[发明专利]一种半短程硝化/厌氧氨氧化污水脱氮过程中N2O产生的收集装置和方法

说明书

技术领域

本发明所属的技术领域为：污水生物脱氮处理技术领域，具体涉及一种半短程硝化/厌氧氨氧化城市污水脱氮过程中N₂O产生的收集装置和方法，适用于半短程硝化/厌氧氨氧化城市污水脱氮过程中温室气体产生的研究。 

背景技术

近年来温室气体对全球变暖的影响正日益得到人们的关注。温室气体主要包括二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH₄）、氧化亚氮（N₂O）、臭氧（O₃）等。作为一种主要的温室气体，N₂O的增温趋势是CO₂的310倍。研究表明，N₂O贡献了全球约6%的温室效应，并且它还是一种对臭氧层造成破坏的物质。许多学者认为污水生物脱氮处理过程是全球N₂O排放的一个重要人为来源，初步估计该过程每年排放的量约为0.13×10¹²～3×10¹²kg，占全球N₂O总排放量的2.5%～25%。污水生物脱氮过程作为全球N₂O产生的一个重要来源，其产生量不容忽视。 

此前，污水处理厂多采用传统的生物脱氮工艺，其存在曝气时间长，处理效率不高，运行费用高等问题，因此，寻找一种高效低能耗的城市污水处理新工艺显得十分重要；厌氧氨氧化菌种的发现为改进传统的城市污水处理工艺提供了一个新的可能，通过半短程硝化与厌氧氨氧化自养脱氮过程的结合，使污水在处理过程中无需外加碳源，并可以节约60%左右的曝气；目前，厌氧氨氧化污水自养脱氮技术，已经成功应用于高氨氮废水处理，此外对低氨氮污水的自养脱氮处理工艺也有了一部分研究。 

但在半短程硝化过程中，尤其是高氨氮废水的短程硝化过程中，可能会产生较多的N₂O，同时自养脱氮过程也可能会产生少量的N₂O。因此，研究半短程硝化/厌氧氨氧化污水脱氮过程中N₂O的产生机理和释放过程是十分必要，本发明就是为此类研究提供装置和方法。 

发明内容

本发明的目的为，通过提供一种半短程硝化/厌氧氨氧化污水脱氮过程中N₂O产生的收集装置和方法，有效的解决气体收集过程与污水自养脱氮过程同时进行的问题，为研究半短程硝化/厌氧氨氧化污水脱氮过程中N₂O产生的机理和过程提供装置和方法。 

本发明是通过以下技术手段实现的： 

半短程硝化/厌氧氨氧化污水脱氮过程中N₂O产生的收集装置，该装置包括顺序串联的原水水箱1、去除有机物SBR反应器2，第一调节水箱3、半短程硝化SBR反应器4，第二调节水箱5、自养脱氮UASB反应器、在线检测系统8和气体收集装置。其中，所述原水水箱通过进水泵与除有机物SBR反应器相连；去除有机物SBR反应器出水排入第一调节水箱；第一调节水箱通过进水泵与半短程硝化SBR反应器相连；半短程硝化SBR反应器出水排入第二调节水箱；第一调节水箱与第二调节水箱通过底部超越管6相连，并配有蠕动泵调节流量；最终第二调节水箱中的污水进入自养脱氮UASB反应器。气体收集装置由反应器密封盖、收集管路组成；收集管路由干燥管、气体收集袋组成. 

进一步地，所述去除有机物SBR反应器内有搅拌装置、曝气装置、出水管和出水阀门。 

进一步地，所述半短程硝化SBR反应器内有搅拌装置、曝气装置、出水管、出水阀门和气体收集装置 

进一步地，所述原水水箱、第一调节水箱和第二调节水箱均为封闭箱体，设有溢流管和放空管。 

进一步地，所述自养脱氮UASB反应器内有三相分离器、排气管、溢流堰、辅助气体气瓶、分压表、气体流量计和出水管。 

SBR反应器的密封盖由加药口、气体收集袋接入口、法兰盘、密封垫、螺丝、压力计量调节系统接入口、水封内套筒、水封外套筒和内套筒套封柱组成。加药口采用可更换的胶套密封。 

UASB反应器密封盖由气体收集袋接入口、法兰盘、密封垫、螺丝、加药口组成。 

利用上述装置，进行半短程硝化/厌氧氨氧化污水脱氮过程中产生N₂O的收集方法，其特征在于，主要包括以下步骤：