[發(fā)明專利]好氧有機物遷移用于內(nèi)源反硝化耦合厭氧氨氧化兩段式深度脫氮裝置與方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711478355.1
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN107973409A
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 崔有為;金常林
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30;C02F101/30;C02F101/16
• 代理公司: 北京思海天達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11203
• 代理人: 張立改

技術(shù)領(lǐng)域

好氧有機物遷移用于內(nèi)源反硝化耦合厭氧氨氧化兩段式深度脫氮裝置與方法，屬于污水生物處理領(lǐng)域。該發(fā)明是一種高效遷移污水外源有機物，強化內(nèi)源積累，并用于內(nèi)源反硝化深度脫氮的裝置和技術(shù)方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著污水處理排放標準的不斷升級，對污水中總氮的排放要求越來越高。如何深度低能耗地脫氮是污水處理技術(shù)革新的目標。由于市政污水中碳源相對不足(C/N低)導(dǎo)致反硝化不充分，污水處理廠普遍采用投加外源碳源提高反硝化能力的實踐。一方面，污水處理廠原水中的碳源在好氧條件下被氧化浪費，產(chǎn)生CO₂溫室氣體；另一方面，在反硝化階段投加碳源增加了污水廠處理成本。為此，避免原水中的有機物在好氧環(huán)境下被氧化，遷移有機物到缺氧段作為反硝化碳源是利用原水碳源節(jié)約處理費用的有效途徑。專利申請?zhí)朇N201610816170.6提出強化內(nèi)源反硝化污水深度脫氮除磷的裝置與方法。該方法的原理是厭氧條件下聚磷菌、聚糖菌充分利用原水中的有機物儲存內(nèi)。在缺氧條件下，硝酸鹽被聚磷菌、聚糖菌利用實現(xiàn)內(nèi)源反硝化。這種技術(shù)是將厭氧有機物遷移到缺氧環(huán)境進行反硝化的技術(shù)手段，不適用于好氧條件至缺氧條件的碳遷移。而且，由于聚磷菌儲存胞內(nèi)物質(zhì)的含量低，所以厭氧儲存的碳源量非常有限，往往無法滿足缺氧條件下高濃度硝酸鹽反硝化的需求。同樣地，專利申請?zhí)朇N 201610908919.X的技術(shù)原理也是利用除磷菌的厭氧儲存功能實現(xiàn)厭氧有機物內(nèi)源儲存，遷移到缺氧環(huán)境進行內(nèi)源反硝化的技術(shù)手段。可見，目前基于原水有機物遷移用于反硝化技術(shù)都只在厭氧至缺氧中實現(xiàn)。而且實現(xiàn)的功能微生物都是聚磷菌和聚糖菌。但是，污水處理廠好氧階段消耗和浪費了90％以上的有機物。因此，如何實現(xiàn)好氧有機物的儲存和遷移用于后續(xù)反硝化是利用有機物節(jié)約脫氮成本的關(guān)鍵。厭氧氨氧化技術(shù)突破了傳統(tǒng)消化反硝化基本理論，實現(xiàn)了污泥自養(yǎng)脫氮過程。但是，其本身仍存在缺點，尤其是污水中不可避免的外源性有機物促進了異養(yǎng)菌的生長，出現(xiàn)異養(yǎng)菌反硝化過程抑制了厭氧氨氧化菌的生長的現(xiàn)象。因此，實現(xiàn)厭氧氨氧化的前提是將廢水中的有機物去除，有效地避免有機物對厭氧氨氧化菌群的抑制。基于這些問題，本發(fā)明提出一種好氧至缺氧遷移有機物的方法，同時結(jié)合公知的厭氧氨氧化技術(shù)建立兩段式深度脫氮的技術(shù)手段。該技術(shù)方法實現(xiàn)零碳源投加，自養(yǎng)菌脫氮和異養(yǎng)菌內(nèi)源深度反硝化的結(jié)合。該技術(shù)具有產(chǎn)泥量少，曝氣量低，能耗小，處理成本低等優(yōu)點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是實現(xiàn)污水中有機物好氧到缺氧的轉(zhuǎn)移，減少因有機物的存在對厭氧氨氧化菌的抑制。同時實現(xiàn)以微生物內(nèi)源多聚物的形式在好氧條件下遷移有機物，并耦合內(nèi)源多聚物深度脫氮和厭氧氨氧化工藝深度脫氮，解決傳統(tǒng)脫氮工藝面臨碳源不足和有機物在好氧條件下氧化消耗的問題。

本發(fā)明提出的好氧有機物遷移用于內(nèi)源反硝化耦合厭氧氨氧化兩段式深度脫氮裝置，包括：

依次連接的污水原水箱(1.1)通過第一進水泵(1.2)與好氧有機物遷移兼內(nèi)源反硝化SBR反應(yīng)器(2.1)連接，出水進入第一儲水箱(3.1)；通過第二進水泵(3.2)與一體式厭氧氨氧化反應(yīng)器(3.3)相連接；一體式厭氧氨氧化反應(yīng)器(3.3)的出水由第三進水泵(4.2)與好氧有機物遷移兼內(nèi)源反硝化SBR反應(yīng)器(2.1)相連接；好氧有機物遷移兼內(nèi)源反硝化SBR反應(yīng)器(2.1)設(shè)有供氣裝置(2.2)，氣體流量計(2.3)，曝氣盤(2.4)和攪拌器(2.5)；并進一步配備有在線DO、pH檢測裝置(2.6)和溫控裝置(2.7)；一體式厭氧氨氧化反應(yīng)器(3.3)配備溫控裝置(3.4)。

處理流程包括依次連接的污水原水箱(1.1)通過第一進水泵(1.2)進入內(nèi)源積累兼內(nèi)源反硝化反應(yīng)器(2.1)，在攪拌器(2.5)定速攪拌和PH、DO、ORP監(jiān)測儀(2.6)和溫控儀(2.7)的共同控制下，并通過好氧曝氣通過風機(2.2)，氣體流量計(2.3)和曝氣盤(2.4)控制共同完成內(nèi)源積累和內(nèi)源硝化過程。好氧結(jié)束后，低有機物、高NH₄⁺-N出水進入第一儲水池(3.1)，通過蠕動進水泵(3.2)作用下，將高NH₄⁺-N廢水泵入由溫控儀(3.4)實現(xiàn)溫控的一體式厭氧氨氧化反應(yīng)器(3.3)完成厭氧氨氧化部分脫氮過程；出水進入第二儲水池(4.1)，最終通過蠕動進水泵(4.2)泵入內(nèi)源反硝化反應(yīng)器(2.1)最終完成污水中有機物的去除和內(nèi)源反硝化深度脫氮過程。

本發(fā)明的裝置原理：