一种污水厂二级出水深度脱氮的方法

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本发明涉及环境污染治理，具体而言，涉及一种污水厂二级出水深度脱氮的方法。

背景技术：

1、目前，水环境污染治理依然是我国环境保护工作的重中之重，污水处理厂作为污染物进入水环境的“最后一道防线”，其出水水质直接或间接影响着水环境质量。国内多个地区已经提出对城镇污水厂的尾水进行提标提质，对多个城市及富营养化湖库实施总氮总量控制，要求总氮<1.5mg/l。目前大多污水厂采用二级工艺进行生物脱氮，但是处理后出水中仍然含有部分硝氮和少量氨氮，因此，对污水厂二级出水进行深度脱氮是污水处理厂提标增效急需解决的技术问题。

2、城市污水厂二级出水中氨氮浓度较低，硝氮浓度较高，同时含有微量的难降解有机物，属于典型的低c/n废水，采用传统的工艺难以实现深度脱氮。公告号为cn116874084a的专利申请公开了一种城市尾水深度脱氮反应器，并具体公开了采用该反应器脱氮的方法，通过检测原水中硝酸盐含量，根据硝态氮数值投加其5倍碳源处理尾水，总氮去除效率达到60％以上，出水总氮4.5mg/l左右；公告号为cn110342639a的专利申请公开了一种强化反硝化mbr可持续生物脱氮装置及方法，以无水乙酸钠为碳源，保持碳氮比为3:1处理尾水，总氮去除效率达到95±5％，出水总氮1.5mg/l左右；公告号为cn106315980a的专利申请公开了一种生活污水二级出水的深度处理系统，包括串联的厌氧生物滤池和曝气生物滤池，经过两级生物滤池深度处理尾水，总氮去除效率达到90％，出水总氮1.5mg/l。以上技术均需要外加有机碳源，运行成本较高，且出水总氮均≥1.5mg/l，仍然有可以提升的空间，不符合目前污水处理节能降耗及“碳达峰”和“碳中和”的要求。因此，提出一种低耗高效的污水厂二级出水深度脱氮的技术，具有重要意义。

3、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种污水厂二级出水深度脱氮的方法，以解决现有技术中深度脱氮需要外加碳源、成本高，且脱氮后出水中总氮含量仍然较高的技术问题。本发明方法采用污水厂的初沉池出水为生物滤柱提供氨氮基质，与二级出水混合后，利用滤柱中的thiobacillus和candidatus kuenenia菌群共同作用完成氨氮和硝氮的同步去除；运行过程中根据出水水质，及时调整初沉池出水的加入比例、进水流量或者更新填料等，整个过程不需要额外添加任何基质，运行成本低，且能够保证出水总氮平均值小于1.5mg/l，稳定运行期间，出水总氮平均值＜1.0mg/l，总氮去除率大于90％，满足深度脱氮的要求。

2、为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

3、一种污水厂二级出水深度脱氮的方法，包括以下步骤：

4、s1.采用火山岩和硫磺颗粒作为生物膜附着的填料，启动生物滤柱，启动后，所述生物滤柱的生物膜中的功能微生物包括thiobacillus和candidatus kuenenia；

5、s2.将污水厂的初沉池出水和二级出水混合得到混合液，所述初沉池出水和所述二级出水的体积比为(4.5-y)/(x-4.5)～(5.5-y)/(x-5.5)，其中，x为所述初沉池出水中的氨氮浓度，y为所述二级出水中的氨氮浓度，单位均为mg/l；

6、s3.运行所述生物滤柱，以所述混合液作为待处理的进水对其进行脱氮处理，并监测经过处理后的出水水质；

7、s4.运行过程中，根据所述出水中的氮含量判断是否调整处理工艺。

8、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

9、由于污水厂二级出水中几乎不含氨氮，本发明利用少量的初沉池出水为生物滤柱内微生物的生长提供了氨氮基质，滤柱内thiobacillus菌将部分硝氮还原为亚氮，将另一部分硝氮直接还原为氮气去除，candidatus kuenenia则将氨氮和亚氮转化为氮气排放；

