[發明專利]一種生物脫氮污水處理裝置及其快速啟動方法

在審

• 申請號: 201711105431.4
• 申請日: 2017-11-10
• 公開（公告）號: CN107857364A
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 閆旭;邱德志;郭東麗;鄭仕侃;李曉品;蘇現伐;孫劍輝
• 申請（專利權）人: 河南師范大學
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30
• 代理公司: 新鄉市平原智匯知識產權代理事務所(普通合伙)41139
• 代理人: 路寬

技術領域

本發明屬于污水處理及環境保護技術領域，具體涉及一種生物脫氮污水處理裝置及其快速啟動方法。

背景技術

在生物法處理生活污水領域，傳統硝化反硝化反應占據主要地位，直到厭氧氨氧化菌的發現，迅速成為人們的研究熱點，并逐步成為新一代生物脫氮污水處理主要技術。厭氧氨氧化（Anammox）工藝是一種適合高氨氮（NH₄⁺-N）廢水處理的新型生物脫氮技術，是當前水體氮污染控制的重要支撐技術之一，與傳統硝化反硝化反應相比，該工藝所需能源消耗量少、污泥產生量少且成本低廉。Anammox工藝是厭氧氨氧化菌在厭氧條件下以亞硝態氮（NO₂^--N）為電子受體將NH₄⁺-N氧化為氮氣的生物化學過程，是一種厭氧自養的生化過程，無需供氧和外加有機電子供體，脫氮效率極高且反應不產生氧化亞氮等溫室氣體。因此，Anammox工藝被認為是一種高效、經濟且環境友好型的脫氮技術，然而，厭氧氨氧化菌生長緩慢，世代時間長，且易受外界環境條件（溫度、pH、溶解氧等）影響，因而裝置啟動難度較大。另外，城鎮生活污水中NH₄⁺-N濃度較低，一般為40-50mg/L，但其COD濃度通常高于NH₄⁺-N濃度，當COD濃度較高時，Anammox反應器中厭氧氨氧化菌難以生存，處理效率較低。因此，Anammox工藝難以適用于處理城鎮生活污水領域。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供了一種能夠高效脫氮且運行能耗較低的生物脫氮污水處理裝置及其快速啟動方法，是在常溫條件下，以城市生活污水為實驗用水，采用上流式流化床系統，首先通過消減COD，然后直接接種厭氧氨氧化菌，通過調整反應器的設備運行參數，快速實現城市生活污水Anammox生物自養脫氮反應器的成功啟動。

本發明為解決上述技術問題采用如下技術方案，一種生物脫氮污水處理裝置，其特征在于沿進水方向依次設有碳去除厭氧流化床反應器、厭氧流化管狀膜反應器和氮去除流化床反應器；

所述碳去除厭氧流化床反應器包括流化室I和沉淀區I，流化室進水口I通過管道及進水蠕動泵I與污水池相連，流化室I內填充有顆粒載體I并投加負載產酸菌和產甲烷菌的活性污泥，該顆粒載體I為天然沸石珠或帶有凹槽的塑料小球，流化室I頂部的流化室出水口I處設有與流化室I相通的沉淀區I，該沉淀區I頂部設有甲烷排放口I，沉淀區I一側設有沉淀區出水口I；

所述厭氧流化管狀膜反應器包括流化室II和沉淀區II，流化室進水口II通過管道及進水蠕動泵II與沉淀區出水口I相連，流化室II內填充有顆粒載體II，該顆粒載體II為天然沸石珠或帶有凹槽的塑料小球，流化室II頂部的流化室出水口II處設有沉淀區II，流化室II與沉淀區II通過管狀膜連通，該管狀膜為多孔墻結構，是外徑為1.2mm、內徑為0.1μm、總膜表面積為0.08m²的中空纖維膜，沉淀區II頂部設有甲烷排放口II，沉淀區II一側設有沉淀區出水口II；

所述氮去除流化床反應器包括流化室III和沉淀區III，流化室進水口III通過管道及進水蠕動泵III與沉淀區出水口II相連，流化室III內填充有顆粒載體III并由下至上依次投加負載硝化細菌的活性污泥和負載厭氧氨氧化菌的活性污泥，該顆粒載體III為天然沸石珠或帶有凹槽的塑料小球，流化室III的底部設有曝氣頭，該曝氣頭通過氣管與PLC控制裝置相連，流化室III的下部和中部分別設有DO探頭，流化室III頂部的流化室出水口III處設有與流化室III相通的沉淀區III，該沉淀區III頂部設有廢氣排放口，沉淀區III一側設有沉淀區出水口III，該沉淀區出水口III通過管道與排污管道相連。

本發明所述的生物脫氮污水處理裝置的快速啟動方法，其特征在于具體過程為：