[發明專利]高效污泥減量同步碳氮脫除裝置及基于裝置的處理方法

有效

• 申請號: 202110375769.1
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113387529B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 張莉;郝仕偉;藍爽;郭偉;戚偉康;王博
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C02F11/02
• 分類號: C02F11/02;C02F11/04;C02F11/00
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 覃婧嬋

本發明提供了一種高效污泥減量同步碳氮脫除裝置，包括：進水調節裝置；污泥發酵耦合短程反硝化/厭氧氨氧化生物反應器；氣?液混合裝置；序批式硝化反應器；厭氧曝氣水箱；升流式厭氧污泥床反應器，與所述厭氧曝氣水箱的出水口連通。本發明中的系統，首次將好氧硝化段置于耦合體系后段，進一步強化有機物及氮素的去除效果，并利用產生的硝態氮調控污泥發酵耦合短程反硝化/厭氧氨氧化生物反應器及升流式厭氧污泥床反應器中環境條件以分別改善污泥減量效果及難降解有機物的厭氧降解，實現剩余污泥高效減量及碳氮深度削減。

技術領域

本發明屬于廢水處理領域，具體涉及一種高效污泥減量同步碳氮脫除系統及基于系統的處理方法。

背景技術

Anammox工藝作為一種新型可持續生物脫氮技術，作為其重要底物之一的NO₂^--N來源問題一直是該工藝的研究熱點。短程反硝化（PD）過程中NO₂^--N的產生相對穩定，并且在長期運行中，PD可以實現80%以上的高效穩定的NO₃^--N-NO₂^--N轉化比(NTR)，這表明PD為anammox工藝提供NO₂^--N是可行的。短程反硝化（PD）通常利用易降解有機物作為有效碳源，然而在實際運行中，廢水的BOD/COD低，常常含有大量難降解物質，導致實際短程反硝化工藝存在外加碳源量過高，不可持續性等缺點。

剩余污泥作為目前固體廢物處理領域中的一項重要污染，實現其減量化、無害化及資源化利用正逐漸受到國內外學者的重視。有眾多學者均曾提出利用剩余污泥厭氧發酵所產生的揮發性脂肪酸（VFA）作為污水處理反硝化過程中的碳源，實現資源的回收利用。如中國專利CN110372095A公開了一種全程硝化-污泥發酵耦合短程反硝化/厭氧氨氧化生物膜裝置，該裝置包括原水箱、全程硝化反應器（CNR）、中間水池、儲泥池、污泥發酵耦合短程反硝化/厭氧氨氧化生物膜反應器（SFPDA-BR）以及自動控制系統。污泥發酵耦合短程硝化/厭氧氨氧化生物膜反應器設置有填料球、三相分離器等。

此外，中國專利文獻CN110002592A也公開了一種短程反硝化—污泥發酵耦合厭氧氨氧化系統處理生活污水的裝置和方法。其生活污水經進水泵進入序批式SBR反應器，在硝化細菌的作用下將進水中的氨氮全部轉化為硝態氮，出水進入上流式升流式厭氧污泥床反應器，定期向上流式升流式厭氧污泥床反應器中投加剩余污泥，短程反硝化細菌利用污泥原位發酵產生的有機物將進水中的硝態氮還原為亞硝態氮，與污泥原位發酵產生的氨氮經填料上厭氧氨氧化菌的作用生成氮氣和部分硝態氮，全程反硝化細菌利用污泥原位發酵產生的有機物將硝態氮和剩余亞硝態氮還原為氮氣。該現有技術適用于處理低C/N比生活污水，利用短程反硝化—污泥發酵耦合厭氧氨氧化實現生活污水的深度脫氮和污泥減量。

上述現有技術中的SFPDA-BR裝置或者升流式厭氧污泥床反應器實現了污泥厭氧發酵與短程反硝化/厭氧氨氧化的耦合，實現了資源的回收利用。但值得注意的是，現有的缺氧耦合體系，在長期運行后的脫氮效果易受到影響，難以長期保持高的脫氮效率。且雖然污泥減量是現有缺氧耦合體系的一個重要優勢，但在實際運行中，其污泥減量效果同樣存在瓶頸，難以達到較高的污泥減量效率。在這種背景下，如何進一步提升系統的脫氮效率和污泥減量效率，這是值得本領域技術人員研究的新課題。