[发明专利]亚硝化与厌氧氨氧化耦合反硝化除磷强化低CN比城市污水脱氮除磷的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及污水生物处理技术领域，尤其涉及亚硝化与厌氧氨氧化耦合反硝化除磷强化低CN比城市污水脱氮除磷的装置和方法。

背景技术

污水的除磷脱氮一直是污水研究领域的热点，现有污水处理工艺的研究也正在朝着高效、低能耗的方向发展。短程硝化与厌氧氨氧化脱氮技术实现了最短及高效的氨氮转换为氮气的路径，且不需要有机碳源，不需投加酸碱中和试剂。反硝化除磷技术实现了脱氮和除磷过程的统一，而以往的污水脱氮除磷技术，如A²O，存在着除磷不佳或脱氮不充分的问题。

由于现行的污水脱氮除磷工艺中存在各种矛盾，如：聚磷菌PAOs与硝化菌对DO和污泥龄的竞争，PAOs与反硝化菌对碳源的竞争，使得污水的同步脱氮除磷难以实现。并且，在实际应用过程中，氮和磷的排放都难以达到国家一级排放标准。这些矛盾在处理碳、氮、磷比例失调和碳源不足的城市污水（尤其是我国南方地区）时变得尤为明显，碳源不足已成为现行传统脱氮除磷工艺在处理低碳氮比城市污水时的“瓶颈”。

因此，研发碳源偏低城市污水高效节能同步脱氮除磷的工艺已成为迫在眉睫的任务。本发明通过创造对厌氧氨氧化菌和反硝化聚磷菌有利的微生态环境，实现两种菌在脱氮除磷方面的协同耦合作用；通过短程硝化和厌氧氨氧化作用，实现低碳比城市污水的全程自养脱氮，通过反硝化除磷，有效的利用污水中的碳源和厌氧氨氧化过程产生的NO₃^--N，使得反硝化和除磷同时发生，实现“一碳两用”，解决反硝化与除磷对碳源竞争的矛盾；反硝化除磷过程结束后进行一段时间的微曝气，保证了系统除磷的高效、稳定性，降低传统脱氮除磷过程中所需的曝气量；本发明工艺流程简单，可实现高效的脱氮除磷，是具有前景的废水厌氧、缺氧处理研究方向，也是一种新的脱氮除磷思路。

发明内容

本发明的目的就是提供一种亚硝化与厌氧氨氧化耦合反硝化除磷强化低CN比城市污水脱氮除磷的装置和方法，实现低碳氮比城市污水的高效节能同步脱氮除磷，解决传统脱氮除磷工艺中存在碳源不足、脱氮和除磷不能同时达到最佳等问题，工艺流程简单，运行费用低。此外，结合在线监测反应器中pH值和DO的变化情况，对短程硝化、厌氧氨氧化和反硝化除磷过程进行实时控制，可有效的维持系统运行稳定性。该发明结合了全程自养脱氮和反硝化除磷所具有的优点，可实现高效、低能耗的低CN比城市污水处理。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：亚硝化与厌氧氨氧化耦合反硝化除磷强化低CN比城市污水脱氮除磷的装置，其特征在于，包括城市污水原水箱1、反硝化除磷SBR反应器2、调节水箱3、沉淀池4、一体化短程硝化和厌氧氨氧化SBBR反应器5,以及在线监测和反馈控制系统6；其中所述城市污水原水箱1通过第一进水泵2.1与反硝化除磷SBR反应器2相连接；反硝化除磷SBR反应器2第一出水阀2.8与调节水箱3相连接；调节水箱3通过第二进水泵5.1与一体化短程硝化和厌氧氨氧化SBBR反应器5相连接；一体化短程硝化和厌氧氨氧化SBBR反应器5第三出水阀5.8与沉淀池4相连接；沉淀池4通过第三进水泵2.12与反硝化除磷SBR反应器2；沉淀池4第四放空管4.2通过污泥回流泵5.11与一体化短程硝化和厌氧氨氧化SBBR反应器5污泥回流管5.10相连接；

所述反硝化除磷SBR反应器2内置有第一搅拌浆2.3、第一气泵2.4、第一气体流量计2.6、第一曝气头2.7、第一出水阀2.8、第一采样口2.9、第二出水阀2.10、第一pH传感器2.14、第一DO传感器2.15；

所述一体化短程硝化和厌氧氨氧化SBBR反应器5内置有第二搅拌浆5.3、第二气泵5.4、第二气体流量计5.6、第二曝气头5.7、第三出水阀5.8、第二采样口5.9、第二pH传感器5.13、第二DO传感器5.14；