[發明專利]反硝化脫氮除磷處理高氨氮厭氧氨氧化出水和生活污水的裝置和方法

有效

• 申請號: 201310518302.3
• 申請日: 2013-10-28
• 公開（公告）號: CN103539317A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 王淑瑩;王曉霞;彭永臻;翁冬晨
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

1.反硝化脫氮除磷處理高氨氮厭氧氨氧化出水和生活污水的裝置，其特征在于，包括：高氨氮進水水箱（1）、一體化短程硝化和厭氧氨氧化SBR反應器（2）、沉淀池（3）、生活污水進水水箱（4）、反硝化除磷脫氮SBR反應器（5）、出水水箱（6），以及厭氧氨氧化和反硝化除磷在線監測和反饋控制系統（7）；其中，高氨氮進水水箱（1）通過第一進水泵（2.1）與一體化短程硝化和厭氧氨氧化反應器（2）相連接；一體化短程硝化和厭氧氨氧化反應器（2）出水閥與沉淀池（3）相連接；沉淀池（3）放空管通過污泥回流泵（2.12）與一體化短程硝化和厭氧氨氧化反應器（2）污泥回流管相連接；沉淀池（3）通過第二進水泵（5.2）與反硝化除磷脫氮反應器（5）相連接；生活污水進水水箱（4）通過第三進水泵（5.1）與反硝化除磷脫氮反應器（5）相連接；反硝化除磷脫氮反應器（5）出水管與出水水箱（6）相連接；

所述一體化短程硝化和厭氧氨氧化SBR反應器（2）內置有第一攪拌器（2.2）、第一攪拌槳（2.3）、第一曝氣頭（2.7）、加熱裝置（2.8）、第一出水閥（2.9）、污泥回流閥（2.10）、第一取樣口（2.11）、pH和溫度傳感器（2.14）、第一DO傳感器（2.15）；

所述反硝化除磷脫氮SBR反應器（5）內置有第二攪拌器（5.3）、第二攪拌槳（5.4）、第二曝氣頭（5.8）、第二出水閥（5.9）、排泥閥（5.10）、第二取樣口（5.12）、pH傳感器（5.14）和第二DO傳感器（5.15）；

所述厭氧氨氧化和反硝化除磷在線監測和反饋控制系統（7）包括計算機（7.1）和可編程過程控制器（7.2），可編程過程控制器（7.2）內置信號轉換器AD轉換接口（7.3）、信號轉換器DA轉換接口（7.4）、第一進水繼電器（7.5）、第一曝氣繼電器（7.6）、溫度數據信號接口（7.7）、第一攪拌器繼電器（7.8）、第一pH和DO數據信號接口（7.9）、第一出水繼電器（7.10）、污泥回流繼電器（7.11）、第二進水繼電器（7.12）、第三進水繼電器（7.13）、第二曝氣繼電器（7.14）、第二攪拌器繼電器（7.15）、第二出水繼電器（7.16）和排泥繼電器（7.17）、第二pH和DO數據信號接口（7.18）；其中，可編程過程控制器（7.2）上的信號轉換器AD轉換接口（7.3）通過電纜線與計算機（7.1）相連接，將傳感器模擬信號轉換成數字信號傳遞給計算機（7.1）；計算機（7.1）通過信號轉換器DA轉換接口（7.4）與可編程過程控制器（7.2）相連接，將計算機（7.1）的數字指令傳遞給可編程過程控制器（7.2）；第一進水繼電器（7.5）與第一進水泵（2.1）相連接；第一曝氣繼電器（7.6）與第一電磁閥（2.5）相連接；溫度數據信號接口（7.7）通過傳感器導線與加熱裝置（2.8）相連接；第一攪拌器繼電器（7.8）與第一攪拌器（2.2）相連接；第一pH和DO數據信號接口（7.9）通過傳感器導線與第一pH和DO測定儀（2.13）相連接；pH和溫度傳感器（2.14）、DO傳感器（2.15）分別通過傳感器導線與第一pH和DO測定儀（2.13）相連接；第一出水繼電器（7.10）與第一出水閥（2.9）相連接；污泥回流繼電器（7.11）與污泥回流閥（2.10）相連接；第二進水繼電器（7.12）和第三進水繼電器（7.13）分別與第二進水泵（5.2）和第三進水泵（5.1）相連接；第二曝氣繼電器（7.14）與第二電磁閥（5.6）相連接；第二攪拌器繼電器（7.15）與第二攪拌器（5.3）相連接；第二出水繼電器（7.16）和排泥繼電器（7.17）分別與第二出水閥（5.9）和排泥閥（5.10）相連接；第二pH和DO數據信號接口（7.18）通過導線與第二pH和DO測定儀（5.13）相連接；pH傳感器（5.14）和第二DO傳感器（5.15）分別通過傳感器導線與第二pH和DO測定儀（5.13）相連接。

