[发明专利]一种短程硝化-反硝化间歇曝气序批式生物反应装置及处理高氨氮污水的方法

说明书

本发明公开了一种短程硝化‑反硝化间歇曝气序批式生物反应装置及处理高氨氮污水的方法，该装置包括反应器，所述反应器内通过两块隔板依次分隔成第一反应区、过渡区和第二反应区，第一反应区与过渡区上部连通；过渡区与第二反应区底部连通；所述第一反应区与第二反应区内设有布水装置、搅拌装置和曝气装置；反应器顶部设有出水口；所述过渡区内设有用于富集微生物的生物填料。本发明通过隔板将反应器内分为两个反应区和一个过渡区，并在过渡区内设置生物填料，使得在一体化装置中同步实现两个反应区的独立及串联运行，并通过过渡区调整两个反应区的活性污泥浓度，调控微生物环境，实现了高氨氮污水的高效处理，降低污水的氮、磷含量。

技术领域

本发明涉及低碳高氮污水处理技术领域，尤其涉及一种短程硝化-反硝化间歇曝气序批式生物反应装置及处理高氨氮污水的方法。

背景技术

水污染问题日益受到人们的关注，水体富营养化日趋恶化，造成富营养化的主要原因是N、P的大量排放。国家“十二五”规划把氮氧化物和氨氮列入了约束性指标，明确减排目标为10％，“十三五”期间氮减排力度会进一步加大。氨氮减排不是仅围绕氨氮一个指标进行，同样对总氮的脱除提出了要求，氨氮减排与总氮的控制相结合可以达到氮减排事半功倍的效果。

随着我国经济迅速发展壮大，由此而产生的高氨氮废水也成为行业发展制约因素之一。近年来最典型的高氨氮废水主要来源于纺织印染、制药、养殖、肉类加工等生产行业以及垃圾渗滤液和污泥消化液等，氨氮浓度一般在1000-6000mg/L之间，系国家严禁直排的高污染废水。

高氨氮废水成分复杂、污染物浓度高但往往比例严重失调，碳氮比很低，难以营造适宜的微生物种群生长环境，易出现污泥解体，生物处理难度大。脱氮反硝化过程理论上每还原1mg/L NO₃-N会消耗2.86mg/L有机碳源，实际应用中会远高于此数值，污水处理是高耗行业，氨氮和总氮作为减排指标后，运行成本将进一步提高。氮减排与高碳源消耗、高能耗的矛盾日益突出，受到了各国环保领域的高度重视，经济有效的控制低碳高氮废水污染成为当前环保工作者研究的重要课题。

对于低碳高氮废水的脱氮除磷处理，AO工艺是目前的主流工艺，该工艺在处理低碳高氮污水时，在好氧段需要补充大量碱度，在缺氧段需要补充大量碳源，运行成本较高。近几年来，研究者不断寻找新型的脱氮除磷工艺，我国低碳高氮废水的去除效果有了很大进步，但上述问题仍没有很好的改善。

申请公布号为CN103819000A的中国发明专利申请文献公开了一种强化脱氮处理的AO/SBR系统及工艺，该系统提供了一种将厌氧、好氧、SBR有效组合的强化脱氮工艺技术，提高了传统SBR设备的使用率，能够强化中小型污水的处理。

申请公布号为CN104250050A的中国发明专利申请文献公开了一种将A/MBBR/A应用于低碳氮比城市污水的脱氮除磷技术，利用新的反硝化除磷技术代替传统的脱氮除磷方法，由反硝化聚磷菌(DPB)在厌氧/缺氧(A/A)交替环境中，通过它们独特的新陈代谢功能同时完成过量吸磷和反硝化脱氮双重目的，提高了碳源利用率，但技术实现要求较高。

与传统的硝化反硝化过程相比，短程硝化反硝化过程在氨氧化阶段可节省25％的供氧量，与缺氧反硝化除磷技术结合，可节省50％的碳源需求量，硝化和反硝化速率较高，反应时间短，反应器容积可减少30％～40％，且污泥减量效果显著。短程硝化反硝化过程的关键是把硝化反应控制在亚硝态氮的短程硝化过程，尽量减少向硝态氮转化。

申请公布号为CN103880183A的中国发明专利申请文献公开了一种短程硝化耦合反硝化除磷的A²/O-生物接触氧化装置的实时控制及方法，公开了将两种新型脱氮技术耦合，成功实现了短程硝化反硝化脱氮，但是A²/O基建投资和运行成本高，运行维护比较复杂。