[發明專利]基于同步硝化反硝化細菌的廢水脫氮工藝及裝置

有效

• 申請號: 202110996646.X
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113735263B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 劉艷臣;任紀龍;黃霞
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30;C02F3/34;C02F101/16;C02F101/30
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 韓世虹

本發明提供一種基于同步硝化反硝化細菌的廢水脫氮工藝及裝置，廢水脫氮工藝包括步驟：在好氧條件下培養同步硝化反硝化細菌懸液，并將同步硝化反硝化細菌懸液與活性污泥配置成種子泥；將種子泥接種于反應器內，啟動反應器，厭氧處理后的廢水通入反應器，控制反應器實施曝氣并控制反應器內的水溫；定期向反應器內補入同步硝化反硝化細菌懸液，并定期向反應器內通入預設鹽度的水，進行強化馴化同步硝化反硝化細菌；檢測廢水中的總氮去除率，當總氮去除率低于預設去除率時，調控補入同步硝化反硝化菌液。本發明提供的基于同步硝化反硝化細菌的廢水脫氮工藝及裝置，可以在同一反應容器中實現硝化反硝化，對高氨氮、高碳氮比廢水具有有效的處理效果。

技術領域

本發明涉及廢水處理技術領域，尤其涉及一種基于同步硝化反硝化細菌的廢水脫氮工藝及裝置。

背景技術

含有大量氮素和有機物的廢水未經處理直接排放，會對環境造成嚴重的破壞，從而產生嚴重的環境問題，例如水體富營養化。目前，廢水處理技術領域內通常采用傳統的生物方法進行廢水脫氮處理。傳統的污水脫氮方法采用好氧硝化-異養反硝化生物脫氮方法進行處理。這種傳統的生物脫氮方法主要是依靠氨氧化細菌(AOB)和亞硝酸鹽氧化細菌(NOB)在好氧條件下將氨氮通過亞硝酸鹽氧化成硝酸鹽，然后在厭氧或缺氧條件下，異養反硝化菌以有機物作為電子供體，將產生的硝酸鹽還原成氮氣排除。

然而，這種傳統的生物方法要實現完整的生物脫氮，需要將好氧和厭氧/缺氧環境嚴格分離。這是因為，AOB和NOB的硝化作用需要以氧氣作為電子受體，而異養反硝化菌對氧氣敏感，容易受到氧氣的抑制，導致反硝化作用效率下降。而且，這種傳統的生物方法，氨氮和有機物的去除不同步，厭氧出水后碳氮比下降，需要投加額外碳源以提高脫氮效率。此外，傳統的生物方法在用于處理某些高氨氮和高pH廢水時，往往處理效率偏離，出水水質不理想。這是因為在高氨氮和高pH環境下，很容易產生較高的游離氨(Free ammonia，FA),游離氨會對AOB和NOB的活性產生影響，導致氨氧化作用和亞硝酸鹽氧化作用被抑制。很明顯，這種傳統的兩步法生物脫氮工藝具有占地面積大，運行維護復雜，成本高，不經濟，應用條件受限等缺點。

同步硝化反硝化作用是指在一次反應過程中實現氨氮、硝氮和有機物的同步去除。其作用機理目前主要有兩種觀點：

(1)宏觀環境理論，在生物反應器中，由于曝氣不均勻，使得反應器內部出現了氧氣分布不均勻的現象，從而形成好氧區和缺氧/厭氧區；

(2)生物學理論，反應體系中存在異養硝化好氧反硝化菌，能夠將氨氮直接轉化為氣態產物排出，并且同步去除水體中的有機物。同步硝化反硝化作用可以在同一反應條件下實現氨氮、硝氮和有機物的同步去除。與傳統的脫氮工藝相比，同步硝化反硝化工藝由于具有節省碳源、降低能耗、減少占地，出水總氮和有機物濃度低等優點，正受到越來越多的關注。

但是，目前運行的硝化反硝化工藝往往通過把相互獨立的池體整合在一起分別進行硝化反應和反硝化反應或者通過在同一反應器內實現不同的溶氧濃度梯度實現同步硝化反硝化，但是這樣依靠宏觀環境理論運行的水處理工藝能耗高，工藝復雜，去除率偏低，運行效果不理想。

發明內容

本發明提供一種基于同步硝化反硝化細菌的廢水脫氮工藝及裝置，可以在同一反應容器中實現硝化反硝化，對高氨氮、高碳氮比廢水具有有效的處理效果。

本發明的第一方面提供一種基于同步硝化反硝化細菌的廢水脫氮工藝，包括步驟：

在好氧條件下培養同步硝化反硝化細菌懸液，并將所述同步硝化反硝化細菌懸液與活性污泥配置成種子泥；

將所述種子泥接種于反應器內，啟動反應器，其中，所述反應器前置有厭氧配水池，經所述厭氧配水池厭氧處理后的廢水通入所述反應器，控制所述反應器實施曝氣并控制所述反應器內的水溫；

定期向所述反應器內補入同步硝化反硝化細菌懸液，并定期向所述反應器內通入預設鹽度的水，進行強化馴化同步硝化反硝化細菌；