[发明专利]一种强化污泥消化并同步脱氮除磷的装置和方法

权利要求书

1.一种强化污泥消化并同步脱氮除磷的装置，其特征在于：包括原水箱（1）、原水进水泵（1.1）、A-O反应器（2）、搅拌装置（2.1）、空气压缩机（2.2）、曝气头（2.3）、沉淀池（2.4）、污泥回流泵（2.5）、排泥阀（2.6）、出水泵（2.7）、SFDANR反应器（3）、中间水箱（3.1）、循环泵（3.2）、循环控制阀（3.3）、排空阀（3.4）、集气装置（3.5）、密封板（3.6）、圆筒形污泥床（3.7）、布水装置（3.8）、三相分离器（3.9）、加热带装置（3.10）、出水管（3.11）、海绵填料（3.12）、布水孔（3.13）、储泥池（4）、进泥泵（4.1）； 

原水箱（1）通过原水进水泵（1.1）与A-O反应器（2）相连，A-O反应器（2）通过出水管与沉淀池（2.4）相连，沉淀池（2.4）底部通过污泥回流泵（2.5）与A-O反应器（2）首格室相连，沉淀池（2.4）通过出水泵（2.7）与SFDANR反应器（3）底部相连，储泥池（4）通过进泥泵（4.1）与污泥SFDANR反应器（3）底部相连； 

A-O反应器（1）用上下交错设置过水孔的隔板分为6-9个格室，依此设置有相连通的厌氧区格室与好氧区格室，厌氧区格室分为2-3个格室，设置有搅拌装置（2.1），好氧区格室分为4-6个格室，设置有曝气头（2.3），由空气压缩机（2.2）提供压力； 

SFDANR反应器（3）设有圆筒形污泥床（3.7），上部设有顶部密封板（3.6）和三相分离器（3.9），中间设有温控加热带装置（3.10），下部设有布水装置（3.8）；三相分离器（3.9）通过管道与集气装置（3.5）相连；圆筒形污泥床（3.7）上部通过中间水箱（3.1）、循环泵（3.2）和循环控制阀（3.2）与SFDANR反应器（3）底部相连；SFDANR反应器（3）出水通过出水管（3.11）排出。 

2.应用权利要求1所述装置强化污泥消化并同步脱氮除磷的方法，其特征在于，包括以下步骤： 

（1）启动A-O反应器：以实际城市污水处理厂的厌氧-好氧工艺污泥为接种泥注入A-O反应器，污泥浓度为2000-3000mg/L，水力停留时间5-8h，污泥停留时间15-25天；将添加NH₄HCO₃的实际城市生活污水泵入到A-O反应器厌氧区格室，随后启动搅拌装置，调节曝气系统流量使溶解氧维持在1.5-2.5mg/L，控制添加NH₄HCO₃的浓 度使进水氨氮负荷维持在0.2-0.3kgNH₄⁺-N/m³d，pH值控制在8.0-9.0，出水进入沉淀池，沉淀污泥回流到A-O反应器的首格室，回流比控制在50%-100%；在上述条件下运行A-O反应器，当出水磷酸盐浓度低于0.5mg/L且亚硝态氮累积率大于90%持续维持15天时，除磷过程及短程硝化得以实现； 

（2）启动SFDANR反应器：控制SFDANR反应器中污泥浓度7000-8000mg/L，水力停留时间3-5h，污泥停留时间10-20天，进水采用NH₄⁺-N与NO₂^--N质量比为1：1.3的人工配水，起始TN浓度为20mg/L并以20mg/L的梯度逐步增大氮负荷直到200mg/L，每次增大氮负荷的时间点是自养脱氮率超过95%且持续维持15天以上，最后完成对SFDANR反应器的厌氧氨氧化驯化处理；进水采用NH₄⁺-N与NO₂^--N质量比为1：1.3且TN为200mg/L的人工配水，同时投加乙酸钠作为反硝化碳源使SCOD浓度为100-150mg/L，当TN去除率高于90%且持续维持15天以上时，厌氧氨氧化和反硝化的耦合成功实现；以剩余污泥取代乙酸钠作为反硝化的碳源使SCOD浓度继续维持在100-150mg/L，当TN去除率高于90%且持续维持15天以上时，达到自养脱氮同步污泥发酵耦合反硝化的实现； 

A-O反应器与SFDANR反应器分别完成启动后，将整个装置串联运行：原水箱中的高氨氮废水通过原水进水泵打入A-O反应器，污泥浓度为2000-3000mg/L，水力停留时间5-8h，污泥停留时间15-25天，随后启动搅拌装置，调节曝气系统流量使溶解氧维持在1.5-2.5mg/L，pH值控制在8.0-9.0；A-O反应器出水进入沉淀池，泥水分离后，沉淀污泥回流到A-O反应器的首格室，回流比控制在50%-100%，上清液通过出水泵注入SFDANR反应器，同时，储泥池中的新鲜剩余污泥通过进泥泵注入SFDANR反应器，控制SFDANR反应器中污泥浓度7000-8000mg/L，水力停留时间3-5h，污泥停留时间10-20天，自循环回流比80%-150%，最终实现剩余污泥与硝化液在SFDANR反应器发酵、反硝化和厌氧氨氧化的耦合处理，处理后的出水和污泥分别通过排水管与排泥阀、排空阀排放。