[發明專利]半短程硝化-厭氧氨氧化耦合硫自養反硝化實現生活污水深度脫氮的裝置與方法

有效

• 申請號: 202011011160.8
• 申請日: 2020-09-24
• 公開（公告）號: CN112250180B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 彭永臻;趙月茹;張瓊;李夕耀
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30;C02F3/34;C02F101/16
• 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

1.半短程硝化-厭氧氨氧化耦合硫自養反硝化處理城市生活污水的方法，該方法所用裝置設有原水箱(1)、半短程硝化反應器(2)、中間水箱(3)和上流式厭氧氨氧化耦合自養反硝化顆粒污泥反應器(4)：原水箱(1)設有進水泵Ⅰ；半短程硝化反應器(2)設有pH測定儀(2.1)、曝氣裝置(2.2)、DO測定儀(2.5)、氣體流量計(2.7)、空氣泵(2.6)、攪拌裝置(2.8)、排水閥(2.4)和排泥閥(2.3)；中間水箱(3)設有進水泵Ⅱ；上流式厭氧氨氧化耦合自養反硝化顆粒污泥反應器(4)設有溫控裝置(4.1)、pH/DO測定儀(4.4)、U型出水管(4.6)和集氣口(4.7)；

實驗裝置連接：原水箱(1)通過進水泵Ⅰ(1.1)與半短程硝化反應器(2)進水口相連；半短程硝化反應器(2)出水口通過排水閥(2.4)與中間水箱(3)相連；上流式厭氧氨氧化耦合自養反硝化顆粒污泥反應器(4)進水口通過進水泵Ⅱ(3.1)與中間水箱(3)相連，上流式厭氧氨氧化耦合自養反硝化顆粒污泥反應器(4)出水口通過U型出水管(4.6)進行排水；

其特征在于：

(1)系統的啟動：

(1.1)半短程硝化反應器的啟動：接種短程硝化絮體污泥，控制污泥濃度為2500～3000mg/L，水力停留時間4～5h，污泥齡10～15d；每周期通過進水泵Ⅰ將污水從原水箱抽入半短程硝化反應器中，低氧曝氣攪拌3～5h，控制溶解氧為0.5～2.0mg/L，沉淀排水，排水比為50％，當半短程硝化反應器出水中的NH₄⁺-N與NO₂^--N的質量濃度比為1～1.3時，完成半短程硝化反應器的啟動過程，其出水排入中間水箱；

(1.2)上流式厭氧氨氧化耦合自養反硝化顆粒污泥反應器的啟動：①接種厭氧氨氧化顆粒污泥，污泥平均粒徑為0.3～0.5mm；運行過程中不主動排泥；通過溫控裝置控制反應器內溫度為30±1℃；

②在上流式厭氧氨氧化耦合自養反硝化顆粒污泥反應器中以濃度為30～50mg/LNa₂S₂O₃和20～40mg/L NaNO₃配的模擬廢水為進水富集培養自養反硝化菌，通過溫控裝置控制反應器內溫度為30±1℃，調節pH為7～8；培養3個月以上進行污泥內微生物豐度分析，當菌群豐度＞10％即可；

③依照污泥濃度將厭氧氨氧化顆粒污泥與反硝化污泥混合，厭氧氨氧化顆粒污泥濃度大于等于反硝化污泥濃度的5倍，在混合污泥內加入FeS，每1L反應器內FeS所加質量濃度是反應器內進水氨氮質量濃度的10％～20％；控制混合后反應器內污泥濃度為4000～5000mg/L，上升流速為0.5m/h，水力停留時間為150～160min；當反應器出水NH₄⁺-N及NO₂^--N濃度均小于5mg/L時，即認為該反應器啟動成功；

(2)啟動成功后的運行操作：

(2.1)城市生活污水通過進水泵Ⅰ進入半短程硝化反應器中，開啟AO運行，半短程硝化反應器經歷進水、反應、靜置沉淀、出水、閑置五個過程，進水后厭氧攪拌，反應時間為30～60min，去除水中有機物；隨后開啟空氣泵，進行好氧攪拌，通過調節氣體流量計控制溶解氧為0.3～2mg/L，進行半短程硝化反應，反應時間為3～4h；攪拌結束后，靜置沉淀30～60min后開啟排水閥，排水比為50％，通過定期排泥控制污泥齡為10～15d；反應出水中NH₄⁺-N 與NO₂^- - N的質量濃度比為1～1.32；

(2.2)含有NH₄⁺-N與NO₂^--N的半短程硝化反應器出水進入中間水箱，通過進水泵Ⅱ將中間水箱的污水泵入上流式厭氧氨氧化耦合自養反硝化顆粒污泥反應器內；控制上流式厭氧氨氧化耦合自養反硝化顆粒污泥反應器水力停留時間為3～6h，即流速為1L/h～3L/h；運行過程中不主動排泥；通過溫控裝置控制反應器內溫度為30±1℃；反應器內通過厭氧氨氧化菌作用將進水的NH₄⁺-N與NO₂^--N轉化為N₂；而自養反硝化菌則通過FeS作為電子供體與NO₃^- -N反應產生NO₂^--N，出水通過U型出水管溢流排出。