[發明專利]一種耦合反硝化除磷和短程硝化的方法

有效

• 申請號: 201310745996.4
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN103708682A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 彭永臻;趙偉華;賈方旭;王聰;王淑瑩
• 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

技術領域

本發明涉及一種耦合反硝化除磷和短程硝化的方法，屬于污水處理技術領域

背景技術

全球水污染控制與治理方面，有機物污染得到有效控制，氮磷等營養元素引起的富營養化問題日益嚴重，成為水污染治理的重點和難點。污水的生物處理法因為經濟高效等原因被廣泛的應用于各種污水處理設施中，然而由于硝化菌、反硝化菌和聚磷菌在泥齡、碳源競爭等方面存在矛盾等原因，傳統的污水處理工藝及技術很難達到同步的深度脫氮除磷。

反硝化除磷理論的提出及深入研究，為污水的生物脫氮除磷領域開辟了新的方法和思路，使得氮磷可以在同一反應器中同步得到去除，解決了低C/N比生活污水碳源不足的問題。反硝化除磷技術的實現是通過厭氧/缺氧交替條件下不斷富集DPAOs，它能在厭氧條件下利用原水中VFAs合成內碳源PHA，而在缺氧條件下，分解PHA并以硝酸鹽為電子受體過量吸磷。

而短程硝化理論和技術則具有以下優點：(1)氨氧化階段可減少25%的供氧量；(2)與缺氧反硝化除磷技術相結合，可節省50%的碳源；(3)具有較高的硝化率，反應時間短，反應器容積可以將少30～40%。（4）減少CO₂排放，并具有顯著的污泥減量效果。

發明內容

一種耦合反硝化除磷和短程硝化的控制方法，利用實時過程控制技術對反應進行優化調控，并能夠減少曝氣能耗以及解決碳源不足等問題，同時實現氮磷的同步深度去除。

本發明提供的是一種耦合反硝化除磷和短程硝化的方法，裝置主要包括原水水箱（1）、（A/A/O）-SBR反應器（2）、N-SBR反應器（3）、PLC控制箱（19）、上位機PC（20）。

該方法包括以下步驟：

（1）原水由原水水箱（1）經原水泵（4）進入（A/A/O）-SBR反應器（2），進水結束后，攪拌器（12）開始攪拌，DPAOS利用原水中的VFAs合成內碳源PHAs，同時釋磷，控制ORP=-30～-240mv，DO≤0.2mg/L，控制ORP=-30～-240mv，DO≤0.2mg/L，充水比0.2，反應時間1.5-2h，此過程除掉大部分COD。

（2）厭氧段結束后，通過回流泵（6）注入來自N-SBR反應器（3）的硝化液，DPAOs以其中含有的NO₂^-為電子受體，以厭氧階段貯存的PHA作為電子供體，發生缺氧反硝化除磷反應，控制ORP=-90～-210mv，DO≤0.2mg/L，控制ORP=-90～-210mv，DO≤0.2mg/L，充水比0.4，反應時間4-5h,此階段可以根據厭氧釋磷情況調整反應時間和充水比。

（3）缺氧段反應結束后，氣泵（10）開啟，通過氣量流量計（14）調節氣量進行短暫曝氣，去除剩余磷以及吹脫反硝化階段產生的氮氣，控制DO=2-3mg/L，反應時間30min。

（4）曝氣結束后，關閉氣泵（10），靜止沉淀30min后進行泥水分離，上清液通過N-SBR進水泵（5）轉入N-SBR反應器，同時排泥，控制泥齡10-15d，污泥濃度2800-4000mg/L。

（5）氣泵（11）開啟，通過氣體流量計（15）調節曝氣量，控制DO=2-4mg/L，并同時開啟攪拌器（13）使混合液攪拌均勻，通過pH（16）探頭和DO探頭（17）將信號傳給PLC控制箱（19）和上位機PC（20），當PH曲線上出現“氨谷”，DO曲線上出現“氨氮突越點”時停止曝氣，將硝化控制在短程階段，氨氮轉化為NO₂^-，然后靜沉，上清液一部分（排水比0.4）通過回流泵（6）注入（A/A/O）-SBR反應器的缺氧階段為其反硝化除磷提供NO₂^-，一部分（排水比0.2）通過排水閥（7）排放，同時排泥，控制污泥齡15-25d，污泥濃度2800-4000mg/L。

一種耦合反硝化除磷和短程硝化的裝置和方法，具有以下6個優點：

（1）反硝化除磷實現“一碳兩用”，節省碳源，適合低C/N比生活污水

（2）創造聚磷菌和硝化菌各自的最佳生長環境，有利于深度脫氮除磷

（3）聚磷污泥為顆粒污泥，沉降性能好，泥水分離效果好

（4）SBR反應器運行方式靈活，有利于實時過程控制。

（5）短程硝化可節省曝氣能耗和減少CO₂排放。

（6）具有顯著的污泥減量效果。

附圖說明