一种高效利用污泥中碳源的污水处理工艺

摘要

本发明属于污水处理和固废资源化领域，是一种高效利用污泥中碳源的污水处理工艺。本发明通过将高含固污泥厌氧消化后的沼液回流，调控系统氨氮浓度以促进乙酸利用型产甲烷菌系统向氢利用型产甲烷菌系统转化，充分利用CO₂/H₂产甲烷途径，节省以短链脂肪酸（乙酸等）为代表的有机碳源。同时，利用厌氧消化系统产生的沼气对沼液进行氨氮吹脱，降低沼液中氨氮浓度并实现沼气的净化，用水或酸性溶剂吸收氨气，以氯化铵或硫酸铵的形式进行回收。氨氮吹脱后富含短链脂肪酸的沼液回流至污水处理系统中，补充反硝化阶段的碳源，促进脱氮除磷。沉淀池出水中所剩余的NO₂^‑/NO₃^‑，进入稳定运行的甲烷厌氧氧化反应池，以污泥厌氧消化过程中产生的甲烷为碳源来实现深度脱氮。

主权项

一种高效利用污泥中碳源的污水处理工艺，其特征在于所述污水处理工艺通过处理单元实现，所述处理单元包含：污水处理系统(1)、沉淀池(2)、甲烷厌氧氧化池(3)、厌氧消化系统(4)、氨氮吹脱池(5)和氨吸收池(6)，其中：污水处理系统(1)的进水口连接进水管，出水口通过管道连接沉淀池(2)的进水口，沉淀池(2)的出水口通过管道连接甲烷厌氧氧化池(3)，沉淀池(2)的脱水污泥口通过管道连接厌氧消化系统(4)，厌氧消化系统(4)的沼液出口通过管道部分流到氨氮吹脱池(5)，其余部分回流至厌氧消化系统(4)；厌氧消化系统(4)的沼气出口通过管道连接氨氮吹脱池(5)，氨氨吹脱池(5)的气体出口通过管道连接氨吸收池(6)，氨吸收池(6)的沼气出口通过三通阀分别连接甲烷厌氧氧化池(3)和氨氮吹脱池(5)；具体步骤如下：（１）、污水进入污水处理系统(1)，经化学生物处理后，出水进入沉淀池(2)，进行泥水分离；（2）、步骤（1）中沉淀池的出水中剩余硝态氮亚硝态氮（NO₂^‑/NO₃^‑）进入甲烷厌氧氧化池(3)，以厌氧消化系统(4)中产生的沼气中的甲烷为碳源，通过甲烷厌氧氧化进行深度脱氮；步骤（1）中沉淀池的剩余污泥进入厌氧消化系统(4)，于35±2 ℃或55±2 ℃恒温条件下进行厌氧消化；厌氧消化系统(4)消化后的沼液一部分作为污泥稀释液，将脱水污泥稀释至含固率为15%，随脱水污泥返回厌氧消化系统(4)，以实现部分回流；控制厌氧消化系统(4)中氨氮浓度达到5000‑7000 mg/L，pH值稳定在8‑8.5，抑制厌氧消化系统(4)中的乙酸利用型产甲烷菌，富集氢利用型产甲烷菌，充分利用CO₂/H₂途径产甲烷，减少碳排放，同时节省以短链脂肪酸为代表的有机碳源；（３）、厌氧消化系统(4)产生的剩余部分的沼液进入氨氮吹脱池(5)，利用厌氧消化系统(4)产生的沼气进行氨氮吹脱（CH₄、CO₂），并实现沼气的初步净化，吹脱后气体（含NH₃、CH₄、CO₂）进入氨吸收池(6)，用水或酸性溶液进行吸收，以氯化铵或硫酸铵的形式进行回收，并实现沼气的深度净化，净化后的沼气分流进入甲烷厌氧氧化池(3)补充甲烷厌氧氧化碳源或汇入厌氧消化系统(4)产生的沼气中进行氨氮吹脱；（４）、经过氨氮吹脱后的沼液进入污水处理系统(1)，利用其中的以短链脂肪酸为代表的有机碳源补充反硝化过程中碳源，促进脱氮除磷。