[发明专利]不稳定短程硝化厌氧氨氧化反应器中实现市政污水同步深度脱氮和磷回收的装置和方法

权利要求书

1.不稳定短程硝化厌氧氨氧化反应器中实现市政污水同步深度脱氮和磷回收的装置，其特征在于：包括进水装置(1)、一体化短程硝化厌氧氨氧化内源反硝化反应器(2)、磷回收装置(3)、出水箱(4)；

所述进水装置(1)包括市政污水箱(1.1)，设有出水阀Ⅰ(1.2)、放空阀Ⅰ(1.4)，和污泥发酵液水箱(1.5)，设有出水阀Ⅱ(1.7)、放空阀Ⅱ(1.6)；所述一体化短程硝化厌氧氨氧化内源反硝化反应器(2)设有曝气泵(2.1)、转子流量计(2.2)、曝气盘(2.3)、进水阀Ⅰ(2.4)、机械搅拌器Ⅰ(2.5)、DO/T探头(2.6)、pH/T探头(2.7)、便携式在线参数仪(2.8)、排泥阀(2.9)、回流阀(2.10)、出水阀Ⅲ(2.11)和溢流阀(2.12)；所述磷回收装置(3)设有放空阀Ⅲ(3.1)进水阀Ⅱ(3.2)、药剂阀(3.3)、机械搅拌器Ⅱ(3.4)和出水阀Ⅳ(3.5)；所述出水箱(4)设有放空阀Ⅳ(4.1)；

所述市政污水箱(1.1)和污泥发酵液水箱(1.5)分别通过进水泵Ⅰ(1.3)和进水泵Ⅱ(1.8)与一体化短程硝化厌氧氨氧化内源反硝化反应器(2)相连；一体化短程硝化厌氧氨氧化内源反硝化反应器(2)通过出水阀Ⅲ(2.11)分别与磷回收装置(3)和出水箱(4)相连；磷回收装置(3)中残余的废水通过回流泵(3.6)与一体化短程硝化厌氧氨氧化内源反硝化反应器(2)相连。

2.应用如权利要求1所述装置实现市政污水同步深度脱氮和磷回收的方法，其特征在于，步骤如下：

1)自养硝化细菌的抑制与内源性异养菌的富集

向一体化短程硝化厌氧氨氧化内源反硝化反应器(2)中接种短程硝化厌氧氨氧化污泥，其亚硝积累率为40％～50％，污泥浓度为2500～3000mg/L；反应器以交替的厌氧-好氧-缺氧模式运行，排水比为50％；其中厌氧搅拌120min，通过转子流量计(2.2)控制好氧末溶解氧为0.8～1.0mg/L,同时控制曝气搅拌时间为90min，抑制硝化细菌竞争溶解氧，缺氧搅拌240min；每天通过排泥阀(2.9)排出剩余污泥，控制污泥龄为10天；反应器稳定运行40天，出水磷酸盐小于0.5mg/L，成功富集内源性异养菌；

2)恢复硝化活性与常规运行

曝气搅拌时间延长至150min，同时通过转子流量计(2.2)提高好氧末溶解氧升高至1.8～2.0mg/L以保证硝化细菌获取足够的溶解氧；延长污泥龄至30天，以保证自养硝化细菌的增殖；日常的运行过程如下：市政污水箱(1.1)中的市政污水通过进水泵Ⅰ(1.3)泵入一体化短程硝化厌氧氨氧化内源反硝化反应器(2)中，开启机械搅拌器Ⅰ(2.5)，反应器进入120min的厌氧搅拌阶段；随后开启曝气泵(2.1)，通过曝气盘(2.3)均匀地向反应器内泵入空气；根据便携式在线参数仪(2.8)中的溶解氧参数控制转子流量计(2.2)，以保证好氧末的溶解氧为1.8～2.0mg/L；曝气150min后关闭曝气泵(2.1)，进入240min的缺氧搅拌阶段；最后关闭机械搅拌器Ⅰ，沉淀10min，开启出水阀Ⅲ(2.11)，出水排放至出水箱(4)；

3)富磷上清液的排除与磷回收

在反应器日常的运行中，每隔15天进行一次充分磷释放的操作；污泥发酵液水箱(1.5)中的污泥发酵上清液COD为3600mg/L，市政污水箱(1.1)中的市政污水COD为270mg/L；分别通过进水泵Ⅱ(1.8)和进水泵Ⅰ(1.3)将污泥发酵上清液和市政污水以体积比为1：9的比例混合，混合COD为600mg/L,然后泵入一体化短程硝化厌氧氨氧化内源反硝化反应器(2)中；厌氧搅拌180min后沉淀30min，然后，富磷上清液通过进水阀Ⅱ(3.2)排入磷回收装置(3)，同时NaOH和CaCl₂溶液通过药剂阀(3.3)进入磷回收装置(3)；控制pH为9.0，Ca和P的摩尔比为3.0～4.0；开启机械搅拌器Ⅱ(3.4)搅拌30min，形成的羟基磷灰石结晶沉淀后用于后续的磷回收，不含磷的上清液通过回流泵(3.6)泵入一体化短程硝化厌氧氨氧化内源反硝化反应器(2)中，进入后续150min的好氧搅拌和240min的缺氧搅拌。