[發(fā)明專利]一種同步厭氧氨氧化和厭氧甲烷氧化處理低碳氮污水的裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310192964.6
• 申請日: 2013-05-22
• 公開（公告）號: CN103241903A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彭永臻;郭建華;王淑瑩
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14
• 代理公司: 北京思海天達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種厭氧污水生物脫氮的方法，尤其是一種同步厭氧氨氧化和厭氧甲烷氧化處理低碳氮污水的裝置和方法，屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的污水生物脫氮工藝，大多基于好氧硝化和異養(yǎng)反硝化開發(fā)的工藝(典型的代表如A/O工藝)。而好氧硝化需要充足的曝氣來維持好氧氨氧化菌(AOB,Ammonia?oxidation?bacteria)和亞硝化氧化菌(NOB,Nitrite?oxidation?bacteria)的代謝而實現(xiàn)氨氮(NH₄⁺)向亞硝化態(tài)氮(NO₂^-)和硝態(tài)氮(NO₃^-)的轉(zhuǎn)化；在處理C/N比較低的城市污水時，需要提供充足的外碳源來維持反硝化菌的異養(yǎng)反硝化作用，從而實現(xiàn)NO₃^-和NO₂^-向氮氣(N₂)的轉(zhuǎn)化。可見，在傳統(tǒng)生物脫氮過程中，需要耗費大量的能源和碳源。

厭氧氨氧化菌Anammox和反硝化型厭氧甲烷氧化菌N-DAMO的發(fā)現(xiàn)，使低能耗、可持續(xù)污水處理技術(shù)成為可能。Anammox菌利用NO₂^-替代O₂作為電子受體將NH₄⁺轉(zhuǎn)化為N₂，無需有機碳源，因此與傳統(tǒng)生物脫氮工藝相比，Anammox工藝可節(jié)省100%有機碳源消耗，可節(jié)省60%的曝氣量，從而降低工藝的直接能耗和運行費用。此外，基于對Anammox的生化代謝途徑研究發(fā)現(xiàn)，在正常條件下Anammox菌幾乎不會釋放N₂O。N-DAMO菌可以利用污水或污泥厭氧處理產(chǎn)生的CH₄作為電子供體，來實現(xiàn)厭氧甲烷氧化和反硝化，在將NO_x^--N轉(zhuǎn)化為N₂的同時，強溫室氣體CH₄將被轉(zhuǎn)化為CO₂。

城市污水生物處理脫氮過程和除磷過程均需要有機物作為碳源，一般要求BOD/TKN>4，但我國城市污水C/N比普遍偏低，無法滿足脫氮除磷的需求。本發(fā)明提出在污水處理中采用步厭氧氨氧化和厭氧甲烷氧化，能利用Anammox的自養(yǎng)特性和N-DAMO菌利用溫室氣體CH₄作為反硝化碳源的特性，是一種全新的污水生物脫氮新技術(shù)，它的實現(xiàn)能解決污水脫氮處理中有機碳源不足、C/N比偏低的矛盾。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明涉及一種同步厭氧氨氧化和厭氧甲烷氧化處理污泥消化上清液的裝置和方法，提出了一種新型的借助厭氧氨氧化菌和反硝化厭氧甲烷氧化菌的污水處理工藝，解決了解決污水脫氮處理中有機碳源不足、C/N比偏低的矛盾。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種同步厭氧氨氧化和厭氧甲烷氧化處理低碳氮比污水的裝置，其特征在于：主要包括污水厭氧產(chǎn)甲烷反應(yīng)器（1）、污泥厭氧消化罐（2）、同步厭氧氨氧化和厭氧甲烷氧化反應(yīng)器（3）、短程硝化反應(yīng)器（4）、進水池（5）、出水池（6）；

污水厭氧產(chǎn)甲烷反應(yīng)器（1）為一圓柱體生化反應(yīng)器，進水池（5）通過進水泵（1.1）與污水厭氧產(chǎn)甲烷反應(yīng)器（1）底部設(shè)置的的旋流布水器（1.2）連接，能使原污水從進水池（5）經(jīng)底部設(shè)有的旋流布水器（1.2）進入污水厭氧產(chǎn)甲烷反應(yīng)器（1），污水厭氧產(chǎn)甲烷反應(yīng)器（1）上部設(shè)有氣液固三相分離器(1.3)，氣液固三相分離器的集氣室（1.4）通過排氣管進入與集氣瓶（1.5）連接，氣液固三相分離器上部設(shè)有出水槽(1.6)，該出水槽中經(jīng)出水泵（1.7）與同步厭氧氨氧化和厭氧甲烷氧化反應(yīng)器（3）連接，污水厭氧產(chǎn)甲烷反應(yīng)器（1）底部還設(shè)有污泥泵（1.8）可以將底部的污泥和顆粒型底物引入污泥厭氧消化罐（2），污水厭氧產(chǎn)甲烷反應(yīng)器（1）在不同高度還設(shè)有取樣口（1.9）；

污泥厭氧消化罐（2）為一圓柱體生化反應(yīng)器，內(nèi)部設(shè)有機械攪拌器（2.1），污泥厭氧消化罐（2）還設(shè)有污泥消化液回流泵（2.2），通過污泥消化液回流泵（2.2）可以將污泥消化上清液回流至污水厭氧產(chǎn)甲烷反應(yīng)器（1），污泥厭氧消化罐（2）外部設(shè)有加熱外套（2.3），底部設(shè)有排泥口（2.4）；