[發(fā)明專利]實(shí)現(xiàn)連續(xù)流AOA半短程厭氧氨氧化耦合內(nèi)源反硝化的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710271411.8
• 申請(qǐng)日: 2017-04-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107032489A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭永臻;丁鵬霖;張婷;王淑瑩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F3/30
• 分類號(hào): C02F3/30;C02F101/16;C02F101/10
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11203
• 代理人: 劉萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及連續(xù)流一種實(shí)現(xiàn)連續(xù)流AOA半短程厭氧氨氧化耦合內(nèi)源反硝化的方法，屬于污水處理領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來(lái)，水體富營(yíng)養(yǎng)化的現(xiàn)象日益嚴(yán)重，這主要是因?yàn)槿藗兊纳钏教岣吡耍沟拇罅扛缓⒘椎仍氐纳钗鬯凸I(yè)廢水排放到河流、湖泊等自然水體中，藻類大量繁殖，溶解氧過(guò)低，魚(yú)蝦大量死亡，水質(zhì)發(fā)生惡化，對(duì)人們的生產(chǎn)生活以及可持續(xù)發(fā)展造成了嚴(yán)重的影響。因此，水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題已經(jīng)引起了廣泛的關(guān)注和重視。目前，國(guó)內(nèi)污水處理廠的脫氮除磷工藝都存在不足之處，如：能耗較高，需要投加外碳源，大大增加了污水處理的成本。因此，尋找新型低能耗、自養(yǎng)脫氮工藝迫在眉睫。

目前，厭氧氨氧化作為一種自養(yǎng)脫氮技術(shù)被廣泛研究。厭氧氨氧化是以氨氮為電子供體，亞硝態(tài)氮為電子受體，將兩種氮素轉(zhuǎn)化為氮?dú)夂秃筒糠值南鯌B(tài)氮的自養(yǎng)生物脫氮過(guò)程。該過(guò)程產(chǎn)生的能量可供厭氧氨氧化菌在厭氧條件下生存，無(wú)需投加有機(jī)物便能實(shí)現(xiàn)污水中氮素的部分去除。而此過(guò)程需要以亞硝態(tài)氮為底物，因此一般與短程硝化技術(shù)聯(lián)用。短程硝化是在好氧條件下，氨氧化菌將氨氮氧化成亞硝態(tài)氮，從而提供厭氧氨氧化所需的亞硝態(tài)氮。將這兩個(gè)過(guò)程相結(jié)合，既節(jié)省了從亞硝態(tài)氮到硝態(tài)氮過(guò)程所需的曝氣量，又節(jié)省了碳源，非常適合我國(guó)低碳氮比城市生活污水。但是，短程硝化厭氧氨氧化工藝還會(huì)生成約進(jìn)水總氮濃度10％的硝態(tài)氮，這不但提高了出水總氮濃度，還會(huì)造成資源浪費(fèi)。連續(xù)流AOA半短程厭氧氨氧化耦合內(nèi)源反硝化工藝將內(nèi)源反硝化與短程硝化厭氧氨氧化有機(jī)結(jié)合在一起，既實(shí)現(xiàn)了污水自養(yǎng)脫氮，又通過(guò)內(nèi)源反硝化的方式去除了厭氧氨氧化反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的硝態(tài)氮，達(dá)到了深度脫氮的目的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是在去除污水中氮、磷元素的同時(shí)降低城市污水廠的能源消耗與費(fèi)用，而提出了連續(xù)流AOA半短程厭氧氨氧化耦合內(nèi)源反硝化的方法與裝置。該裝置中，生活污水首先由原水箱進(jìn)入AOA反應(yīng)器的厭氧段，厭氧段的反硝化聚磷菌利用生活污水中的有機(jī)物合成體內(nèi)PHA，同時(shí)進(jìn)行厭氧釋磷；而后混合液進(jìn)入好氧段，在提高整個(gè)過(guò)程的水利停留時(shí)間條件下進(jìn)行部分短程硝化，即短程硝化菌在低溶解氧的條件下將部分轉(zhuǎn)化為隨后進(jìn)入缺氧段，固著在填料上的厭氧氨氧化菌利用混合液中和發(fā)生厭氧氨氧化反應(yīng)生成N₂和產(chǎn)生的被內(nèi)源反硝化成N₂。通過(guò)短程硝化與厭氧氨氧化及內(nèi)源反硝化實(shí)現(xiàn)深度脫氮。在厭氧/好氧交替反應(yīng)過(guò)程中聚磷菌釋磷，吸磷，實(shí)現(xiàn)去除水中磷的目的。此方法與裝置在提高水利停留時(shí)間的條件下實(shí)現(xiàn)半短程硝化，同時(shí)利用填料有效持留富集厭氧氨氧化菌，在不外加碳源的情況下有效提高了生物脫氮除磷效果。

