[发明专利]初沉污泥内碳源开发强化城市污水脱氮的装置与方法

权利要求书

1.初沉污泥内碳源开发强化城市污水脱氮的装置，其特征在于是处理低C/N比城市污水的成套装置，包括顺次连接的原水水箱（1）、序批式硝化反应器SBR_ND（3）、中间水箱（4）、序批式发酵耦合反硝化反应器SBR_FD（6）及污泥贮存箱（7）；

原水水箱（1）中的污水通过进水泵（2）进入序批式硝化反应器SBR_ND（3），序批式硝化反应器SBR_ND出水流入中间水箱（4），通过中间水泵（5）进入到序批式发酵耦合反硝化反应器SBR_FD（6），污泥贮存箱（7）中的初沉污泥通过初沉污泥投加泵（8）注入序批式发酵耦合反硝化反应器SBR_FD（6）；序批式硝化反应器SBR_ND（3）与空气压缩机（10）相连，并安装第一搅拌器（11）和第一温度控制装置（19）；序批式发酵耦合反硝化反应器SBR_FD（6）中安装第二搅拌器（12）和第二温度控制装置（20）；序批式硝化反应器SBR_ND（3）中安装DO在线测定仪（13）、第一pH在线测定仪（14）；序批式发酵耦合反硝化反应器SBR_FD（6）中安装ORP在线测定仪（15）和第二pH在线测定仪（16）；另外设置与计算机（18）相连的过程控制器（17）用以接收上述DO在线测定仪（13）、第一pH在线测定仪（14）、ORP在线测定仪（15）、第二pH在线测定仪（16）的信号，同时，计算机（18）通过过程控制器（17）与空气压缩机（10）、第一搅拌器（11）和第二搅拌器（12）连接。

2.利用权利要求1所述的初沉污泥内碳源开发强化城市污水脱氮的装置实现控制的方法，其特征在于包括以下步骤：

序批式硝化反应器SBR_ND（3）处理低C/N比生活污水，每周期依次经历进水、缺氧搅拌、曝气、沉淀、排水5个过程；

Ⅰ进水 设定进水量为反应器有效容积的1/2，通过时控开关进行控制；系统启动后，原水水箱（1）中的污水通过进水泵（2）进入到序批式硝化反应器SBR_ND（3），进水的同时开启第一搅拌器（11）；

Ⅱ缺氧搅拌 进水完毕后进入缺氧搅拌时段，反应器内上一周期排水后剩余的硝化液利用原水中的碳源进行反硝化作用，去除总氮；设定反硝化时间为30-60分钟；

Ⅲ曝气 开启空气压缩机（10），向序批式硝化反应器SBR_ND提供氧气，将进水中的氨氮转化为氧化态氮NO_x^-；根据在线监测DO和pH，当①dpH/dt≥0且t≥2h或②d DO/dt＞1且t≥2h出现时，通过过程控制器（17）的输出信号A控制空气压缩机（10）和第一搅拌器（11）停止，曝气结束；

Ⅳ沉淀设定沉淀时间为10-30分钟，沉淀阶段完成泥水分离；Ⅴ排水 设定排水比为1/2，通过时控开关进行控制；出水阀门打开，上清液被排入到中间水箱（4）；

序批式发酵耦合反硝化反应器SBR_FD（6）在交替厌氧-缺氧环境下运行，以初沉污泥为发酵底物，富集培养发酵细菌和反硝化细菌，可以同步进行污泥发酵及反硝化过程；每周期依次经历厌氧发酵、进水、缺氧搅拌、沉淀、排水5个过程；

Ⅰ厌氧发酵 启动第二搅拌器（12），厌氧发酵开始，发酵时间设置为9-20小时；

Ⅱ进水 设定进水时间为反应器有效容积的1/2，通过时控开关进行控制；中间水箱（4）中的硝化液通过中间进水泵（5）进入到序批式发酵耦合反硝化反应器SBR_FD（6）；

Ⅲ缺氧搅拌 反硝化菌在进水后利用发酵产物进行反硝化作用，将NO_x^-还原成氮气；反硝化作用进行的同时，污泥发酵反应也继续进行；根据在线监测pH和ORP，当①dpH/dt≤0且t≥30分钟或②d ORP/dt≤-50且t≥30分钟出现时，关闭第二搅拌器（12），缺氧搅拌时段结束；

Ⅳ沉淀设定沉淀时间为1-2小时，沉淀阶段完成泥水分离；

Ⅴ排水 设定排水比为1/2，通过时控开关进行控制；出水阀门打开，上清液经出水管路（9）排出。