[发明专利]一种厌氧氨氧化耦合反硝化除磷的生物滤池及运行方法

说明书

一种厌氧氨氧化耦合反硝化除磷的生物滤池及运行方法，属于污水处理领域。装置主要由四个生物滤池组成，污水先进入厌氧生物滤池，填料表面的反硝化聚磷菌将利用污水中的有机碳源进行释磷。富磷污水进入微曝气状态生物滤池，剩余有机物得以去除，其中的氨氧化菌将氨氮部分氧化为亚硝态氮，进入厌氧反应器后，亚硝态氮作为厌氧氨氧化菌的电子受体，将氨氮直接为氮气，并产生硝态氮，过量的亚硝态氮作为反硝化聚磷菌的电子受体。最后进入缺氧反应器，其中的反硝化聚磷菌以硝态氮、亚硝态氮为电子受体，过量吸磷。四个滤池协调工作，有效利用上一反应器的产物，达到同步脱氮除磷的效果，节省了碳源和能量。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，特别涉及一种对低碳源污水的厌氧氨氧化耦合反硝化除磷的生物滤池及其运行方法。

背景技术

随着污水排放标准不断提高，排放量不断增加，传统的水处理工艺对水中氮磷的去除率较低，能耗较大的问题愈加严重。且氮磷含量过高会直接造成水体富营养化，引起藻类暴发，水质恶化，同时降低水体当中的溶解氧，使大量鱼类死亡。

传统的同步脱氮除磷工艺是根据厌氧条件下聚磷菌分解体内的多聚磷酸盐，同时释放PO₄^3-；缺氧条件下反硝化细菌将NO₃^--N和NO₂^--N反硝化成N₂；好氧条件下聚磷菌分解机体内的聚-β-羟基丁酸（PHB）和外源基质，将PO₄^3-合成三磷酸腺苷（ATP）和核酸，将过剩的PO₄^3-聚合成异染颗粒，硝化细菌将NH₄⁺-N硝化成硝态氮或NO₂^--N的原理进行设计。这种传统的处理工艺很难把脱氮和除磷完全分开，硝化细菌和聚磷菌都会受到抑制，影响处理效果。反硝化菌和聚磷菌争夺碳源，硝化细菌和聚磷菌的菌龄不同，使得系统很难达到最优条件。好氧阶段需大量曝气，能耗较大。

反硝化聚磷菌（DPB）是用厌氧/缺氧交替环境代替传统的厌氧/好氧环境，驯化培养出反硝化聚磷菌为优势菌种，通过“一碳两用”方式同时完成过量吸磷和反硝化过程而达到脱氮除磷双重目的的一种工艺。厌氧阶段，乙酸等低分子脂肪酸被DPB快速吸收，同时细胞内的多聚磷酸盐被水解并以PO₄^3-的形式释放出来。利用上述过程产生的能量ATP和糖原酵解还原型辅酶Ⅰ，DPB合成大量PHB储存在体内。缺氧阶段，DPB以NO₃^--N为电子受体氧化PHB，利用降解PHB所产生的能量，DPB过量摄取环境中的无机磷酸盐并以多聚磷酸盐的形式储存，细菌同时得到增殖。用DPB代替传统聚磷菌不仅节约碳源，同时减少能耗。

亚硝酸菌能够在有氧的条件下，将NH₄⁺-N氧化为NO₂^--N，而且较低的溶解氧有利于亚硝酸菌增值，当溶解氧为0.5mg/L时，氨氮的转化率为60%左右。厌氧氨氧化菌能够在厌氧条件下，以CO₂或HCO₃^-为碳源，以NH₄⁺-N为电子供体，以NO₂^--N为电子受体，把NH₄⁺-N和NO₂^--N转化成 N₂去除，并从中获得能量。利用厌氧氨氧化菌进行脱氮不仅节约了碳源，减少了污泥量，同样也大大减少能耗。NH₄⁺-N和NO₂^--N转化成 N₂的同时会产生NO₃^--N，为DPB提供电子受体，进一步进行脱氮。