[发明专利]侧流释磷实现短程硝化厌氧氨氧化在市政污水中同步深度脱氮除磷的装置和方法

说明书

侧流释磷实现短程硝化厌氧氨氧化在市政污水中同步深度脱氮除磷的装置和方法，属于污水生物处理领域。污水中的有机物在厌氧区被聚糖菌(GAOs)和聚磷菌(PAOs)摄取存储为胞内碳源(PHA)，同时聚磷菌将胞内的聚磷释放到水体中。在好氧区，氨氮(NH₄⁺‑N)被硝化细菌氧化成亚硝酸盐(NO₂^—‑N)和硝酸盐(NO₃^—‑N)，PAOs充分地将磷酸盐吸收至胞内。在缺氧区，厌氧氨氧化(anammox)将好氧区剩余的NH₄⁺‑N和产生的NO₂^—‑N还原为N₂，同时产生NO₃^—‑N；GAOs利用胞内的碳源驱动NO₃^—‑N还原为N₂，同时短程硝化产生的NO₂^—‑N不足时，GAOs驱动的内源反硝化能够为anammox提供额外的NO₂^—‑N。回流至厌氧区的部分污泥在侧流释磷装置中，并在污泥发酵液的诱导下，PAOs将胞内的聚磷释放。该发明实现市政污水同步深度脱氮和除磷。

技术领域

侧流释磷实现短程硝化厌氧氨氧化在市政污水中同步深度脱氮除磷的装置和方法，属于市政污水生物处理邻域。

背景技术

短程硝化厌氧氨氧化技术的提出为主流市政污水的高效节能处理提供了新的途径。然而，不稳定的短程硝化向来是主流中的常态，这也导致了出水中始终含有大量硝酸盐。此外，作为完全自养的脱氮技术，其相关的功能微生物(硝化细菌，厌氧氨氧化菌等)世代时间较长，需要更长的污泥龄才能保证良好的脱氮效果，这与世代时间短的聚磷菌相反，并且生物除磷是通过排出富磷污泥实现的。所以短程硝化厌氧氨氧化技术在主流中稳定的脱氮除磷还面临着巨大的挑战。

以GAOs为主要功能微生物的内源反硝化菌利用胞内碳源驱动NO₃^—-N还原的技术近年来得到了广泛的关注，内源反硝化无需额外的碳源投加，同时也能为anammox提供额外的NO₂^—-N以保证anammox的稳定运行。但是不可避免的是PAOs常常与GAOs竞争有机物，导致GAOs无法储存足够的胞内碳源用于内源反硝化过程。通过释放PAOs体内过于饱和的聚磷，一方面能够活化PAOs对磷酸盐的持续吸收能力，另一方面，较低的聚磷储量能够削弱PAOs在厌氧区对碳源的摄取能力和效率，因此,GAOs获取有机物的能力得到了强化，进而强化了在之后的缺氧区的内源反硝化的能力。

本发明能够在短程硝化破坏时，通过内源反硝化为anammox提供NO₂^—-N，从而避免了由于不稳定的短程硝化而导致出水难以达标问题。此外，通过污泥发酵液诱导PAOs释磷能够有效平衡PAOs和GAOs之间对市政污水中有限碳源的分配，从而充分利用胞内碳源用于脱氮。降低PAOs体内的聚磷含量也能够使系统除磷性能得到恢复和维持。

发明内容

针对当前市政污水中有限的碳源难以维持同步的脱氮除磷以及短程硝化不稳定等问题，本发明的目的是通过侧流释磷处理，实现短程硝化厌氧氨氧化在市政污水中同步深度脱氮除磷。侧流磷的释放在活化PAOs吸磷能力的同时也能强化GAOs驱动内源反硝化的能力，从而能够保证在不稳定的短程硝化下稳定的脱氮效果。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：侧流释磷实现短程硝化厌氧氨氧化在市政污水中同步深度脱氮除磷的装置和方法，其特征在于：包括进水装置(1)、AOA连续流反应器(2)、二沉池(3)和侧流释磷装置(4)。