申请日2005.10.13
公开(公告)日2006.05.31
IPC分类号C02F3/28; C02F1/48; C02F1/46
摘要
本发明属环保技术领域，具体为一种厌氧生化——压电场氧化耦合系统处理城镇污水的方法。该方法是采用膨胀厌氧颗粒污泥床反应器和低电压电场反应器组成耦合系统，当厌氧反应器的出水氨氮高于排放标准时，开启低电压电场反应器，由电化学方法使氨氮氧化，至低于排放标准;当厌氧反应器的出水氨氮低于排放标准时，关闭低电压电场反应器，污水经厌氧反应器处理后直接排放。经本发明方法处理的城镇污水的主要指标均可达到国家二级排放标准。
权利要求书
1、一种用厌氧生化----低压电场氧化耦合系统处理城镇污水的方法，其特征在于是用 常规的膨胀厌氧颗粒污泥床反应器和低电压电场反应器组成耦合系统，处理城镇污水;当 厌氧反应器的出水氨氮高于排放标准的时候，开启低电压电场反应器，让经厌氧反应器处 理的水，进入低电压电场反应器，由电化学方法使氨氮氧化，至低于排放标准;当厌氧反 应器的出水氨氮低于排放标准时，关闭低电压电场反应器，污水经厌氧反应器处理后直接 排放。
2、根据权利要求1所述的用厌氧生化----低压电场氧化耦合系统处理城镇污水的方 法，其特征在于低电压电场反应器的处理条件如下：电流密度为2-35安培，电压为3-6伏， 处理时间5-60分钟。
3、根据权利要求1所述的用厌氧生化----低压电场氧化耦合等系统处理城镇污水的 方法，其特征在于具体操作步骤如下：
(1)将城镇污水经格栅、沉砂等必要的预处理后通过布水器进入膨胀厌氧颗粒污泥床 反应器，自下而上与反应器中高活性的厌氧污泥相接触，其中，厌氧污泥由发酵性细菌、 产氢产乙酸菌、产甲烷菌、硫酸还原菌等多种微生物所组成，它们将城镇污水中的有机污 染物降解为CH4、CO2、H2O等最终产物;厌氧反应器水力停留时间为2～12小时均可;
(2)将从厌氧反应器上部的气、液、固三相分离器出流的上清夜以1∶1-1∶2的比例 回流至反应器底部，以增加上升流速和搅拌;
(3)厌氧反应器上部的气、液、固三相分离器将处理后的出水与产生的气体以及厌氧 污泥进行分离;
(4)利用氨氮自动检测仪，检测厌氧反应器出水氨氮浓度，当厌氧反应器出水氨氮高 于二级排放标准的时，开启低压电场反应器，并让厌氧反应器出水通过低压电场反应器， 用电化学的方法将氨氮氧化至低于二级排放标准;当厌氧反应器出水氨氮低于二级排放标 准的时，关闭低压电场反应器，并让厌氧反应器出水旁流，不通过低压电场反应器直接排 放。
说明书
一种厌氧生化——低压电场氧化耦合系统处理城镇污水的方法
技术领域
本发明属环保技术领域，具体涉及城镇污水经厌氧反应器生化后用低压电场氧化处理 从而使COD和氨氮能同时达标的方法。
背景技术
厌氧生物处理具有：(1)建造、运行和操作简单，基建和运行的费用低;(2)能量需 求低，可节约能源;(3)处理规模弹性范围大，使分散处理成为可能;(4)剩余污泥的产 生量少、稳定性好、脱水性能好、后处理容易等优点，从而在高浓度有机废水处理方面得 到广泛应用。厌氧生物处理的优点符合城镇污水处理所需新技术的要求，但有其本身的不 足之处。如在厌氧过程中除微生物合成细胞需少量氮外，几乎不能去除氮;且由于城镇污 水中通常含有蛋白质，在厌氧菌的作用下，可以转化为氨氮，因此城镇污水经过厌氧处理 有时氨氮浓度还有所上升。由于一般的厌氧处理，根本不具备去除氨氮的功能，出水氨氮 能否达标，完全决定于进水氨氮浓度和蛋白质含量。为了克服这个缺陷，保证氨氮也能达 标排放，目前有几种不同的技术如下：
(一)厌氧反应器+O/A工艺
厌氧反应器出水进入O/A工艺系统。O/A工艺系统是最广泛应用的一种生物脱氮工艺， 也称后置反硝化，它是好氧反应池在前，缺氧反硝化池在后。在好氧反应器中先进行有机 物的降解，然后硝化，在缺氧反应池中进行反硝化。由于好氧硝化池出水有机物浓度非常 低，在反硝化池中需投加碳源。在好氧阶段，厌氧出水中的硫化物可以得到有效的去除。 研究及工程实践表明，此方法脱氮效率高而稳定，但其存在如下一些缺陷：(1)在反硝化 池中需投加碳源，药剂费用高，且投加量难以掌握容易造成有机物的泄漏;(2)因为需投 加药剂及自动化在线监测和控制，设备多，运行要求高，管理复杂，对操作人员素质要求 高;(3)进水中所有的碳均需氧化成CO2和H2O，水力停留时间长，池体积大，占地面积大， 基建费用高;(4)曝气电耗高;(5)因是生物处理，须连续运行，不能根据水质变化情况 随时启动或停止，灵活性不够。
(二)厌氧反应器+A/O工艺
