[發(fā)明專利]FNA強化污泥發(fā)酵及實現(xiàn)污水短程脫氮除磷的裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810203310.1
• 申請日: 2018-03-13
• 公開（公告）號: CN108217950B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彭永臻;王增花;王博;宮小斐;喬昕
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30;C02F11/02;C02F101/16;C02F101/10
• 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: 劉萍

1.FNA強化污泥發(fā)酵及實現(xiàn)污水短程脫氮除磷的方法，所用裝置設(shè)有原水箱(1)、SBR反應(yīng)器(2)、中間水箱(3)、UASB反應(yīng)器(4)、污泥處理反應(yīng)器(5)、污泥發(fā)酵罐(6)；原水箱(1)通過原水進水泵(1.1)向SBR反應(yīng)器(2)供水，SBR反應(yīng)器(2)設(shè)有第一溫控裝置(2.1)、第一攪拌裝置(2.2)、第一pH測定儀(2.6)、DO測定儀(2.7)，通過設(shè)有氣體流量計(2.3)、空氣閥(2.4)、空氣壓縮機(2.5)、曝氣頭(2.9)的曝氣裝置進行充氧，通過排水閥(2.8)出水進入中間水箱(3)，通過排泥閥Ⅰ(2.10)、排泥泵(2.11)將剩余污泥排到污泥處理反應(yīng)器(5)；中間水箱(3)通過硝化液進水泵(3.1)和硝化液進水閥(3.2)與UASB反應(yīng)器(4)相連接；UASB反應(yīng)器(4)設(shè)置有集氣裝置(4.1)、出水管(4.2)、三相分離器(4.3)、加熱帶裝置(4.4)、布水裝置(4.5)、內(nèi)循環(huán)泵(4.6)、內(nèi)循環(huán)閥(4.7)；污泥處理反應(yīng)器(5)設(shè)置有加藥管(5.1)、第二攪拌裝置(5.2)，通過排泥閥Ⅱ(5.3)與排泥閥Ⅲ(5.4)與污泥發(fā)酵罐(6)相連接，通過回流污泥閥(5.5)與回流污泥泵(5.6)將處理過的污泥回流到SBR反應(yīng)器(2)；污泥發(fā)酵罐(6)設(shè)置有第二溫控裝置(6.1)、第三攪拌裝置(6.2)、第二pH測定儀(6.3)，通過進泥泵(6.4)與進泥閥(6.5)將發(fā)酵污泥泵入UASB反應(yīng)器(4)；

其特征在于，包括以下步驟：

1)裝置啟動操作如下：

1.1)SBR反應(yīng)器的啟動：以實際城市污水處理廠的全程硝化污泥為接種污泥注入SBR反應(yīng)器(2)，控制污泥濃度為2500-4000mg/L，水力停留時間為6-8h，排水比為40％～60％，控制溶解氧為0.8～1.5mg/L，通過排放剩余污泥控制污泥齡為15～20d，剩余污泥進入污泥處理反應(yīng)器(5)，利用游離亞硝酸(FNA)對亞硝酸鹽氧化菌的抑制遠大于對氨氧化菌的抑制來實現(xiàn)短程硝化，當出水亞硝酸鹽累積率大于95％且持續(xù)維持15天以上時，SBR短程硝化得以實現(xiàn)；根據(jù)pH變化曲線，在氨氮完全反應(yīng)完之前停止曝氣，實現(xiàn)部分短程硝化，使出水亞硝/氨氮在1.3～1.5之間，部分短程硝化穩(wěn)定實現(xiàn)；

1.2)污泥發(fā)酵罐的啟動：污泥發(fā)酵罐(6)為半連續(xù)反應(yīng)器，接種污泥為城市污水處理廠二沉池排泥，污泥停留時間SRT在10～20天，控制pH在9～10，污泥處理反應(yīng)器(5)中經(jīng)FNA預(yù)處理的剩余污泥排入污泥發(fā)酵罐(6)，根據(jù)SRT將發(fā)酵污泥通過進泥泵(6.4)和進泥閥(6.5)泵入UASB反應(yīng)器(4)；

1.3)UASB反應(yīng)器的啟動：接種污泥為城市污水厭氧氨氧化反應(yīng)器污泥與二沉池排泥混合物，體積比為5:1～10:1，以保證厭氧氨氧化菌的優(yōu)勢地位；水力停留時間3-5h，污泥停留時間10-20d，進水采用NH₄⁺-N/NO₂^--N濃度比為1：1.3的人工配水，起始TN濃度為20mg/L并以20mg/L的梯度逐步增大氮負荷直到60mg/L，每次增大氮負荷的時間點是自養(yǎng)脫氮率超過95％且持續(xù)維持15天以上，最后完成對厭氧氨氧化馴化處理；進水采用NH₄⁺-N/NO₂^--N質(zhì)量濃度比為1：1.3且TN為60mg/L的人工配水，同時投加乙酸鈉作為反硝化碳源使SCOD濃度為100-150mg/L，當TN去除率高于90％且持續(xù)維持15天以上時，厭氧氨氧化和反硝化的耦合成功實現(xiàn)；以污泥發(fā)酵混合物取代乙酸鈉作為反硝化的碳源使SCOD濃度繼續(xù)維持在100-150mg/L，當TN去除率高于90％且持續(xù)維持15天以上時，實現(xiàn)厭氧氨氧化與反硝化的耦合；

2)運行調(diào)節(jié)時操作如下：生活污水與經(jīng)FNA處理的剩余污泥一同進入SBR反應(yīng)器(2)，SBR反應(yīng)器(2)先進行缺氧攪拌1～1.5h，再啟動空氣壓縮機(2.10)，調(diào)節(jié)空氣閥(2.9)和氣體流量計(2.8)進行曝氣，控制溶解氧為0.8～1.5mg/L，SBR反應(yīng)器(2)進行部分短程硝化反應(yīng)，部分氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮，根據(jù)實時控制pH變化曲線確定曝氣時間，使出水氨氮在8～12mg/L，亞硝在10～15mg/L；SBR反應(yīng)器出水進入中間水箱(3)，所排剩余污泥至污泥處理反應(yīng)器(5)，通過向污泥處理反應(yīng)器(5)投加亞硝酸鈉，使其內(nèi)亞硝酸鹽濃度為300～1000mg/L，并通過投加酸或堿來控制pH為5.5～6.0，污泥處理時間為12～24h；處理完的污泥30～40％回流到SBR反應(yīng)器(2)，60～70％進入污泥發(fā)酵罐(6)；污泥發(fā)酵混合物與硝化出水一同從UASB反應(yīng)器(4)底部泵入，UASB反應(yīng)器溫度控制在28～32℃，水力停留時間3～5h，處理后出水通過出水管排出。