[發明專利]一種短程硝化-厭氧氨氧化兩級污水處理裝置及工藝

在審

• 申請號: 202010173382.3
• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN111422983A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 牛麗華;許辰光;李軼;張文龍;張煥軍;王龍飛
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30;C02F3/28;C02F3/12;C02F3/10;C02F101/16
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發明公開了一種短程硝化?厭氧氨氧化兩級污水處理裝置，包括化學強化一級處理反應裝置、短程硝化MBBR反應器和厭氧氨氧化UASB反應器三大部分；經一級處理后的城市生活污水進入化學強化一級處理系統進行處理，除去大部分有機物以及總磷，然后通過自動控制系統控制的MBBR反應器進行穩定短程硝化，將50%左右的NH₄⁺?N轉化為NO₂^??N，同時去除污水中大部分有機物，再經過厭氧氨氧化UASB反應器進行厭氧氨氧化反應，在厭氧氨氧化菌的作用下利用NO₂^??N為電子受體將NH₄⁺?N轉化為氮氣，達到深度脫氮目的。本發明提供的兩級污水處理裝置及工藝，整個工藝流程可節省大量能源，實現了城市生活污水高效脫氮，為城市生活污水處理提供了一種低耗有效的工藝模式。

技術領域

本發明涉及一種短程硝化-厭氧氨氧化兩級污水處理裝置及工藝，屬于污水處理技術領域，適用于城市生活污水主流處理系統。

背景技術

隨著我國城市發展速度的不斷提升，城市生活污水的不達標排放帶來的水體污染問題不斷加劇。傳統的城市生活污水處理工藝中所使用的硝化-反硝化生物脫氮工藝需要額外投加大量碳源，存在能耗高、運行不便等弊端，難以完全滿足資源節約型社會的發展需求，以厭氧氨氧化為代表的新型生物脫氮技術成為國際水處理領域研究的熱點。厭氧氨氧化是利用厭氧氨氧化菌在缺氧的條件利用CO₂作為碳源，以亞硝酸鹽(NO₂^--N)作為電子受體將氨氮(NH₄⁺-N)轉化為氮氣(N₂)。城市生活污水中幾乎不含NO₂^--N，因此將厭氧氨氧化應用于城市生活污水處理必須尋找能夠穩定獲取NO₂^--N的途徑。常用的獲得穩定NO₂^--N的方法是采用短程硝化，即利用氨氧化細菌(Ammonia-oxidizing Bacteria，AOB)跟亞硝酸鹽氧化菌(Nitrite-oxidizing Bacteria，NOB)的生理特性的差異，結合反應條件控制，促進AOB的生長而抑制NOB的生長，將廢水中50%~60%左右的NH₄⁺-N氧化為NO₂^--N，并阻止NO₂^--N進一步氧化。但是由于城市生活污水存在水溫低、水量大、水質波動性強、氨氮濃度較低，難以提供能夠有效抑制NOB活性的游離氨濃度等特點，往往使得NOB在與AOB的競爭中占據優勢，難以實現短程硝化。因此，短程硝化的穩定控制成為了將厭氧氨氧化工藝納入城市生活污水主流處理系統的主要瓶頸。除此之外，城市生活污水中一定量的有機物會對厭氧氨氧化菌產生抑制作用，這一因素也限制了厭氧氨氧化工藝在城市生活污水處理中的應用。

研究者在對短程硝化過程中AOB和NOB兩種硝化細菌的控制策略的研究中發現，相對于NOB而言，AOB對O₂更加具有親和性，可通過對DO進行限制減少NOB利用O₂的可能性，從而抑制其對NO₂^--N的進一步氧化，其中DO限制程度往往根據DO/NH₄⁺-N的值來評定。研究表明使用這種控制方法在對不含有機碳的合成氨氮廢水進行短程硝化時，當DO/NH₄⁺-N低于0.1時取得良好效果，但是我們將同樣控制條件下用于城市生活污水時，雖然觀察到接近60%的氨氮發生了硝化作用，但是卻未觀察到NO₂^--N的積累。

發明內容