本工艺针对污水生物处理领域,通过短程硝化同步生物除磷-SBR技术处理市政污水和垃圾渗滤液。首先,聚磷菌(PAOs)在厌氧条件下捕获碳源并合成PHAs储存。接着,在低氧曝气下,氨氧化菌(AOB)进行短程硝化,将NH4+转化为NO2-,PAOs分解PHAs完成吸磷反应。通过实时监测和反馈系统,灵活调整垃圾渗滤液比例,为厌氧氨氧化菌(AnAOB)和反硝化菌提供底物,实现深度脱氮和碳足迹固定。该工艺具有操作简便、资源利用最大化、减碳排放和成本节约等优势。
背景技术
随着我国管网建设、城镇污水处理设施的改造加快,污水收集及处理能力逐渐得到提高,但持续过量的氮素、磷污染远远超出了水体自净负载能力,水体富营养化问题仍愈发突出。此外,在推进城镇化进程的同时附带着垃圾围城问题,其产生的垃圾渗滤液又对环境造成了很大的威胁。比起现在主流的膜技术、高级氧化技术和活性炭吸附等深度处理工艺,由于成本高昂、基建投资大、存在二次污染等弊端导致它们的处理能力跟不上垃圾渗滤液的产生速度,故而将一定量垃圾渗滤液与市政污水联合处理在世界各中小型城镇的污水处理厂得到了广泛研究。作为一种经济高效的潜在外加碳源,垃圾渗滤液中所含短链脂肪酸、挥发性脂肪酸等快速可生物降解的有机物,能够为反硝化过程提供易于微生物同化的碳源物质;另外较大的市政污水量对高浓有机污染的垃圾渗滤液具有稀释和缓冲作用,且城市污水中的某些营养物质可以对渗滤液进行补充。
近年来,面对日益严格的污水排放标准,学者们针对传统脱氮工艺暴露的问题又开发了一系列新型脱氮技术,其中最具代表的是以NO2
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-N为电子受体的厌氧氨氧化技术,其主要由PN、PD作为前处理给AMX(厌氧氨氧化)提供稳定的NO2
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-N。为改善传统脱氮除磷工艺存在的矛盾,可以将脱氮和除磷分别独立于两个反应器中进行,即在前端的SBR内通过控制硝化菌和聚磷菌的污泥龄、实时调节的方法实现短程硝化和除磷,在后端富集AnAOB和反硝化菌协同脱氮。在实际工程中,反硝化菌与AnAOB共存的体系有多重优势,一是反硝化菌以有机物为电子受体而解除了有机碳源对AnAOB的冲击;二是大多反硝化菌为兼性异养型,其可以解除DO对AnAOB的活性抑制;三是反硝化菌在厌/缺氧条件下能将厌氧氨氧化过程生成的11% NO3
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-N还原成NO2
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-N底物。前段稳定的短程硝化生成大量的NO2
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-N,如果再引入早/中期垃圾渗滤液就可为AnAOB提供NH4
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-N,为反硝化菌提供碳源从而实现深度脱氮除碳。
本发明采用短程硝化同步生物除磷接厌氧氨氧化耦合反硝化联合处理垃圾渗滤液和市政污水的工艺,前段SBR系统借助PAOs、AOB等功能菌去除市政污水中的有机物、P,后段UASB体系以早/中期垃圾渗滤液作为外加NH4
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-N和COD来源实现了AnAOB耦合反硝化菌强化脱氮的目的。比起传统的将小范围、小比例渗滤液汇入市政污水厂协同处理的实际工艺,本发明引入了多种自养功能菌参与氮循环,既灵活可调比例、以废治废、深度脱氮除磷,又具备减碳排放、节省运行成本的优点。
实现思路