[发明专利]半短程硝化-厌氧氨氧化多级A/O自养脱氮装置与方法

说明书

一种半短程硝化‑厌氧氨氧化多级A/O自养脱氮装置与方法，属于污水生物处理技术领域。所述装置主要包括原水水箱、多级A/O脱氮反应器和沉淀池。其中，A/O反应器包含缺氧区，好氧区和厌氧氨氧化区，缺氧格内预设曝气装置。在缺氧区发生内碳源储存及反硝化作用，好氧区进行半短程硝化作用，保证出水NHsubgt;4/subgt;supgt;+/supgt;‑N∶NOsubgt;2/subgt;supgt;‑/supgt;‑N＝1∶1～1∶1.3，为厌氧氨氧化反应提供了合适的基质配比。A/O装置缺氧区中利用反硝化去除回流污泥中硝态氮，同时储存内碳源，在后续厌氧氨氧化过程中进行内源反硝化去除厌氧氨氧化菌产生的硝态氮，提高出水效果。同时，可根据进水水质灵活调节缺/好氧区体积比，抗冲击负荷能力强，稳定性好，具有非常广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及缺氧前置的方法，实现半短程硝化-厌氧氨氧化多级A/O自养脱氮装置的稳定运行，属于污水生物处理技术领域。

背景技术

随着城市化进程的不断加快和环境保护要求的逐渐提高,城市污水处理厂数量越来越多,污水处理总量也越来越多。传统的城市污水脱氮工艺主要为是硝化-反硝化脱氮，该工艺在好氧曝气环节消耗了大量的能量，属于高能耗的污水处理工艺，污水处理费用较高。由于城市污水一般碳氮比较低，难以满足反硝化过程碳源需求，需投加甲醇等外碳源提高系统总氮(TN)去除率，而外碳源的投加则进一步提高了脱氮系统的运行费用。这样不但增加了额外设施和处理成本，还可能会造成出水的COD升高，难以保证低碳源废水脱氮效率。因此，如何降低成本和提高总氮去除率成为处理低碳源污水所面临的主要问题。

近年来，厌氧氨氧化细菌的发现给污水处理工艺的发展带来了新的契机，使低能耗、可持续的污水处理技术成为可能，在实践应用方面也取得了相当的进展。但该工艺主要应用于高温高氨氮废水的处理，对于都低氨氮废水的应用还处于实验研究阶段。主要是因为低氨氮废水处理工艺中难以维持稳定的短程硝化，且城市污水水质波动较大难以实现稳定的厌氧氨氧化工艺。因此，本专利提出一种基于半短程硝化-厌氧氨氧化的多级A/O自养脱氮工艺。半短程硝化-厌氧氨氧化城市污水自养脱氮技术集亚硝酸化与厌氧氨氧化于一体，即氨氧化菌(AOB)先将一部分氨氮氧化为亚硝态氮，这部分亚硝态氮再与剩余的氨氮进行后续的厌氧氨氧化反应。由于半短程硝化只需将部分氨氮氧化为亚硝态氮，出水氨氮较短程硝化高，保证了AOB的活性优势，利于淘洗和抑制NOB活性。且由于AOB和Anammox菌都是自养菌，且该工艺只需将约50％的氨氮氧化成亚硝酸盐，与传统的硝化-反硝化工艺相比，半短程硝化-厌氧氨氧化城市污水一体化自养脱氮技术具有节省50％的氧耗和100％的外加碳源，且污泥产量少的优点。另外，由于厌氧氨氧化反应无需有机物，可使污水中有机物尽可能多的用于厌氧发酵产甲烷，从而大大提高了城市污水的能量回收率。

发明内容

本发明的目的是通过采用半短程硝化-厌氧氨氧化多级A/O自养脱氮的装置，解决传统硝化反硝化碳源不足，出水状况差，能耗高等问题。

半短程硝化-厌氧氨氧化多级A/O自养脱氮的装置，包括顺序连接的生活污水原水箱(1)、多级A/O反应器(2)和沉淀池(3)；所述城市污水原水箱(1)设有溢流管(1.1)和放空管(1.2)；城市污水原水箱(1)通过进水泵(1.3)进入多级A/O反应器(2)；多级A/O反应器(2)由缺氧区、好氧区、厌氧氨氧化反应区组成，沿水流方向上下交替设置过流孔连接各个区室，缺氧区采用缺氧搅拌，好氧区采用持续连续曝气，厌氧氨氧化反应区投放固定于支架上的附着厌氧氨氧化菌的海绵填料；缺氧区和好氧区均设有搅拌器(5)、空压机(2.12)、气量调节阀(2.13)和曝气头(2.14)；多级A/O反应器(2)通过沉池连接管(3.1)与沉淀池(3)连接；沉淀池(3)通过污泥回流泵(3.2)与多级A/O反应器(3)的缺氧区相连；其中填料为边长1.5-2.5cm的立方体海绵块均匀分挂在支架上；其中缺氧区、好氧区和厌氧氨氧化反应区均设溶氧仪在线监测溶解氧浓度。

应用所述装置处理生活污水的方法，包括如下步骤：