[发明专利]侧流污泥发酵产酸实现低氨氮废水短程硝化的装置及方法

说明书

侧流污泥发酵产酸实现低氨氮废水短程硝化的装置及方法属于污水生物处理领域。装置由主流序批式反应系统、侧流序批式反应系统和自动控制系统组成。主流序批式反应系统包含进水、搅拌、曝气、排水和回流，以实现污水短程硝化反应过程；通过定期将部分污泥回流至侧流序批式反应系统，进行快速厌氧发酵产酸，利用挥发性脂肪酸抑制并定向筛选自养硝化微生物，从而实现污水短程硝化过程；通过设定序批式反应系统的运行时间序列，优化污泥回流参数。本发明针对低氨氮废水难以稳定实现短程硝化过程的技术难题，采用主侧流系统耦合的新模式，提出强化低氨氮废水短程硝化的新原理，既能实现污水生物脱氮的高效低碳运行，又可促进剩余污泥的资源回收利用。

技术领域

本发明涉及一种侧流污泥发酵产酸实现低氨氮废水短程硝化的工艺技术，属于污水生物处理领域。

背景技术

氮素过量排放是水体富营养化的主要致因。水体中过量的氮素排放会刺激地表水中植物和藻类的过度生长，引起水体缺氧，毒害水生生物，危害人类健康等。传统污水生物脱氮过程依赖硝化反硝化工艺，需要消耗大量能源和外加碳源。污水处理厂亟待节能降耗、提质增效。

厌氧氨氧化已成为公认的污水生物脱氮新技术，可以直接利用氨和亚硝酸转换为氮气，无需外加碳源，具有显著的经济高效优势。厌氧氨氧化通常与短程硝化过程联用，已成功应用于如污泥消化液等高氨氮废水(500～1500mg N/L)的处理中。然而，其在如城市污水等低氨氮废水(30～100mg N/L)处理中的应用仍存在技术瓶颈。短程硝化过程在高氨氮条件下实现的调控方法在低氨氮条件下均无法满足，现普遍采用控制低DO(1mg/L)的技术手段，从而实现保留氨氧化菌(AOB)，淘汰亚硝酸氧化菌(NOB)。然而实际工程中DO较难精确控制，且短程硝化难以稳定自维持，因此低氨氮废水实现短程硝化仍需新的技术方法。

本发明针对上述低氨氮废水实现短程硝化的迫切需求，在现有技术的基础上，提出采用主流和侧流反应系统耦合的新模式以及短程硝化实现的新原理，通过利用部分回流污泥快速厌氧发酵产生的高浓度挥发性脂肪酸的抑制效应，实现AOB和NOB的分选。该方法效果稳定，操作简单，既能实现污水生物脱氮的高效低碳运行，又可促进剩余污泥的资源回收利用。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供了一种利用侧流污泥发酵产酸实现低氨氮废水短程硝化的工艺技术。具体技术方案如下：

侧流污泥发酵产酸实现低氨氮废水短程硝化的装置，其特征在于：包括主流序批式反应系统(Ⅰ)、侧流序批式反应系统(Ⅱ)、自动控制系统(Ⅲ)；主流序批式反应系统(Ⅰ)包括主流反应区(1.1)、进水箱(1.2)、进水泵(1.3)、进水管(1.4)、第一搅拌器(1.5)、在线监测装置Ⅰ(1.6)、曝气盘(1.7)、止回阀(1.8)、进气管(1.9)、鼓风机(1.10)、第一污泥回流泵(1.11)、第一污泥回流管(1.12)、排水泵(1.13)、排水管(1.14)、第一溢流管(1.15)、贮水箱(1.16)；侧流序批式反应系统(Ⅱ)包括侧流反应区(2.1)、第二搅拌器(2.2)、在线监测装置Ⅱ(2.3)、第二污泥回流泵(2.4)、第二污泥回流管(2.5)、排泥阀(2.6)、排泥管(2.7)、第二溢流管(2.8)；自动控制系统(Ⅲ)包括控制线(3.1)、中央控制器(3.2)、计算机(3.3)。