[发明专利]基于硝酸盐调控的污水混合生物脱氮方法与装置

说明书

一种基于硝酸盐调控的污水混合生物脱氮方法与装置，该污水混合生物脱氮方法，包括待处理污水进入生物反应器的生物厌氧区，与沉淀区回流的污泥、生物好氧区回流的混合液发生反应；之后进入生物缺氧区；然后进入到生物好氧区；最后生物好氧区的混合污泥进入到沉淀区进行泥水分离，部分沉淀区的污泥回流至生物厌氧区和生物缺氧区。本发明生物好氧区混合液回流至生物厌氧区、生物缺氧区的比例根据回流混合液的硝酸盐浓度、进水COD浓度和COD/硝酸盐的比值进行综合调控。本发明混合生物脱氮集合了两种工艺的优势，污水中的总氮除了通过传统硝化反硝化异养脱氮外，亦可通过厌氧氨氧化自养脱氮。

技术领域

本发明属于污水生物处理领域，具体涉及一种基于硝酸盐调控的污水混合生物脱氮方法与装置。

背景技术

厌氧消化液及养殖废水含有高浓度的COD和氨氮，且C/N比较低，处理难度大，而污水直接排放会造成严重的水体污染。硝化反硝化是一种传统的生物脱氮(BNR)工艺，应用广泛，被90％以上的市政污水处理厂采用，其效果稳定，运行维护简单，但存在曝气能耗高、外加碳源需求量大、污泥产量大等问题。在处理厌氧消化液等高浓度低C/N比(仅为1～3，低于反硝化所需的5～6)的污水时，局限性尤为明显。厌氧氨氧化(Anammox)自养脱氮是一种新型生物脱氮工艺，其氧气需求量低、几乎不需要外投碳源且污泥产量很低，环境友好、节能降耗，在研究领域与工程应用领域广受关注。开发了以厌氧氨氧化为核心的PN-A、PD-A工艺等多种工艺，但由于厌氧氨氧化菌对DO、pH、T、有机物等因素较为敏感，工艺控制条件复杂、运行稳定性差，世界范围内工程规模的厌氧氨氧化污水厂仅有100多座。若将传统的硝化反硝化工艺与厌氧氨氧化工艺耦合在一起，形成混合生物脱氮工艺，则在处理厌氧消化液时，既能利用Anammox提高脱氮效率，又能利用硝化反硝化增强工艺运行稳定性，且能降低能耗。因此，亟需在现有传统脱氮工艺构筑物基础上，抓住二者的耦合点，通过工艺参数的精准调控，提高厌氧氨氧化过程在整体中的脱氮贡献率，形成一种高效、稳定、经济的新型生物脱氮工艺。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的之一在于提出一种基于硝酸盐调控的污水混合生物脱氮方法与装置，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。

为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供了一种基于硝酸盐调控的污水混合生物脱氮方法，包括：

待处理污水进入生物反应器的生物厌氧区，与沉淀区回流的污泥、生物好氧区回流的混合液发生反应；

之后进入生物缺氧区，再次与沉淀区回流的污泥、生物好氧区回流的混合液发生反硝化、短程反硝化和厌氧氨氧化反应；

然后进入到生物好氧区，发生好氧硝化、短程硝化和厌氧氨氧化反应；

最后生物好氧区的混合污泥进入到沉淀区进行泥水分离，部分沉淀区的污泥回流至生物厌氧区和生物缺氧区。

作为本发明的另一个方面，还提供了一种基于硝酸盐调控的污水混合生物脱氮装置，用于执行如上所述的污水混合生物脱氮方法，包括：

进水区；

生物厌氧区，其内发生生物厌氧反应，生物厌氧区的进口与进水单元的出口连接；

生物缺氧区，其内发生生物缺氧反应，其进口与生物厌氧区的出口连接；

生物好氧区，其内发生生物好氧反应，其进口与生物缺氧区的出口连接；以及

沉淀区，与生物好氧区的出口连接；

其中，所述生物好氧区与生物厌氧区之间设有第一回流组件，第一回流组件将生物好氧区内的污泥回流至生物厌氧区；

所述生物好氧区与生物缺氧区之间设有第二回流组件，第二回流组件将生物好氧区内的混合液回流至生物缺氧区；