[發明專利]全程硝化聯合污泥發酵耦合短程反硝化厭氧氨氧化處理城市污水的裝置和方法

有效

• 申請號: 202011013305.8
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112250183B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 彭永臻;黃啟峰;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;C02F3/28;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

全程硝化聯合污泥發酵耦合短程反硝化厭氧氨氧化處理城市污水的裝置和方法屬于污水生物處理領域。生活污水進入SBR反應器，首先進行缺氧攪拌反硝化上一周期剩余硝態氮，1/8排水進入第一中間水箱為厭氧氨氧化提供氨氮；曝氣進行硝化反應，二次排水3/8進入第二中間水箱為短程反硝化提供硝態氮。UASB反應器自下而上分為厭氧氨氧化反應區、中間混合區、短程反硝化厭氧氨氧化反應區，內置有填料。第二中間水箱出水混合儲泥罐中污泥從中部進入UASB反應器，同步進行短程反硝化、污泥發酵反應；第一中間水箱出水從底部進入UASB反應器，氨氮與回流的亞硝態氮通過厭氧氨氧化去除，實現污泥內碳源開發、短程反硝化和厭氧氨氧化耦合的目的。

技術領域

本發明涉及一種全程硝化分段出水聯合多段進水反硝化氨氧化深度處理城市污水的裝置和方法，屬于污水生物脫氮技術領域。

背景技術

隨著社會的快速發展，生活污水中氮磷含量不斷增高，由其引起的水體富營養化問題日益嚴重，導致城市河湖即水庫水體環境日益惡化，城市生活污水深度脫氮除磷問題逐漸受到重視。我國生活污水中碳源含量普遍不足，直接影響到總氮去除率并且增加剩余污泥產量，采用外加碳源的方式進行污水的深度脫氮則會進一步加重污水處理廠的運行成本，因此如何充分利用原水中的碳源，提高傳統硝化反硝化工藝的脫氮效果，是現如今污水處理領域中的重要問題。

厭氧氨氧化技術作為一種新型自養脫氮工藝，是目前國內外普遍認可的高效、低能耗的生物處理技術。該反應是在缺氧的條件下，厭氧氨氧化菌利用氨氮作為電子供體直接將亞硝態氮還原為氮氣，并產生11％氮素為硝態氮。與傳統硝化反硝化工藝相比，該工藝無需曝氣，無需添加碳源，同時減少污泥產量的優點，是目前最節能經濟的生物脫氮途徑。目前厭氧氨氧化技術多用于處理高氨氮廢水中，應用于城市生活污水有以下難點：1.厭氧氨氧化菌生長緩慢時代周期長，工藝的啟動時間長；2.低氨氮廢水難以實現穩定的短程硝化，難以為厭氧氨氧化提供穩定的亞硝態氮來源；3.厭氧氨氧化對環境較為敏感，包括溶解氧、pH值、底物濃度等；4.厭氧氨氧化反應會產生少量硝態氮，難以實現污水深度脫氮。

短程反硝化耦合厭氧氨氧化是污水高效脫氮的新技術。該工藝能將硝態氮還原為亞硝態氮，為厭氧氨氧化提供穩定的亞硝底物，無需曝氣，有機碳源需求量大大降低，且能去除厭氧氨氧化反應產生的硝態氮，在城市生活污水領域具有重要的應用潛力。但該工藝存在異養的反硝化菌與自養的厭氧氨氧化菌對環境競爭的問題。由于厭氧氨氧化菌時代周期長，生長緩慢，當底物供給不充足不穩定或碳氮比過高時，厭氧氨氧化菌生長受到抑制導致豐度減少，脫氮效率減低，出水不達標。

污泥發酵技術是指剩余污泥的堿性發酵通過控制過程維持在水解酸化的階段，產生大量利于微生物利用的短鏈脂肪酸，同時能使剩余污泥減量，實現污泥的減量化和資源化的利用。

發明內容

為解決上述問題本工藝針對異養反硝化菌與自養厭氧氨氧化菌生存競爭問題，將污泥發酵耦合短程反硝化厭氧氨氧化UASB反應器系統進行分區，采用全程硝化反應器分段排水UASB反應器多段進水的方式，提供厭氧氨氧化菌更具競爭的環境，提高工藝的脫氮效率，同時短程反硝化也能將厭氧氨氧化反應產生的硝態氮進一步還原，簡化運行操作，提高脫氮的穩定性，實現城市生活污水的深度脫氮。