1)首先通過(guò)已有污泥雙回流AOA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的短程硝化內(nèi)源反硝化，污泥雙回流AOA系統(tǒng)共有兩個(gè)污泥回流，其中第一污泥回流到第一格厭氧段，第二污泥回流到第一格缺氧段，回流比均為100％；系統(tǒng)厭氧體積：好氧體積：缺氧體積＝1:1:2；好氧區(qū)溶解氧濃度為1.5-3mg/L；系統(tǒng)水力停留時(shí)間為16h；污泥齡100—300d。

2)在此基礎(chǔ)上，通過(guò)縮短反應(yīng)器的整體水利停留時(shí)間實(shí)現(xiàn)半短程硝化。調(diào)節(jié)反應(yīng)器的整體水利停留時(shí)間為8-12h，當(dāng)好氧末出水保持氨氮濃度：亞硝態(tài)氮濃度＝1:1.32左右，并維持20d以上。即可認(rèn)為半短程硝化達(dá)到穩(wěn)定，然后將富集厭氧氨氧化菌的填料投放于連續(xù)流AOA反應(yīng)器(2)中的缺氧段(2.5)，填料填充比為30％-35％。同時(shí)關(guān)閉第二污泥回流。在此階段，城市污水按水流方向依次上下通過(guò)AOA反應(yīng)器的厭氧段、好氧段、缺氧段，分別進(jìn)行厭氧釋磷、好氧吸磷與半短程硝化、厭氧氨氧化反應(yīng)耦合內(nèi)源反硝化，將污水中的有機(jī)物、氨氮與磷去除。

3)加入填料初期，由于系統(tǒng)尚未穩(wěn)定，通過(guò)測(cè)出水氨氮和亞硝的剩余量，調(diào)節(jié)好氧區(qū)溶解氧的濃度，當(dāng)AOA反應(yīng)器的有機(jī)物、總氮與總磷去除率分別達(dá)到80％，90％，90％以上，即可認(rèn)為連續(xù)流AOA半短程厭氧氨氧化耦合內(nèi)源反硝化系統(tǒng)啟動(dòng)成功。

啟動(dòng)成功后，每天檢測(cè)進(jìn)出水的COD，氨氮、亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮、和磷的濃度，分析系統(tǒng)運(yùn)行狀況，以便及時(shí)做出相應(yīng)的微調(diào)整。維持AOA反應(yīng)器的有機(jī)物、總氮與總磷去除率分別達(dá)到80％，90％，90％以上，

本發(fā)明連續(xù)流AOA半短程厭氧氨氧化耦合內(nèi)源反硝化，與現(xiàn)有工藝相比具有以下優(yōu)勢(shì)：

(1)城市污水中的有機(jī)物充分被反硝化聚磷菌利用，減少了后續(xù)有機(jī)物對(duì)厭氧氨氧化菌的影響，在厭氧氨氧化反應(yīng)的同時(shí)，將厭氧氨氧化反應(yīng)產(chǎn)生的部分硝態(tài)氮內(nèi)源反硝化去除，實(shí)現(xiàn)深度脫氮的目的。