[發明專利]基于固相反硝化和異養硝化-好氧反硝化的低溫低碳氨氮廢水處理裝置及方法

有效

• 申請號: 201810210573.5
• 申請日: 2018-03-14
• 公開（公告）號: CN108585195B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 張千;劉向陽;艾鑠;劉帥;邢志林;趙天濤
• 申請（專利權）人: 重慶理工大學
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30;C02F3/34;C02F101/16
• 代理公司: 重慶志合專利事務所(普通合伙) 50210
• 代理人: 胡榮琿;代嬋

一種基于固相反硝化和異養硝化?好氧反硝化的低溫低碳氨氮廢水處理裝置及方法，包括反應器和回流系統，反應器的上部、下部分別設置流化床好氧區、濾池缺氧區，濾池缺氧區和流化床好氧區內均填充有固體碳源填料，濾池缺氧區與流化床好氧區之間通過多孔布水板隔開，布水板上安裝有曝氣管，曝氣管通過氣體流量計與曝氣裝置連接；反應器的下端設有進水口，上端設有出水口，反應器的出水進入二沉池，二沉池出水通過溢流口進入中間儲水箱，回流系統的上游端連通中間儲水箱的出水，回流系統的下游端通過液體流量計與反應器下端的回流口連通；流化床好氧區內設有溶氧監測儀、硝酸鹽濃度監測儀。其能在低溫低碳條件下仍能實現氨氮和總氮的高效去除。

技術領域

本發明涉及水處理技術領域，特別涉及一種基于固相反硝化和異養硝化-好氧反硝化的低溫低碳氨氮廢水處理裝置及方法，通過固體碳源載體實現固相反硝化和異養硝化-好氧反硝化協同，主要針對低溫低碳氨氮廢水的脫氮處理。

背景技術

我國環保部發布的《中國環境質量公報》顯示我國水環境的污染狀況在不斷加劇，其中氮（亞硝態氮、硝態氮和氨氮）是主要的污染指標。在水環境污染不斷加劇，環境容量不斷減小的情況下，提高污水廠的排放標準，降低排放污水中污染物的濃度則成為控制水污染最直接有效的方法。面臨更高的排放標準，污水廠勢必要進行提標改造以應對新的需求。在提標改造和達標排放的過程中，污水廠都面臨著兩個比較嚴峻的問題，一是低溫問題，傳統的硝化菌是自養菌，其在常溫下的比增長速率比異養菌小一個數量級，而其最小污泥停留時間比異養菌又要大一個數量級。因此，在活性污泥工藝中存在硝化菌流失的現象。在低溫條件下，硝化菌的比增長速率比常溫下條件下小兩個數量級，硝化菌的生長繁殖速率更加緩慢，導致好氧池里的硝化菌流失更加嚴重，硝化微生物生物量低，硝化效果惡化嚴重，氨氮排放無法達標。二是低碳源問題。低碳源化趨勢一方面會進一步降低好氧池內的硝化菌的生物量，另外一方面，低碳源條件下，反硝化菌和除磷菌存在碳源的競爭，無法獲得充足的電子供體，使得反硝化菌的反硝化效果變差，硝酸鹽和總氮的去除率下降，總氮排放無法達標。因此，低溫條件下，如何提高硝化微生物的生物量和硝化性能，保障反硝化微生物脫氮所需的碳源是污水廠在提標改造和達標排放中亟待解決的關鍵問題。

異養硝化-好氧反硝化（Heterotrophic Nitrification-AerobicDenitrification，以后簡稱HN-AD）是指從自然環境中分離出的一些特殊細菌，既可以進行異養硝化，又可以同時進行好氧反硝化，從而實現廢水中含氮污染物有效去除的新型生物脫氮技術。和傳統硝化菌相比，HN-AD菌的最大優勢在于它是異養菌，生長速率快，生物量大，可在好氧池內長時間停留，同時它耐低溫，在低溫條件下可以保持較高的硝化活性。此外，HN-AD菌耐有機負荷，可同時去除COD和氨氮，并且可以在好氧池內同時實現硝化和反硝化。因此，在低溫條件下HN-AD和傳統硝化菌相比更有優勢。但是，在HN-AD技術的實際應用過程中，發現了一些限制性因素。例如，具有高HN-AD性能的功能菌的數量較少、HN-AD菌對溶氧和碳源有一定的需求，直接將HN-AD功能菌投入好氧池，由于其競爭力較弱，無法形成優勢菌群、低碳源條件下總氮去除率不高。由于這些限制性因素的存在，降低了基于HA-AD技術水處理系統的高效性和穩定性。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的不足，提供一種基于固相反硝化和異養硝化-好氧反硝化的低溫低碳氨氮廢水處理裝置及方法，其在缺氧濾池-好氧生物流化床一體化反應器中采用固體碳源作為好氧生物流化床生物膜載體和有機碳源，既能固定具有高效HN-AD性能的功能菌，同時也能保證HN-AD菌對碳源的需求，解決了HN-AD菌在系統內競爭力弱，容易流失，難以形成優勢菌群，無法穩定發揮其高效HN-AD性能的問題，且采用固體碳源同時作為缺氧濾池中反硝化微生物的載體和有機碳源，可以連續穩定地為反硝化菌提供脫氮所需的碳源，解決了低碳條件下硝酸鹽和總氮去除率不高的問題。