[发明专利]连续流A/O除磷串联多级A/O自养脱氮工艺处理低碳源城市污水的装置和方法

说明书

本发明涉及一种连续流A/O除磷串联多级A/O自养脱氮工艺处理低碳源城市污水的装置及应用方法，它属于污水生物处理技术领域。该装置主体由城市污水原水箱、连续流A/O除磷装置、中间水箱和多级A/O自养脱氮装置四部分组成；其中连续流A/O除磷装置由一段厌氧反应区、三段好氧反应区和第一后置沉淀区组成，其内进行生物强化除磷作用；多级A/O自养脱氮装置由三段短程硝化反应区和三段厌氧氨氧化反应区(内部设置Anammox海绵填料)交替构成及第二后置沉淀区，其内发生短程硝化反应和厌氧氨氧化反应，进而实现低碳源城市污水的脱氮除磷。

技术领域

本发明属于污水生物处理技术领域，具体涉及一种连续流A/O除磷串联多级A/O自养脱氮工艺处理低碳源城市污水的装置及应用方法。

背景技术

传统生物脱氮技术由硝化和反硝化两个过程组成，硝化作用就是硝化菌将氨氮氧化为硝酸盐氮，反硝化作用就是反硝化菌利用有机物作为碳源将硝酸盐氮还原为氮气，从而达到将氮从水中脱除的目的。生物除磷技术主要利用聚磷菌在厌氧区吸收有机物释放体内的磷，随后在好氧区发生过量吸磷作用将水中的磷吸收至体内，从而达到将磷从水中脱除的目的。从以上生物脱氮除磷的原理可以看出，生物脱氮与生物除磷都需要有机碳源，因此，有机碳源不足时就会造成二者对于有机碳源的竞争，进而导致污水生物脱氮除磷效果变差。

由于我国化粪池的普遍设置和排水管网较长，造成城市污水有机碳源缺乏，不能满足传统生物脱氮除磷技术对有机碳源的需求。这种情况下城市污水处理厂为了达标排放，一般通过投加外碳源(如，甲醇)来满足生物脱氮除磷对有机碳源的需求，从而造成污水处理费用的大幅增加。近年来，随着污水处理领域的不断发展，一些新型的生物脱氮除磷技术得到了大幅度的发展，其中包括：同步硝化反硝化技术、短程硝化反硝化技术、反硝化除磷技术、厌氧氨氧化脱氮工艺和全程自养脱氮技术等。其中厌氧氨氧化自养脱氮工艺需要将部分的NH₄⁺氧化为NO₂^-，而后得到的NO₂^-再氧化剩余部分的NH₄⁺，最终达到脱氮的目的。此过程中1mol NH₄⁺只需消耗0.8mol的O₂；仅以CO₂作为碳源，无需有机物的消耗。与传统生物脱氮工艺相比，厌氧氨氧化自养脱氮技术可节省100％的有机碳源消耗，可节约60％的曝气量，可减少90％的污泥产量，从而大大降低了污水处理工艺的直接能耗和运行费用，同时厌氧氨氧化生物脱氮节约的原水有机碳源，可完全满足系统对于生物除磷的需求。

因此，为满足污水处理的节能降耗要求，同时实现低碳源城市污水的出水氮磷达标，研究和开发以厌氧氨氧化工艺为基础的城市污水脱氮除磷技术具有重要的现实意义，此外厌氧氨氧化工艺在高氨氮污水如污泥消化液和垃圾渗滤液中的成功应用为该技术在城市污水中的推广应用提供了技术支撑。

发明内容

本发明的目的是提出一种连续流A/O除磷串联多级A/O自养脱氮工艺处理低碳源城市污水的装置及应用方法。该工艺采用生物相分离，将异养聚磷菌和自养硝化菌/厌氧氨氧化细菌分别在两个装置中进行培养，解决了异养菌和自养菌的污泥龄不同的问题，同时进水中的有机物在连续流A/O除磷装置中得到去除，避免了由于有机物存在，反硝化细菌会与厌氧氨氧化细菌产生竞争的问题。低碳源城市污水首先进入连续流A/O除磷装置，进行有机物和磷酸盐的去除，不发生硝化反应；除磷装置的出水进入多级A/O自养脱氮装置，在缺/好氧交替的环境中，利用短程硝化作用和厌氧氨氧化作用实现了城市污水中氮元素的去除，保证了出水水质，同时缺/好氧交替的方式保证了装置短程硝化的长期稳定。