[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

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，屬污水生物處理領域。裝置包括原水水箱，短程硝化反應器，調節水箱，厭氧氨氧化耦合反硝化反應器。生活污水進入半短程硝化反應器中，通過實時控制達到出水NO₂^??N和NH₄⁺?N質量濃度比為1～1.32，出水進入中間水箱，后進入厭氧氨氧化耦合自養反硝化反應器，反應器內同時實現厭氧氨氧化和硫的自養反硝化的協同反應，達到脫氮的效果。本發明通過充分利用微生物間的協同作用，提高了脫氮效率，實現了高效節能的城市污水深度脫氮。

技術領域

本發明所涉及的半短程硝化-厭氧氨氧化耦合自養反硝化實現城市生活污水深度脫氮的裝置與方法，屬污水生物處理領域，適用于低C/N比城市生活污水深度脫氮。

背景技術

人類活動會產生大量廢水，其中包含C、N、P等多種元素副產物，導致了水體的氮、磷污染。其中城市污水中的氮素主要以有機氮和氨氮形式存在，不但對人體健康有極大的威脅；同時也會引起水體富營養化，破壞生態環境，造成水資源短缺。傳統的硝化反硝化污水生物處理技術存在能耗較高，脫氮效率低的問題，為實現廢水處理的可持續發展，可利用低耗高效的厭氧氨氧化工藝加以解決，而厭氧氨氧化反應會生成NO₃^--N，將其與反硝化相耦合是普遍選擇。硫自養反硝化是利用脫氮硫桿菌等反硝化脫硫細菌獨特的代謝特性，以還原性硫化合物作為電子供體和能源，以NO₃^--N或NO₂^--N作為電子受體。本實驗前端以半短程硝化出水為厭氧氨氧化提供NH₄⁺-N和NO₂^--N，后端基于硫自養反硝化菌的化能自養特性，將其與厭氧氨氧化耦合，具有節省曝氣量，污泥產量低的優點。

短程硝化是指將傳統的硝化過程控制在氨氧化階段，可通過實時控制的方式實現，即在硝化過程中，當氨氧化反應結束時，系統內不再產生H⁺，pH值變化曲線會出現由下降轉為上升的拐點，即“氨氮谷點”，因此可實時監測系統內pH變化，在pH曲線達到“氨氮谷點”時停止曝氣將硝化反應控制在氨氧化階段，為厭氧氨氧化反應提供底物NO₂^--N，而半短程硝化需要在氨谷點之前停止曝氣，達到出水NH₄⁺-N與NO₂^--N的質量濃度比為1～1.32。

硫的自養反硝化可以采用多種電子供體，其中FeS作為電子供體在自養反硝化過程中對厭氧氨氧化菌無毒害作用，且兩類菌均是以CO₂為碳源的化能自養微生物，因此兩類菌代謝途徑的互補性和增殖速率的一致性，可以實現穩定的共存關系，兩類菌可協同去除系統中的總氮，提高系統總氮的去除率，從而改善出水水質。

發明內容

本發明提供的是一種半短程硝化-厭氧氨氧化耦合硫反硝化實現城市生活污水深度脫氮的裝置與方法，目的是解決傳統污水處理工藝中碳源不足的問題，同時提高出水水質。

1.半短程硝化-厭氧氨氧化耦合硫反硝化處理城市生活污水的裝置其特征在于：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合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)、出水管(4.6)和集氣口(4.7)。