[发明专利]抑制硝酸菌以实现城市污水单级自养脱氮的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及污水处理装置及方法；具体抑制硝酸菌以实现城市污水单级自养脱氮的装置及方法。

背景技术

现有单级短程硝化/厌氧氨氧化脱氮工艺存在启动困难。在单级短程硝化/厌氧氨氧化脱氮工艺中，由于体系内存在氧气，硝酸菌会和厌氧氨氧化菌竞争底物亚硝酸盐，从而造成体系极易向全程硝化转变。基于此，国内外学者对实现硝酸菌的抑制提出了多种控制途径，如控制体系DO、温度、pH、氮负荷、游离氨和游离亚硝酸盐等。在处理高氨氮的废水时，通常是采用限氧的方法以抑制系统中的硝酸菌的增长同时实现单级短程硝化/厌氧氨氧化自养脱氮。在处理低氨氮污水(如城市污水)时，由于基质浓度低，体系耗氧速率低，容易出现供氧速率大于耗氧速率的情况，使体系溶解氧升高，难以持续实现对硝酸菌抑制，耦合反应不稳定，容易向全程硝化转变等问题，而且现有工艺还存在占地面积大、运行费用高等问题。

发明内容

本发明要解决现有单级短程硝化/厌氧氨氧化脱氮工艺存在启动困难、运行不稳定容易向全程硝化转化、占地面积大、运行费用高等的技术问题；而提供了抑制硝酸菌以实现城市污水单级自养脱氮的装置及方法。

本发明中抑制硝酸菌以实现城市污水单级自养脱氮的装置包括进水箱、进水泵、DO测定仪、DO探头、pH测定仪、pH探头、主反应筒、外循环导管、外循环泵、排泥管、取样口和进水管，主反应筒侧壁上设有数个取样口，进水箱的出水口与进水管的进水口通过进水泵连通，进水管的出水口位于主反应筒的正上方，主反应筒内设置DO探头和pH探头，DO探头与DO测定仪连接，主反应筒底部的出口与外循环导管的进口连通，外循环导管的出口与主反应筒上部的进口连通，外循环导管上安装有外循环泵，主反应筒底部设有排泥管，外循环导管内壁表面呈锯齿状。

主反应筒为缺氧区，外循环导管中形成厌氧区。

本发明中抑制硝酸菌以实现城市污水单级自养脱氮的方法是通过下述步骤实现的：

步骤一、按mlss=3g/L~4g/L向主反应筒内加入厌氧氨氧化污泥，然后通入营养液，同时开启外循环泵，并将反应温度控制在25~30℃，在外循环导管内壁表面挂膜，每天更换2~3次营养液，其中营养液中NH₄⁺-N为60mg/L，NO₂^--N为80mg/L，碱度(以CaCO₃计)为500mg/L，PO₄^3--P为10mg/L，挂膜驯化30天后向主反应筒内加入接种量为3g/L亚硝酸细菌，同时按城市污水每天增加5%的比例将营养液逐渐替换为城市污水，待出水的NH₄⁺-N平均浓度<1mg/L及对氨氮的去除率稳定在90%以上，即挂膜成功，关闭外循环泵；

步骤二、将进水箱内的城市污水用进水泵通过进水管通入主反应筒内，当污水充满主反应筒后，关闭进水泵，然后启动外循环泵，调节外循环泵使主反应筒的溶解氧控制在0.03~0.05mg/L，水力停留时间为6~8小时，每1~2个小时向主反应筒中投加8~10mg/L硫化物，将处理后的城市污水通过排泥管排出，即实现了城市污水单级自养脱氮。

本发明利用亚硝化菌和厌氧氨氧化菌的代谢机理和对环境的适应性，针对生活污水低基质浓度和耦合反应不稳定，容易向全程硝化转变等问题，而开发出的一套城市污水自养脱氮的装置和方法，有效抑制硝酸菌活性，把污水里的氨态氮直接转化为氮气。