[發明專利]單級SBR實現反硝化除磷耦合短程內源反硝化處理低碳城市污水的裝置和方法

有效

• 申請號: 201510351657.7
• 申請日: 2015-06-23
• 公開（公告）號: CN104944581B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 彭永臻;趙驥;王曉霞;王淑瑩
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30
• 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，尤其涉及單級SBR實現反硝化除磷耦合短程內源反硝化處理低碳城市污水的裝置和方法。

背景技術

污水的脫氮除磷一直是污水研究領域的熱點，現有污水處理工藝的研究也正在朝著高效、低能耗的方向發展。短程硝化實現了高效的氨氮轉化，且內源反硝化過程不需要有機碳源，不需要投加酸堿中和試劑。反硝化除磷技術實現了脫氮和除磷過程的統一，而以往的污水脫氮除磷技術，如A2O，存在著除磷效果不佳或脫氮不充分的問題。

傳統的生物脫氮技術一般采用硝化反硝化工藝，即通過硝化菌在好氧條件下將氨氮氧化成硝態氮，然后再通過反硝化菌在缺氧環境下利用有機物將硝態氮還原成氮氣。傳統硝化反硝化工藝的局限性在于需要有機物作為反硝化過程中完成硝酸鹽還原的電子供體。但是，我國城市污水處理廠的進水碳氮比普遍較低，碳源的缺乏稱為脫氮除磷效率無法提高的瓶頸，而外加碳源又會大幅度增加污水處理費用。

因此，急需研發低碳氮比城市污水高效節能同步脫氮除磷的工藝。本發明通過創造對氨氧化菌、反硝化聚磷菌和反硝化聚糖菌有利的微生態環境，實現了幾種菌在脫氮除磷過程中的協同作用。通過短程硝化同步內源反硝化，可實現低碳氮比城市污水中氨氮的高效、穩定去除，顯著地降低了曝氣量和有機碳源；通過反硝化除磷，可更有效地利用污水中的碳源和短程硝化過程產生的亞硝態氮，解決了反硝化和除磷對碳源的競爭矛盾；本發明工藝流程簡單，可實現高效的脫氮除磷，是具有前景的廢水厭氧、缺氧、好氧處理研究方向，也是一種新的脫氮除磷思路。

發明內容

本發明的目的就是提供一種單級SBR實現反硝化除磷耦合短程內源反硝化處理低碳城市污水的裝置和方法，實現低碳氮比城市污水高效節能同步脫氮除磷，解決傳統脫氮除磷工藝中存在碳源不足、脫氮和除磷不能同時達到最佳等問題，工藝流程簡單，運行費用低。該發明結合了反硝化除磷、短程硝化和內源反硝化所具有的優點，可實現高效、低能耗的低碳氮比城市污水處理。

本發明的目的是通過以下技術方案來解決的：單級SBR實現反硝化除磷耦合短程內源反硝化處理低碳城市污水的裝置，其特征在于，包括城市污水原水水箱1、反硝化除磷耦合短程內源反硝化SBR反應器2、出水水箱3、在線監測和反饋控制系統4；其中所述城市污水原水水箱1通過第一進水泵2.1與反硝化除磷耦合短程內源反硝化SBR反應器2相連接，反硝化除磷耦合短程內源反硝化SBR反應器2通過電動排水閥2.10與出水水箱3相連接，出水水箱3通過第二進水泵2.2與反硝化除磷耦合短程內源反硝化SBR反應器2相連接；

所述反硝化除磷耦合短程內源反硝化SBR反應器內置有攪拌槳2.4、氣泵2.5、氣體流量計2.7、曝氣頭2.8、電動排水閥2.10、采樣口2.9、pH傳感器2.14、DO傳感器2.13、ORP傳感器2.15；

所述在線監測和反饋控制系統4包括計算機4.1和可編程過程控制器4.2，可編程過程控制器4.2內置信號轉換器DA轉換接口4.3、信號轉換器AD轉換接口4.4、曝氣繼電器4.5、攪拌繼電器4.6、pH、DO、ORP數據信號接口4.7；其中，可編程過程控制器4.2上的信號AD轉換接口4.4通過電纜線與計算機4.1相連接，將傳感器模擬信號轉換成數字信號傳遞給計算機4.1；計算機4.1通過信號轉換器DA4.3轉換接口與可編程過程控制器相4.2相連接，計算機4.1的數字指令傳遞給可編程過程控制器4.2，曝氣繼電器4.5與電磁閥2.6相連接，攪拌器繼電器4.6與攪拌器2.3相連接，pH、DO、ORP數據信號接口4.7通過傳感器導線與pH、DO、ORP測定儀2.12相連接；pH傳感器2.13、DO傳感器2.14、ORP傳感器2.15分別與pH、DO、ORP測定儀2.12相連接。

污水在此裝置中的處理流程為：城市污水進入反硝化除磷耦合短程內源反硝化SBR反應器2后，先進行厭氧攪拌，DPB進行厭氧釋磷，DGAOs吸收污水中的有機物轉化為內碳源并儲存至細胞內；之后，含有亞硝態氮的部分反硝化除磷耦合短程內源反硝化SBR反應器2上一運行周期的出水由出水水箱3回流至反硝化除磷耦合短程內源反硝化SBR反應器2，并進行缺氧攪拌，DPB在過量吸磷的同時將亞硝態氮還原為氮氣；此后，進行低氧曝氣攪拌，AOB將氨氮氧化成亞硝態氮，同時DGAOs利用儲存的內碳源進行內源反硝化脫氮將亞硝態氮進一步還原為氮氣；最后，進行沉淀排水，部分出水回流至反硝化除磷耦合短程內源反硝化SBR反應器2下一周期的缺氧攪拌段，部分出水直接排放。