[发明专利]一种基于侧流短程硝化强化城市污水自养脱氮的系统与方法

说明书

一种基于侧流短程硝化强化城市污水自养脱氮的系统与方法属于污水生物处理技术领域。该系统主要包括：有机物捕获反应器、主流短程硝化/厌氧氨氧化反应器、侧流短程硝化反应器、主流厌氧氨氧化反应器。城市污水首先进入有机物捕获反应器将其含有的有机物转化至污泥中，出水流入短程硝化/厌氧氨氧化反应器，氧化去除部分NH⁴⁺‑N，其出水与侧流短程硝化反应器出水和城市污水再一同进入主流厌氧氨氧化反应器进行脱氮。本发明通过侧流短程硝化为主流厌氧氨氧化补充底物NO^2‑‑N的方法，能够解决主流短程硝化/厌氧氨氧化工艺过高残留氨的问题，强化城市污水自养脱氮效率，工艺运行易于控制，稳定性强，具有较好的工程应用前景。

技术领域

本发明属于污水生物处理技术领域，更具体地，涉及一种基于侧流短程硝化强化城市污水自养脱氮的系统与方法，属于污水生物脱氮技术领域。

背景技术

20世纪90年代发现的厌氧氨氧化工艺,是目前最经济高效的污水脱氮技术。该类细菌能在缺氧条件下，以亚硝酸盐作为电子受体,将氨氮氧化为氮气,并产生少量硝酸盐。厌氧氨氧化作为一种新型的自养脱氮技术，为城市污水的脱氮提供了新的思路，开启了以厌氧氨氧化为代表的新技术研究阶段。这意味着，与传统的硝化/反硝化工艺相比，厌氧氨氧化工艺可以减少100％的有机碳源投加量，降低60％的曝气量，产泥量也会减少90％，在污水处理领域具有较高的开发价值。因此，厌氧氨氧化以其高效、经济的优势成为污水脱氮领域的研究热点。

短程硝化是指将氨氧化控制到亚硝酸盐阶段的硝化反应，相比于传统的全程硝化反应，减少了从亚硝酸盐到硝酸盐的路程。厌氧氨氧化工艺的可行性与稳定性在很大程度取决于亚硝酸盐是否可持续供应，而短程硝化能够为其有效的提供亚硝酸盐。以主流短程硝化法为基础的厌氧氨氧化，多年来一直是污水处理领域的研究热点。通过利用游离氨(FA)和游离亚硝酸(FNA)以及控制溶解氧(DO)、pH、污泥停留时间(SRT)等关键参数抑制亚硝酸盐氧化菌(NOB)活性,被证明能够实现短程硝化过程。但城市污水氨氮浓度较低,缺乏FA或FNA对NOB活性抑制，并且城市污水的温度波动较大,导致NOB难以有效控制，出水中往往会产生硝酸盐的积累，短程硝化极易遭到破坏，脱氮效果不稳定。因此，厌氧氨氧化技术在主流城市污水中的应用仍然有着巨大的挑战性，主要瓶颈问题为基质亚硝酸盐难以稳定获取。

目前,利用厌氧氨氧化工艺处理污泥消化液的方法已被国内外许多污水处理厂采用。由于污泥消化液中氨氮浓度和温度较高，可以有效地抑制NOB，因此短程硝化过程能够稳定实现，产生有较多的亚硝酸盐。基于此种思路，本发明创新性的利用侧流短程硝化工艺，将污泥消化液短程硝化产生的亚硝酸盐氮补充到主流厌氧氨氧化工艺系统中，可以降低主流污水中氨氮的氧化，从而减少主流硝化过程硝酸盐氮的产生，进而提高自养脱氮效果。

发明内容

本发明的目的就是克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于侧流短程硝化强化城市污水自养脱氮的系统与方法，设置侧流工艺将污泥消化液进行短程硝化产生的NO₂^--N补充到主流厌氧氨氧化工艺中，通过侧流短程消化液补充主流厌氧氨氧化工艺的方式，强化城市污水自养脱氮，提高工艺稳定性和城市污水处理效率，能显著降低城市污水治理成本。