[發明專利]以污泥發酵液為碳源的短程反硝化串聯厭氧氨氧化處理高濃度硝酸鹽廢水和生活污水的工藝

在審

• 申請號: 202110264351.3
• 申請日: 2021-03-11
• 公開（公告）號: CN113023869A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 彭永臻;陳曉楠;李迎新;張瓊
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C02F3/00
• 分類號: C02F3/00;C02F3/28;C02F3/30;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

以污泥發酵液為碳源的短程反硝化串聯厭氧氨氧化處理高濃度硝酸鹽廢水和生活污水的工藝，屬于污水處理領域和污泥生化處理領域。所用裝置包括：污泥發酵罐、PD?SBR反應器、AMX?SBR反應器等。工藝是剩余污泥在中溫堿性厭氧條件下發酵，生成易降解有機物；反硝化菌利用生活污水中的碳源以及發酵液中的易揮發性脂肪酸進行短程反硝化，將高濃度硝酸鹽轉化成亞硝酸鹽；出水進入厭氧氨氧化膜反應器進行自養脫氮，聚氨酯海綿填料用于持留厭氧氨氧化菌。該方法節約曝氣能耗，以污泥發酵液為反硝化的外碳源實現了污泥減量化，節約污泥處置成本與外碳源投加成本，以短程反硝化實現穩定亞硝積累，聯合厭氧氨氧化實現高硝酸鹽廢水與生活污水同步處理。

技術領域

本發明涉及以污泥發酵液為碳源的短程反硝化串聯厭氧氨氧化處理高濃度硝酸鹽廢水和生活污水的工藝，屬于污水處理領域和污泥生化處理領域。

背景技術

我國城市污水處理量不斷提高，不可避免產生大量剩余污泥，其處理處置也是一大難題，若處理不當還會產生二次污染。污泥厭氧發酵能夠產生大量揮發性脂肪酸，包括乙酸、丙酸等，是易被反硝化菌利用的優質碳源。利用污泥發酵液做外碳源，既可以實現污泥減量，又可以節省反硝化過程中外碳源的投加，節省費用。

城市污水處理廠二級出水、化肥生產工業廢水、金屬冶煉工業廢水、離子交換濃縮廢水等含有高濃度硝酸鹽廢水的高效處理是控制水體無機氮污染的重要舉措。傳統生物反硝化方法處理硝酸鹽廢水需要投加大量有機碳源，不僅消耗有機碳源，還會產生大量剩余污泥，額外增加污泥處理處置的費用和能耗。

近年來，基于厭氧氨氧化的自養脫氮技術倍受關注。厭氧氨氧化是指在缺氧環境下，氨氮和亞硝酸鹽在厭氧氨氧化菌的代謝作用下直接轉化為氮氣，無需曝氣與有機碳源，節省能耗，污泥產量低。厭氧氨氧化的基質是氨氮和亞硝酸鹽，氨氮來源于生活污水或污泥水解酸化，亞硝酸鹽可通過短程硝化與短程反硝化產生。相比于短程硝化，短程反硝化易于控制、穩定性強、不易被破壞，能夠為厭氧氨氧化提供穩定的底物亞硝酸鹽。反硝化菌生長速率遠遠高于厭氧氨氧化菌，兩種菌都以亞硝酸鹽為底物，當系統中存在足量有機物和硝酸鹽或亞硝酸鹽時，反硝化菌作為異養菌會逐漸成為優勢菌種，厭氧氨氧化菌便不能充分發揮作用，所以可以通過兩段式工藝將兩種菌群分開解決這一問題。

發明內容

本發明提出了以污泥發酵液為碳源的短程反硝化串聯厭氧氨氧化處理高濃度硝酸鹽廢水和生活污水的工藝，剩余污泥在中溫堿性厭氧條件下發酵，將難降解有機物轉化成易降解有機物提供給反硝化菌作碳源，既為反硝化提供了優質碳源又實現了污泥減量化，節約污泥處置成本與外碳源投加成本；反硝化菌利用生活污水中的碳源以及發酵液中的易揮發性脂肪酸進行短程反硝化，將高濃度硝酸鹽轉化成亞硝酸鹽，實現高效穩定的亞硝積累，為厭氧氨氧化提供底物；其出水進入厭氧氨氧化膜反應器進行厭氧氨氧化自養脫氮，聚氨酯海綿填料用于持留厭氧氨氧化菌。該方法節約曝氣能耗，節約運行成本，實現污泥減量，系統處理效果穩定。

本發明的目的是通過以下技術方案來解決的：以污泥發酵液為碳源的短程反硝化串聯厭氧氨氧化處理高濃度硝酸鹽廢水和生活污水的工藝，其特征在于：

所用裝置包括：儲泥箱(1)、污泥發酵罐(2)、生活污水水箱(3)、硝酸鹽廢水箱(4)、發酵液水箱(5)、PD-SBR反應器(6)、中間水箱(7)、AMX-SBR反應器(8)、出水水箱(9)；

所述污泥發酵罐(2)包括第一蠕動泵(2.1)、第一pH監測裝置(2.2)、加藥口(2.3)、第一攪拌裝置(2.4)、第一溫度監測裝置(2.5)、第一排泥閥(2.6)；所述PD-SBR反應器(6)包括第二蠕動泵(6.1)、第三蠕動泵(6.2)、第四蠕動泵(6.3)、第二攪拌裝置(6.4)、第一溶解氧監測裝置(6.5)、第二pH監測裝置(6.6)、第二排水閥(6.7)；所述AMX-SBR反應器(8)包括第五蠕動泵(8.1)、第三攪拌裝置(8.2)、第二溶解氧監測裝置(8.3)、第二溫度監測裝置(8.6)、第三排水閥(8.5)、聚氨酯海綿填料(8.6)；