[發明專利]同步除磷的半亞硝化-厭氧氨氧化一體化脫氮裝置與方法

在審

• 申請號: 202110677104.6
• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN113321381A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 楊延棟;姜怡名;龍亞男;徐佳瑞;劉長青
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14
• 代理公司: 山東重諾律師事務所 37228
• 代理人: 林婷

本發明提供同步除磷的半亞硝化?厭氧氨氧化一體化脫氮裝置與方法，涉及污水生物處理領域。包括半亞硝化?厭氧氨氧化一體化反應器和沉淀池。所述方法為：城市污水首先進入半亞硝化?厭氧氨氧化一體化反應器的厭氧區，聚磷菌等微生物在厭氧釋磷的同時攝取污水中的有機物儲存為胞內碳源；隨后混合液依次進入好氧區及第一、第二調節區，好氧氨氧化菌進行氨氮的氧化，同時聚磷菌完成好氧吸磷過程；隨后混合液進入缺氧區，生物膜中的厭氧氨氧化菌將亞硝酸鹽和剩余氨氮轉化為氮氣，產生的少量硝酸鹽通過活性污泥中的微生物利用胞內碳源通過反硝化作用同步去除；最后混合液進入沉淀池進行泥水分離。

技術領域

本發明涉及脫氮裝置與脫氮方法，具體為同步除磷的半亞硝化-厭氧氨氧化一體化脫氮裝置與方法，屬于污水生物處理技術領域。

背景技術

厭氧氨氧化是具有良好經濟環境效益和應用前景的新型脫氮工藝，其在城市污水處理中的推廣應用能夠顯著降低城市污水處理廠的運行成本和能耗，促進城市污水處理向著能源自給的方向發展。目前，城市污水厭氧氨氧化工藝可分為兩段式和一段式兩種。兩段式厭氧氨氧化工藝通常包括預處理反應器、亞硝化反應器和厭氧氨氧化反應器共三個反應器，其中預處理反應器用于預去除城市污水中的有機物，避免其對厭氧氨氧化反應的不利影響；亞硝化反應器用于將污水中約一半的氨氮氧化為亞硝酸鹽；厭氧氨氧化反應器用于進行厭氧氨氧化反應，將亞硝酸鹽和剩余的氨氮轉化為氮氣，同時產生少量的硝酸鹽。一段式厭氧氨氧化工藝則將亞硝化反應和厭氧氨氧化反應耦合在一個反應器中同步進行，工藝包括預處理反應器和一體化厭氧氨氧化反應器兩個反應器。目前研究和應用較多的為一段式厭氧氨氧化工藝。

盡管城市污水厭氧氨氧化工藝具有諸多技術優勢，但也存在一些問題制約了其推廣應用，主要包括以下幾個方面：

①與多數城市污水處理廠現有工藝相比，城市污水厭氧氨氧化工藝反應器數目較多、工藝流程繁雜，不僅加大了運行操作難度，也不利于現有污水處理廠的升級改造。

②現有城市污水厭氧氨氧化工藝穩定性較差，易發生由亞硝酸鹽氧化菌過度增殖導致的硝酸鹽積累，使得厭氧氨氧化活性受到影響，系統脫氮能力下降甚至消失。

③現有城市污水厭氧氨氧化工藝的脫氮性能有待提高。一方面厭氧氨氧化反應本身產生的硝酸鹽和亞硝酸鹽氧化菌過度增殖導致的硝酸鹽積累限制了總氮去除率的進一步提升；另一方面現有城市污水厭氧氨氧化工藝未能為各功能微生物提供最佳的代謝環境，使得微生物活性較低，例如一體化厭氧氨氧化反應器雖然通過控制低溶解氧實現了同步的亞硝化和厭氧氨氧化，但存在著好氧氨氧化菌氧氣供給不足、厭氧氨氧化菌受到氧氣抑制，兩者活性都不高的問題。

④現有城市污水厭氧氨氧化工藝不具備生物除磷的功能，磷的去除仍有賴投加化學除磷藥劑，增加了額外的運行成本。

發明內容

（一）解決的技術問題

本發明的目的在于提供一種同步除磷的半亞硝化-厭氧氨氧化一體化脫氮裝置與方法，以解決現有技術中存在的問題。

（二）技術方案

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：同步除磷的半亞硝化-厭氧氨氧化一體化脫氮裝置，包括：半亞硝化-厭氧氨氧化一體化反應器及沉淀池，所述半亞硝化-厭氧氨氧化一體化反應器前端與污水源相連，所述半亞硝化-厭氧氨氧化一體化反應器的尾端與沉淀池相連，用于同步實現城市污水的自養脫氮和生物除磷，同時用于實現泥水分離、污泥回流及剩余污泥的排放；

所述半亞硝化-厭氧氨氧化一體化反應器沿水流方向由隔板分為厭氧區、好氧區、第一調節區、第二調節區和缺氧區；

所述厭氧區包括一體化反應器進水管、污泥回流管和厭氧區攪拌器；

所述好氧區包括好氧區曝氣頭和好氧區空氣閥；

所述第一調節區包括第一調節區曝氣頭、第一調節區空氣閥、第一調節區攪拌器和第一調節區在線監測裝置；

所述第二調節區包括第二調節區曝氣頭、第二調節區空氣閥、第二調節區攪拌器和第二調節區在線監測裝置；