2.應用權利要求1所述的反硝化脫氮除磷處理高氨氮厭氧氨氧化出水和生活污水的裝置的方法，其特征在于，包括以下內容：

1）系統啟動：將短程硝化污泥和厭氧氨氧化污泥按體積比2:1混合后投加至一體化短程硝化和厭氧氨氧化SBR反應器（2），使反應器內活性污泥濃度達到3000～5000mg/L；將城市污水廠剩余污泥或具有脫氮除磷性能的活性污泥投加到反硝化除磷脫氮SBR反應器（5），使接種后反應器內活性污泥濃度達到2500～4000mg/L；

2）運行時調節操作如下：

一體化短程硝化和厭氧氨氧化SBR反應器（2）啟動時，將反應器內溫度控制在30±1℃，通過投加0.1mol/L的HCl將進水pH控制在7.5±0.01；在每個運行周期先將經除碳處理后的污泥消化液由高氨氮進水水箱（1）經第一進水泵（2.1）抽入一體化短程硝化和厭氧氨氧化SBR反應器（2），此時進水游離氨FA濃度為4～10mg/L，隨后進行低氧曝氣攪拌10～60min，并通過厭氧氨氧化和反硝化除磷在線監測和反饋控制系統（7）控制反應器內DO濃度為0.3～0.5mg/L，而后缺氧攪拌30～120min；此后低氧曝氣攪拌和缺氧攪拌交替，當低氧曝氣攪拌時pH值曲線出現拐點時停止低氧曝氣攪拌，再缺氧攪拌直至NO₂^--N＜1mg/L；最后，沉淀排水，排水比為40～60%，出水排入沉淀池（3）；

一體化短程硝化和厭氧氨氧化SBR反應器（2）啟動時，為防止污泥流失需進行污泥回流，出水排入沉淀池（3）并沉淀1天后，并當污泥累積大于1L時，啟動污泥回流泵（2.12），將沉淀池（3）中的剩余污泥全部回流至一體化短程硝化和厭氧氨氧化SBR反應器（2）；

當一體化短程硝化和厭氧氨氧化SBR反應器（2）出水NH₄⁺-N＜1mg/L，NO₂^--N＜1mg/L時，完成一體化短程硝化和厭氧氨氧化SBR反應器（2）的啟動；此時，一體化短程硝化和厭氧氨氧化SBR反應器（2）出水NO₃^--N與進水NH₄⁺-N的質量濃度比為0.1～0.13；

反硝化除磷脫氮SBR反應器（5）啟動時，污泥齡為10～20d，水力停留時間HRT為6～18h；每周期通過第三進水泵（5.1）將生活污水從生活污水進水水箱（4）抽入反應器，厭氧攪拌60～180min；然后，通過第二進水泵（5.2）將一體化短程硝化和厭氧氨氧化SBR反應器（2）的出水從沉淀池（3）抽入反應器，缺氧攪拌30～180min，當缺氧攪拌時pH值曲線出現拐點時停止缺氧攪拌；之后，再曝氣攪拌30～180min，并通過厭氧氨氧化和反硝化除磷在線監測和反饋控制系統（7）控制反應器內DO濃度為2±0.2mg/L，當曝氣攪拌時NH₄⁺-N＜5mg/L時停止曝氣攪拌；最后，沉淀排水，排水比為40～60%；

當反硝化除磷脫氮SBR反應器（5）出水P＜1mg/L，TN＜15mg/L時，完成反硝化除磷脫氮SBR反應器（5）的啟動；

一體化短程硝化和厭氧氨氧化反應器（2）和反硝化脫氮除磷反應器（5）均成功啟動后，系統進入正式運行階段：

一體化短程硝化和厭氧氨氧化SBR反應器（2）運行時，通過投加0.1mol/L的HCl將一體化短程硝化和厭氧氨氧化SBR反應器（2）進水pH值控制在7.5±0.01，每周期進水結束后進行低氧曝氣攪拌10～60min，并通過厭氧氨氧化和反硝化除磷在線監測和反饋控制系統（7）控制反應器內DO濃度為0.3～0.5mg/L，而后缺氧攪拌30～120min，此后低氧曝氣攪拌和缺氧攪拌交替，當低氧曝氣攪拌時pH值曲線出現拐點時停止低氧曝氣攪拌，再缺氧攪拌至NO₂^--N＜1mg/L，沉淀排水，排水比為40～60%；正式運行階段，不再對一體化短程硝化和厭氧氨氧化SBR反應器（2）內溫度值進行調控，并且關閉污泥回流泵（2.12），不再對沉淀池（3）中的污泥進行回流；

反硝化除磷脫氮SBR反應器（5）運行時，污泥齡控制在10～20d，水力停留時間HRT為6～18h，每周期生活污水進水結束后，厭氧攪拌60～180min，然后將一體化短程硝化和厭氧氨氧化SBR反應器（2）的出水從沉淀池（3）抽入反硝化除磷脫氮SBR反應器（5），缺氧攪拌30～120min，當缺氧攪拌時pH值曲線出現拐點時停止缺氧攪拌，而后通過厭氧氨氧化和反硝化除磷在線監測和反饋控制系統（7）控制反應器內DO濃度為2±0.2mg/L并曝氣攪拌30～180min，當曝氣攪拌時NH₄⁺-N＜5mg/L時停止曝氣攪拌，沉淀排水，排水比為40～60%。