10、本发明方法运行过程不需要额外添加任何基质，仅采用污水厂不同单元出水的组合即实现了二级出水的深度脱氮，处理成本低，通过合理控制初沉池出水和二级出水的初始混合比例，使得处理后出水中的总氮平均浓度<1.5mg/l，稳定运行期间，出水中总氮浓度的平均值＜1mg/l，满足深度脱氮的要求。

技术特征：

1.一种污水厂二级出水深度脱氮的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的污水厂二级出水深度脱氮的方法，其特征在于，步骤s1中，所述火山岩和所述硫磺颗粒的体积比为0.5～2。

3.根据权利要求1所述的污水厂二级出水深度脱氮的方法，其特征在于，步骤s1中，所述生物滤柱启动后，所述thiobacillus和所述candidatus kuenenia的相对丰度均大于5％。

4.根据权利要求1所述的污水厂二级出水深度脱氮的方法，其特征在于，步骤s1中，所述生物滤柱启动后，所述thiobacillus和所述candidatus kuenenia的相对丰度比值为1～3。

5.根据权利要求1所述的污水厂二级出水深度脱氮的方法，其特征在于，步骤s2中，所述二级出水的ph为6.5～7.5，硝氮浓度为5～15mg/l，氨氮浓度为0～4mg/l，亚氮浓度＜0.5mg/l。

6.根据权利要求1所述的污水厂二级出水深度脱氮的方法，其特征在于，步骤s4中，所述出水中的硝氮和氨氮始终小于1mg/l，无需调整处理工艺，每隔50～100天更换至少部分硫磺颗粒。

7.根据权利要求1所述的污水厂二级出水深度脱氮的方法，其特征在于，步骤s4中，所述出水中连续2-4天氨氮＞1mg/l，和/或，连续2～4天硝氮＞1mg/l，则需对处理工艺进行调整，调整过程包括：

8.根据权利要求7所述的污水厂二级出水深度脱氮的方法，其特征在于，在降低所述初沉池出水的混合比例时，将所述出水中氨氮连续＞1mg/l这2-4天的浓度平均值记为m，将所述初沉池出水和所述二级出水的体积比调节至(5.5-m-y)/(x-5.5+m)，继续运行并监测所述出水中的氮含量；若调整后连续2-4天氨氮仍＞1mg/l，则以调整后第2-4天的氨氮浓度平均值为新的m值，再次进行调整，直至所述出水中的氨氮＜1mg/l。

9.根据权利要求7所述的污水厂二级出水深度脱氮的方法，其特征在于，在减小步骤s2中的进水流量时，均按照以下方式进行调整：调整过程中，每天的进水流量按公式vq/(v+0.5q)进行计算，其中，v为所述生物滤柱的体积，q为前一天的进水流量。

10.根据权利要求1-9任一项所述的污水厂二级出水深度脱氮的方法，其特征在于，步骤s4中，所述出水中的总氮浓度的平均值＜1.5mg/l，总氮去除率＞90％。

技术总结
本发明涉及环境污染治理技术领域，具体而言，涉及一种污水厂二级出水深度脱氮的方法。包括以下步骤：S1.以火山岩和硫磺颗粒作为生物膜附着的填料，启动生物滤柱，启动成功后生物膜中的功能微生物包括Thiobacillus和Candidatus Kuenenia；S2.将初沉池出水和二级出水按体积比为(4.5‑y)/(x‑4.5)～(5.5‑y)/(x‑5.5)混合得混合液，x和y分别为初沉池出水和二级出水中的氨氮浓度，单位均为mg/L；S3.以混合液作为待处理的进水进行脱氮处理，并监测处理后的出水水质；S4.根据出水中的氮含量判断是否调整处理工艺。本方法能实现污水厂二级出水的深度脱氮，且处理成本低。

技术研发人员：张肖静,李雨齐,马永鹏,王琼,宋亚丽,张珂,刘楠,马闯,张胜楠,田朝阳
受保护的技术使用者：郑州轻工业大学
技术研发日：
技术公布日：2025/2/17

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