[發明專利]PNA系統后置短程反硝化實現城市污水深度脫氮的裝置與方法

有效

• 申請號: 201910316299.4
• 申請日: 2019-04-19
• 公開（公告）號: CN110002678B
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 彭永臻;李家麟;張亮;楊慎華;王曉玲;李帥
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F101/30
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

PNA系統后置短程反硝化實現城市污水深度脫氮的裝置與方法，屬于污水生物處理領域。在序批式反應器中以好氧?缺氧運行。將低C/N比污水進入PNA?PNAD系統。曝氣階段，AOB和Anammox共同作用利用原水NH₄⁺?N進行自養脫氮。通過在線探頭監測氨氮和硝酸鹽濃度，兩值接近時，停止曝氣，進入缺氧攪拌，添加有機碳源，使COD/NO₃^??N＝3?5。缺氧攪拌階段，反硝化細菌和Anammox協同作用進行脫氮，將剩余NH₄⁺?N和NO₃^??N進一步降解，最終實現PNA?PNDA城市污水深度脫氮。本發明解決PNA應用于城市污水，出水氨氮過低導致亞硝酸鹽氧化細菌(NOB)競爭性生長導致系統破壞；解決PNA處理城市污水出水硝酸鹽高和氨氮不能過低問題。

技術領域

本發明提供PNA系統后置短程反硝化實現城市污水深度脫氮的裝置與方法，具體采用短程硝化/ 厭氧氨氧化-短程反硝化/厭氧氨氧化工藝，屬于污水生物處理技術領域。

背景技術

城市污水的脫氮一直是污水研究領域的熱點，隨著氮磷等營養元素引發的水體富營養化現象日益嚴重，水體排放標準日趨嚴格，現有污水處理工藝的研究也正迫切的朝著高效、低能耗的方向發展。

由于現行的污水脫氮工藝中存在各種矛盾，主要使對于城市污水中有機物不足。另外，國內95％的污水廠出水中氮的排放都難以達到國家一級A排放標準。這些矛盾和問題在處理碳、氮、磷比例失調的城市污水(尤其是我國南方地區)時變得尤為突出，有機物不足已成為現行傳統城市污水脫氮除磷工藝時的“瓶頸”。

短程硝化/厭氧氨氧化一體化技術將短程硝化與厭氧氨氧化有機結合，實現了最短及高效的氨氮轉換為氮氣的路徑，且全程為自養脫氮，節省了有機碳源和曝氣量；厭氧氨氧化產生的堿度能有效補償短程硝化消耗的堿度，節省了中和試劑。在短程硝化/厭氧氨氧化一體化技術中，厭氧氨氧化菌主要時附著性生長，好氧氨氧化菌以絮體形式存在，以實現生物相的分離；采用低氧曝氣攪拌和缺氧攪拌交替運行方式，有利于實現穩定的短程硝化和厭氧氨氧化。

短程硝化/厭氧氨氧化-短程反硝化/厭氧氨氧化工藝實現城市污水深度脫氮的裝置與方法是在一個序批式反應器內實現城市生活污水深度脫氮的技術，其結合在好氧階段將短程硝化耦合厭氧氨氧化，另外在缺氧階段將短程反硝化和厭氧氨氧化耦合，是解決短程硝化/厭氧氨氧化一體化應用于城市生活污水中出水氨氮不能過低導致亞硝鹽氧化菌競爭性增長和出水硝酸鹽高的重要舉措。本發明通過創造對好氧氨氨氧化菌、厭氧氨氧化菌以及反硝化菌等主要功能菌有利的微生態環境，實現三種細菌在脫氮方面的協同耦合作用；在好氧階段，通過好氧氨氧化菌將原水中部分的氨氮轉變為亞硝酸鹽，其中一部分亞硝酸鹽與原水中剩余的氨氮經厭氧氨氧化菌作用，實現低碳城市污水的自養脫氮；另外在缺氧階段，好氧段的硝酸鹽通過反硝化細菌和有機物，還原為亞硝酸鹽，厭氧氨氧化細菌利用剩余的氨氮和亞硝酸鹽進行厭氧氨氧化反應，進一步的降低出水的總氮。本發明不但工藝流程簡單，還同時具有了短程硝化、厭氧氨氧化和反硝化等各自的優勢，是一種高效、低能耗的新型污水脫氮工藝。

發明內容

本發明的目的就是提供短程硝化/厭氧氨氧化-短程反硝化/厭氧氨氧化工藝實現城市污水深度脫氮的裝置與方法，實現城市污水高效、低能耗的脫氮。將短程硝化、厭氧氨氧化和反硝化技術耦合應用到城市污水的脫氮過程中，使得該工藝與傳統脫氮工藝相比能降低耗氧量、耗能量。