[发明专利]用于在废水处理中脱除氮的方法和装置

权利要求书

1.废水处理装置，其包括：

生物脱除氮(BNR)的反应器，其具有被瞬时曝气的体积；

用于处理氨浓度信号的氨分析仪；和

控制器，所述控制器用于处理所述氨浓度信号并由此在受控的瞬时缺氧条件下限制亚硝酸盐氧化菌(NOB)的生长，所述瞬时缺氧条件沿着流动路径或者沿着处理时间线受控制；以及

其中所述装置配置成使得溶解氧(DO)的分布在小于0.1毫克/升的较低DO设定值和大于1.0毫克/升的较高DO设定值之间切换；以及

其中曝气系统的激活间隔或所述较高DO设定值或两者都设定成，使得对于在空间或时间上的高于75％的瞬时曝气反应器体积，在线测量的氨浓度高于1.5毫克/升的以氮计的氨。

2.根据权利要求1所述的装置，所述装置还包括氮氧化物分析仪，所述氮氧化物分析仪用于感测在所述BNR反应器中的氮氧化物，并且用于产生可为亚硝酸盐、硝酸盐或亚硝酸盐和硝酸盐的组合的浓度信号，以及其中所述控制器处理所述氨和氮氧化物的浓度信号，并基于所述氨浓度和氮氧化物的浓度控制在所述BNR反应器中的DO浓度、好氧阶段的持续时间，和/或缺氧阶段的持续时间。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述控制器产生用于增加、降低或维持所述DO浓度的指令，其中所述控制器产生用于增加、降低或维持好氧阶段的持续时间的指令，和/或其中所述控制器产生用于增加、降低或维持缺氧阶段的持续时间的指令，以维持(A)以氮计的从约0.5至1.5的氨浓度与氮氧化物浓度的比值，或维持(B)以氮计的氨浓度加上氮氧化物浓度负值的从-3.0至1.0的总和。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述BNR反应器具有被限制的好氧污泥停留时间，用于通过缺氧阶段或体积的受控延展和通过控制污泥废弃率而达到氨设定值，以在DO强度控制的情况下维持大于1毫克/升的DO，或在好氧/缺氧的持续时间控制的情况下通过减少缺氧的持续时间来增加好氧的持续时间。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述BNR反应器接收来自高氨浓度反应器的氨氧化菌(AOB)的生物强化，所述高氨浓度的反应器具有超过200毫克/升的以氮计的氨的反应器供给浓度，并且其中更小密度的、更可压缩的或未附着的污泥部分从用于所述生物强化的高氨浓度的反应器选择，并供给到所述BNR反应器，使得在所述高氨浓度反应器中所述生物强化部分的停留时间小于10天。

6.根据权利要求2所述的装置，其中，所述控制器基于所述氨浓度和氮氧化物浓度的比值或总和，产生用于增加、降低或维持在所述BNR反应器中的DO浓度的指令，其中，所述控制器基于所述氨浓度和氮氧化物浓度的比值或总和，产生用于增加、降低或维持在所述BNR反应器中的好氧阶段的持续时间的指令，和/或其中，所述控制器基于所述氨浓度和氮氧化物浓度的比值或总和，产生用于增加、降低或维持在所述BNR反应器中的缺氧阶段的持续时间的指令。

7.根据权利要求1所述的装置，所述装置还包括高氨浓度反应器，所述高氨浓度反应器用于厌氧氨氧化生物体的生物强化，以给亚硝酸盐提供微生物竞争体，以限制NOB的生长。

8.根据权利要求1所述的装置，其中所述装置配置成维持氧吸收速率，所述氧吸收速率允许以少于10分钟的时间从曝气状态迅速过渡到缺氧，并且其中所述装置包括用于使得从缺氧迅速过渡到曝气条件的曝气设备。

9.废水处理装置，其包括：

反应器，其具有被瞬时曝气的体积；

分析仪，所述分析仪用于感测在所述反应器中的氮氧化物的浓度，并且用于处理代表亚硝酸盐、硝酸盐或亚硝酸盐和硝酸盐的组合的浓度的氮氧化物信号；和

控制器，所述控制器用于处理所述氮氧化物和氨浓度信号，并用于基于所述氨浓度和氮氧化物的浓度的比值或总和来控制在所述反应器中的溶解氧(DO)浓度、好氧阶段的持续时间、和/或缺氧阶段的持续时间，

其中，曝气系统的激活间隔设定成，使得对于在空间或时间上的高于75％的瞬时曝气反应器体积，在线测量的氨浓度高于1.5毫克/升的以氮计的氨；以及

其中包含氨和亚硝酸盐的受控流出物被供给到缺氧反应器内，在所述缺氧反应器内厌氧氨氧化菌选择性地生长和保留。