对硝酸盐排放控制也越来越严格。1991年5月21日， 欧盟对城市污水处理厂(WWTP)提出了新的标准(EEC标准)，规定在敏感区域TN 含量不得超过10mg·L-1。我国于2002年对城市集中污水处理厂制定了TN排放标准 (GB18918-2002)，其限值为20mg·L-1(<12℃)与15mg·L-1(>12℃)。
一般认为，无机氮和总磷分别超过0.3mg·L-1和0.02mg·L-1时，湖泊已处于富营养 化状态。
随着水环境标准的不断提高，对给水与排水中氮的控制也提出了更高的要求，促使 人们对传统处理工艺进行改造或开发新的处理技术。
有人提出单纯从饮用水考虑，硝酸盐选择性离子交换树脂去除硝酸盐是合适的，但 从经济考虑，难以适用城市大规模生活用水，尤其是工业给水。生物反硝化处理含氮 水，由于成本低、工艺稳定、适用规模大，一直是人们关注的方法。
目前研究与应用反硝化脱氮的主要工艺有活性污泥法，如A/O、SBR法与生物膜 法(固定床、流化床、移动床)。
A/O、SBR等活性污泥法作为整个处理流程的一部分(又称单级系统)已有较普 遍的研究设计，但很少用于单独反硝化脱氮。
单独反硝化脱氮技术更多地选择生物膜法。
固定床反硝化负荷较高，一般可以达到1-3kgNO3-N·m-3·d-1，氮去除率99%以上， 但容易堵塞或局部堵塞引起短路，所以无论是上流式还是下向流固定床，均需要反洗， 而反洗系统操作复杂。
流化床反硝化负荷更高，可以达到2-10kgNO3-N·m-3·d-1左右，但存在稳定流态 化与载体再生问题。
移动床综合了流化床、固定床与活性污泥法的一些优点，但负荷较低，而且反应 器出水通常还需要脱膜与絮状污泥沉降处理。
发明内容
本发明针对传统生物脱氮工艺污泥浓度低、容积效率低、反应器体积大等问题，提 供了一种下向流颗粒污泥床(DGSB)反硝化脱氮的方法。
本发明公开的利用下向流颗粒污泥床(DGSB)生物反硝化的方法，其特征在于该方 法包括如下步骤：
1)在上流式污泥床反应器内培养反硝化颗粒污泥;
2)将该反硝化颗粒污泥继续在上流式污泥床反应器或序批式反应器中培养成上浮 的反硝化颗粒污泥;
3)将上浮反硝化颗粒污泥投入下向流颗粒污泥床反应器(DGSB)中开始启动运行， 反应器内设搅拌装置，进水方式采取顶部进水、流经污泥床层后从反应器底部流出的 下向流方式。
在本发明中，所述DGSB反应器中颗粒污泥为预先培养好的漂浮的反硝化颗粒污 泥，颗粒污泥表面布满浓密的反硝化菌。
在本发明中，所述DGSB反应器进水方式采取顶部进水、流经污泥床层后从反应 器底部流出的下向流方式。
在本发明中，所述DGSB反应器中搅拌机转速为0-60rpm。
按照本发明方法进行生物反硝化，可以获得很高的处理效率。反应器内能够保持较 高的生物量，反应器内污泥浓度以挥发性悬浮固体浓度VSS计，可以达到5-30 gVSS·L-1;出水中NO3-N为1-2mg·L-1，NO2-N为0.1mg·L-1左右，污泥反硝化速率高 达3.73gN·gVSS-1·d-1(30℃)，污泥床反硝化脱氮速率为45gN·L-1·d-1，容积负荷及反硝 化脱氮效率很高，是普通生物反应器的10倍。DGSB反应器内颗粒污泥在基质代谢上 优于悬浮活性污泥、生物膜法，此外颗粒污泥容易与水分离，保证良好的出水水质， 与传统工艺相比，本发明的工艺方法使污泥的生物活性和处理效率均有显著提高，设 备可成套小型化，氮去除率可达到95%。
术语“污泥反硝化速率”指微生物(挥发性悬浮固体)在单位时间、单位质量去除 的硝酸盐氮的量。