厌氧反应器出水进入A/O工艺系统。A/O工艺系统是目前研究与应用最为广泛的一种 生物脱氮工艺，也称前置反硝化。它是缺氧反硝化池在前，好氧硝化池在后，它利用进水 中的有机物作为反硝化碳源，克服了O/A法需投加药剂作为反硝化碳源的缺陷，但它也不 可避免地具有如下缺陷：(1)需大量回流混合液以提高脱氮效率，回流比通常要求：7～8： 1，因此能耗大，运行费用高;(2)脱氮效率低;(3)出水中含有一定浓度的硝酸盐，在 二沉池中，有可能进行反硝化反应，造成污泥上浮，影响出水水质。且硝酸盐可诱发婴儿 的高铁血红蛋白症，硝酸盐进一步转化为亚硝胺则具有严重的“三致”作用，直接威胁人 类的健康;(4)厌氧出水虽然COD有时很高，但有一部分COD是因为出水中的硫化物所致， 有机物往往已经很低，不能为缺氧段反硝化提供足够的碳源;(5)因是生物处理，须连续 运行，不能根据水质变化情况随时启动或停止，灵活性不够。
(三)厌氧反应器+生物滤池
厌氧反应器出水进入生物滤池，利用生物膜中形成的溶解氧浓度梯度变化，在外层有 氧条件下进行有机碳的氧化及硝化，在内层缺氧环境中进行反硝化。虽然微生物在膜上的 固定生长，有利于世代时间长的自养性硝化细菌的生长，但也存在如下一些缺陷：(1)使 用填料，大大增加了投资费用，成本高;(3)脱氮效率低;(4)膜脱落易产生堵塞;(5) 布水不易均匀;(6)生长池蝇等。
发明内容
本发明的目的在于提出一种操作简单、灵活，用厌氧生化——低压电场氧化耦合系统 处理城镇污水的方法，以便有效去除城镇污水的有机物和氨氮，使其达标排放。
一些城市(如上海)污水处理厂的进水有机物浓度较低(平均COD为187mg/L)，如果 较好地控制出水硫化物的浓度，经旋流式膨胀厌氧颗粒污泥床反应器(简称厌氧反应器) (EGSB)处理后，其出水COD、SS、色度、pH等指标均能符合国家城镇污水处理厂二级排 放标准。唯氨氮进水浓度在16mg/L～33mg/L之间，平均为21mg/L，而出水氨氮浓度在 17mg/L～34mg/L，平均为22mg/L，且大多数时间出水氨氮小于25mg/L(或30mg/L， 在温度低于12℃时)，符合国家城镇污水处理厂二级排放标准。但也有部分时间大于该浓 度，不符合排放标准。
本发明提出的用厌氧生化一低压电场氧化耦合系统处理城镇污水的方法，是采用常规 的膨胀厌氧颗粒污泥床反应器(EGSB)和低电压电场反应器组成耦合系统，处理城镇污水; 当厌氧反应器(EGSB)的出水氨氮高于排放标准的时候，开启低电压电场反应器，让经厌氧 反应器处理的水，进入低电压电场反应器，由电化学方法使氨氮氧化，至低于排放标准; 当厌氧反应器(EGSB)的出水氨氮低于排放标准时，关闭低电压电场反应器，污水经厌氧反 应器处理后直接排放。
上述方法中，低电压电场反应器的处理条件如下：电流密度为2-35安培，电压为3-6 伏，处理时间5-60分钟。具体可根据厌氧反应器出水氨氮浓度予以调节。
上述方法中，厌氧反应器出水氨氮标准控制一般采用国家规定的城镇污水处理厂二级 排放标准。
本发明的具体操作步骤如下：
1、将城镇污水经格栅、沉砂等必要的预处理后通过布水器进入膨胀厌氧颗粒污泥床 反应器(EGSB)，自下而上与反应器中高活性的厌氧污泥相接触，其中，厌氧污泥由发酵性 细菌、产氢产乙酸菌、产甲烷菌、硫酸还原菌等多种微生物所组成，它们将城镇污水中的 有机污染物降解为CH4、CO2、H2O等最终产物。厌氧反应器水力停留时间2～12小时均可， 较佳水力停留时间是3-6小时。
2、将从厌氧反应器上部的气、液、固三相分离器出流的上清夜以1∶1-1∶2的比例 回流至反应器底部，以增加上升流速和搅拌，提高传质速率，从而提高反应器的去除效率。
3、EGSB上部是气、液、固三相分离器，经此三相分离器将处理后的出水与产生的气 体以及厌氧污泥进行有效的分离。
4、利用氨氮自动检测仪，检测厌氧反应器出水氨氮浓度，当厌氧反应器出水氨氮高 于二级排放标准的时，开启低压电场反应器，并让厌氧反应器出水通过低压电场反应器， 用电化学的方法将氨氮氧化至低于二级排放标准;当厌氧反应器出水氨氮低于二级排放标 准的时，关闭低压电场反应器，并让厌氧反应器出水旁流不通过低压电场反应器直接排放。
城镇污水经本发明处理后，可使出水COD≤100mg/l，BOD5≤30mg/l，SS≤30mg/l， 氨氮≤25mg/l(或30mg/L，在水温低于12℃时)，色度≤10等指示均可达到国家《城镇 污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的二级标准要求。
