[发明专利]一种维持短程硝化/厌氧氨氧化一体化处理城市污水稳定运行的装置与方法

说明书

一种维持短程硝化/厌氧氨氧化一体化处理城市污水稳定运行的装置与方法，属于污水生物处理技术领域。短程硝化/厌氧氨氧化作为污水处理技术领域的研究热点，如何维持稳定运行是其广泛应用于城市污水处理厂的问题之一，本发明通过投加羟胺结合多级A/O运行的方式，抑制亚硝酸盐氧化菌NOB的活性，从而快速启动短程硝化，接种厌氧氨氧化絮体污泥后，投加絮凝剂三氯化铁，促进颗粒污泥快速形成，使反应器稳定运行。本发明相比于传统污水生物脱氮，具有低耗高效，反应装置简单，可操作性强，运行稳定等优点。

技术领域

本发明涉及一种维持短程硝化/厌氧氨氧化一体化处理城市污水稳定运行的装置与方法，属于污水生物处理技术领域，适用于低碳氮比城市污水高效脱氮。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，对于生存环境质量的要求也越来越高，而水环境的状况又与人们的日常生活息息相关，因此如何保护好水环境是永恒不变的问题。由于城市污水低碳氮比的特点，导致反硝化阶段碳源不足，使脱氮困难，一般的城市污水处理厂通过投加外加碳源来解决这一问题，但是这不仅会大大增加污水处理厂的运行费用，更会使剩余污泥的产量增加，进一步带来污泥处置的问题，显然不是最佳的解决方案。

传统的脱氮方式为硝化反硝化，即将进水中的氨氮完全氧化为硝态氮后再进行反硝化去除产生的硝态氮，其中曝气过程中产生的能耗占污水处理厂运行费用的很大一部分，而且反硝化过程需要投加外加碳源也增加了运行的费用，这与可持续发展的理念相违背，因此研究出高效低耗的污水处理工艺是污水处理技术行业的主流趋势。

目前，短程硝化/厌氧氨氧化技术因其独特的优势成为了行业的研究热点。一般的硝化指将氨氮氧化为硝态氮，其中包括氨氮在氨氧化菌(AOB)的作用下被氧化为亚硝态氮，亚硝酸盐氧化菌(NOB)继而将亚硝态氮氧化为硝态氮，而短程硝化是指在一定的技术手段下，如：低氧曝气、饥饿处理、实时控制、间歇曝气等，来抑制亚硝酸盐氧化菌(NOB)，使反应停留在亚硝态氮的阶段而不被继续氧化，产生的亚硝态氮不论是直接进行反硝化还是作为厌氧氨氧化反应的底物都节省了曝气能耗以及碳源。厌氧氨氧化作用主要是指厌氧氨氧化细菌在厌氧条件下以亚硝态氮为电子受体，以氨氮为电子供体，反应生成氮气，而厌氧氨氧化细菌为自养细菌，以无机碳-二氧化碳或碳酸氢根离子为碳源，不需要消耗有机碳源，也无需曝气，具有低能耗、低剩余污泥量、无需外加碳源等优点。

尽管短程硝化/厌氧氨氧化作用有着不可忽视的优势，但目前仅在高氨氮废水的处理中有着广泛的应用，其应用于城市污水处理厂主流脱氮还面临着许多问题，最突出的问题便是短程硝化很难维持稳定，一旦发生过曝气很容易遭到破坏，而城市城市污水水质又波动较大，这对于污水处理厂的实际运行是一个很大的挑战；另外污水生物处理反应器中微生物的种群较为丰富，厌氧氨氧化菌的丰度和活性很容易受到NOB和反硝化细菌的影响，研究表明在低氨氮、低亚硝态氮浓度的情况下，NOB对亚硝酸盐具有更高的亲和力，所以，应用厌氧氨氧化工艺时，必须在主流条件下尽可能降低NOB活性，这是确保厌氧氨氧化过程正常进行的基础并直接关系到其处理效果，而且由于厌氧氨氧化菌为自养菌，污水中含有的COD有助于异养反硝化菌的生长并对厌氧氨氧化过程形成抑制，只有当COD被消耗至较低水平时厌氧氨氧化过程才有可能占主导；温度也是影响厌氧氨氧化菌活性的重要因素，研究表明，35℃是厌氧氨氧化菌生物代谢最快，并且世代周期最短的最适温度，然而，大多数实际城市污水的水温较低，尤其是我国北方地区，废水温度常低于10℃，这也是厌氧氨氧化推广应用的一大瓶颈；最后如何最大限度的持留厌氧氨氧化菌也是我们需要解决的问题。

发明内容

针对短程硝化/厌氧氨氧化技术稳定应用于城市污水处理厂存在的问题，本发明通过投加抑制剂羟胺结合多级A/O的运行方式以及投加絮凝剂三氯化铁，旨在快速启动一体化短程硝化/厌氧氨氧化反应器，并维持其稳定运行，具体通过以下技术方案来实现：