[实用新型]城市污水厌氧去除有机物与自养生物脱氮的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种生化法污水生物处理技术，具体是通过厌氧产甲烷去除有机物与自养生物脱氮的城市污水处理装置和方法，适用于城市污水二级处理及再生回用。

背景技术

我国的水污染不断加剧，而水资源短缺已经制约经济社会的发展，从而，不断提高城市污水厂的排放标准，污水的再生回用成为大势所趋。传统的污水生物处理工艺的有机物(COD)氧化及氨氮硝化因需要曝气而消耗能量，在氧化COD的过程中损失了大量的化学能，并导致大量CO₂释放到大气。同时，反硝化和生物除磷对COD的需求矛盾与剩余污泥的大量产生也是传统工艺无法回避的难题。

面对日益严格的出水排放标准，如果仍以传统工艺应对问题，污水处理厂将会消耗更多的能量和有机碳源，同时排放更多的CO₂，并产生大量的剩余污泥。面对日趋严重的水污染和温室效应对人类社会造成的影响，污水处理的问题必须以一种兼顾整个环境，高效低耗的方式加以解决，水的可持续发展是未来的发展方向。

污水和污泥的厌氧产甲烷反应在去除有机物COD的同时，回收了甲烷气体。甲烷的回收利用因节省矿石燃料而减少了CO₂排放。而厌氧产甲烷反应过程中产生的剩余污泥仅为好养活性污泥法的10％左右。

厌氧氨氧化细菌在氮循环中可以产生“短程”现象，它们以亚硝酸盐氮(NO₂^-)为电子受体直接将氨氮(NH₄⁺)氧化为氮气，即自养生物脱氮，从而彻底改变了传统氮循环中NH₄⁺只有通过硝化—反硝化途径才能被转变为N₂的过程，同时彻底改变过去需要通过投加电子供体(碳源)才能脱氮的传统途径，使能量节省达65％以上，也可以使剩余污泥产量降至最低，从而节省大量的污泥处置费用，CO₂排放量也大幅度降低。

针对城市污水处理的现状和厌氧产甲烷、自养生物脱氮的特点，如果能够通过厌氧产甲烷反应去除城市污水有机物，而后通过自养生物脱氮去除污水中的氮素，就可以实现城市污水高效低耗的处理，同时大幅度减少剩余污泥和CO₂排放，迄今为止，在世界范围内仍然没有能实现上述目标的城市污水生物处理技术。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种通过厌氧产甲烷去除有机物与自养生物脱氮的城市污水处理装置。本实用新型较好地解决了上述技术问题

厌氧产甲烷去除有机物与自养生物脱氮的城市污水处理装置，其特征在于：设有原水箱、厌氧反应器、除磷反应器、中沉池、半短程硝化反应器、二沉池、中间水池、厌氧氨氧化反应器；厌氧反应器为填装海绵填料的厌氧生物滤池，上部设有三相分离器，原水箱通过出水泵和水管与厌氧反应器的底部连通，厌氧反应器通过出水管与除磷反应器的厌氧区的底部连通，厌氧反应器还设有下进上出，进行水循环的水管和循环泵；

除磷反应器在长度方向上平均分为5个格室，第1格室为厌氧区，设有调速搅拌器，其余的4个格室为好氧区，按照水流方向上下交错设置孔径为15mm的过流孔；气泵通过气体流量计、气量调节阀与设在反应器底部的曝气头连接，除磷反应器通过出水管连接中沉池的中心管，中沉池通过除磷反应器的污泥回流泵与除磷反应器的厌氧区相连接；中沉池的出水管与半短程硝化反应器的缺氧区相连接。

半短程硝化反应器在长度方向上平均分为5个格室，每个格室装填海绵填料，填充率为池容的30％，第1格室为缺氧区，设有调速搅拌器，其余的4个格室为好氧区，按照水流方向上下交错设置孔径为15mm的过流孔；气泵通过气体流量计、气量调节阀与设在反应器底部的穿孔曝气管连接，半短程硝化反应器通过出水管连接二沉池的中心管，二沉池通过半短程硝化反应器的污泥回流泵与半短程硝化反应器的缺氧区相连接；二沉池的出水管与中间水池相连接。

厌氧氨氧化反应器中间设有柱状反应体，该反应体上端设有三相分离器，分离器顶部设有用于排水的出水管，分离器上部通过出水回流泵与反应体底部连通，反应体外围设有水浴套，水浴套上设有进行水循环的水浴循环泵和穿孔吸水管，水浴套内还设有电加热器和温度控制器；反应体上的取样阀设置在水浴套外壁上；中间水池通过厌氧氨氧化反应器的进水泵与厌氧氨氧化反应器的反应体底部连通。

利用上述装置通过厌氧去除有机物与自养生物脱氮处理城市污水的方法步骤：