[发明专利]以污泥发酵混合物为碳源的短程反硝化耦合厌氧氨氧化深度脱氮的方法和装置

说明书

以污泥发酵混合物为碳源的短程反硝化耦合厌氧氨氧化深度脱氮的方法和装置，属于城市污水处理及污泥生化处理领域。在反应器SBR1中去除有机物并进行全程硝化去除氨氮，出水进入反应器SBR2，通过投加污泥发酵物控制pH和碳氮比实现短程反硝化并同时进行厌氧氨氧化反应，从而实现低碳氮比生活污水的深度脱氮。本发明通过将剩余污泥的发酵物和生活污水混合处理，能够解决城市生活污水因为碳源不足需投加外加碳源增加成本问题，同时能够实现剩余污泥减量化、资源化利用。

技术领域

本发明涉及利用剩余污泥碱性发酵混合物强化城市生活污水深度脱氮的方法和装置的控制和优化，属于城市污水处理和污泥生化处理领域。本工艺适用于低碳氮比城市生活污水的深度脱氮。

背景技术

在传统城市生活污水的处理过程中，反硝化菌作为异养菌在反硝化过程中需要有机物作为电子供体将氧化态氮还原为氮气。目前，我国大部分地区城市生活污水的碳氮比较低，处理生活污水普遍存在碳源不足无法满足脱氮要求的问题。现在大部分污水处理厂采用投加乙酸钠、甲醇等碳源来满足出水要求。但是投加碳源一方面似的运营成本增加，同时碳源的投加使得剩余污泥的产量大大增加，极大增加了剩余污泥的处理成本。现阶段剩余污泥的处理处置费用已经达到水厂总体运营成本的50％-60％，剩余污泥的碱性厌氧发酵通过控制过程维持在水解酸化阶段，产生大量利于生物利用的挥发性脂肪酸作为脱氮过程的优质碳源，同时能够使剩余污泥减量达到40％-60％，实现污泥的资源化和减量化处理。污泥发酵会使得污泥的脱水性变差，直接利用污泥发酵物既能减少对于构筑物的需求同时也能节省运营成本。而厌氧氨氧化是节能高效的生物脱氮技术，其反应过程中不需要曝气和有机碳源，污泥产量低，第二阶段利用污泥发酵物中易生物降解的碳源将一阶段出水中的NO₃^—-N及厌氧氨氧化生成的NO₃^—-N与污泥发酵物中的 NH₄⁺-N同步去除，在完成深度脱氮的同时节省运营成本

以污泥发酵混合物为碳源的短程反硝化耦合厌氧氨氧化深度脱氮的方法和装置，以剩余污泥和城市污水作为研究对象。在反应器SBR1中去除有机物并进行全程硝化去除氨氮，出水进入反应器SBR2，通过投加污泥发酵物控制pH和碳源与水中硝氮的比例实现短程反硝化同时进行厌氧氨氧化反应，从而实现低碳氮比生活污水的深度脱氮。本发明通过将剩余污泥的发酵物和生活污水混合处理，能够解决城市生活污水因为碳源不足需投加外加碳源增加成本问题，同时能够实现剩余污泥减量化、资源化利用。

发明内容

针对现有技术所存在的不足，本发明提出一种以污泥发酵混合物为碳源的短程反硝化耦合厌氧氨氧化深度脱氮的方法和装置，生活污水进入处理低碳氮比的第一序批式反应器SBR，首先利用生活污水中的碳源将上周期剩余的硝态氮去除，接下来曝气进行全程硝化，去除污水中的有机物并将生活污水中的氨氮转化为硝态氮。SBR1的出水进入接种厌氧氨氧化污泥的SBR2，这时加入剩余污泥碱性发酵混合物，利用发酵物中大量的可挥发性脂肪酸和可快速降解有机物将 SBR1出水中和厌氧氨氧化过程中产生的硝态氮转化为亚硝态氮，完成短程反硝化过程积累亚硝态氮，同时剩余污泥碱性发酵物中含有的氨氮可以作为厌氧氨氧化的底物同步去除，从而达到深度脱氮的目的。

本发明通过以下技术方案来实现：

(1)碱性厌氧发酵罐启动：剩余污泥碱性厌氧发酵罐(13)采用半连续式反应器，pH控制在9-10，污泥停留时间SRT控制在6-10天，使污泥发酵维持在水解酸化阶段。根据污泥停留时间每天将排放的剩余污泥碱性发酵混合物储存在发酵物储存罐(14)内，并向剩余污泥碱性发酵罐(13)中加入等体积的剩余污泥。