[发明专利]一种节能高效的城市污水自养脱氮生物处理方法及装置

权利要求书

1.一种节能高效的城市污水自养脱氮生物处理装置,其特征在于，由城市污水原水水箱（1）、生物除碳反应器（2）、中间水箱（3）和一体化自养脱氮反应器（4）串联而成；

城市污水原水水箱（1）设有原水水箱溢流管（1.1）和原水水箱放空阀（1.2）；城市污水原水水箱（1）通过生物除碳反应器进水泵（1.3）与生物除碳反应器（2）相连；生物除碳反应器（2）设有生物除碳反应器空压机（2.1）、生物除碳反应器气体转子流量计（2.2）、生物除碳反应器黏砂块曝气头（2.3）、搅拌器（2.4）、生物除碳反应器pH和DO测定仪（2.5）、生物除碳反应器放空阀（2.6）和生物除碳反应器出水阀（2.7）；生物除碳反应器出水阀（2.7）通过出水管与中间水箱（3）相连；中间水箱（3）设有中间水箱溢流管（3.1）、中间水箱放空阀（3.2）；中间水箱（3）通过一体化反应器进水泵（3.3）与一体化自养脱氮反应器（4）进水阀相连；一体化自养脱氮反应器（4）设有一体化自养脱氮反应器空压机（4.1）、一体化自养脱氮反应器气体转子流量计（4.2）、一体化自养脱氮反应器黏砂块曝气头（4.3）、一体化自养脱氮反应器放空阀（4.4）、海绵填料（4.5）、一体化自养脱氮反应器pH和DO测定仪（4.6）及一体化自养脱氮反应器出水阀（4.7）；其中，海绵填料（4.5）为边长为1.5cm的立方体物质，并固定在一体化自养脱氮反应器（4）中，其填充比为5%-10%。

2.利用权利要求1的装置进行节能高效的城市污水自养脱氮生物处理方法，其特征在于，具体启动与调控的步骤包括如下：

1）系统启动阶段：

生物除碳反应器（2）接种城市污水厂二沉池回流污泥，使得污泥浓度在2000-4000mg/L；一体化自养脱氮反应器（4）接种处理生活污水SBR反应器中稳定运行的短程硝化污泥，使得污泥浓度在2000-4000mg/L，并从稳定运行的高氨氮废水厌氧氨氧化反应器中内取适量的生物膜填料进行接种，生物膜填料填充比为5%-10%；

2）正常运行阶段：

①生物除碳反应器（2）运行方式为：生物除碳反应器（2）进水前厌氧搅拌10min，以恢复活性污泥的吸附能力，然后边搅拌边进水10min，再进行好氧曝气20-40min，在此过程中，主要通过活性污泥的吸附作用去除有机物；反应结束后沉淀30-40min，排水进入中间水箱，生物除碳反应器（2）溶解氧浓度控制在0.5-2mg/L，污泥龄控制在1-3天；

②一体化自养脱氮反应器（4）运行方式为：中间水箱（3）的水进入一体化自养脱氮反应器（4），通过一体化自养脱氮反应器气体转子流量计调整曝气量，使一体化自养脱氮反应器溶解氧浓度控制在0.2-0.5mg/L，通过曝气保证反应器中污泥处于充分悬浮状态，控制曝气时间使总氮低于15mg/L，之后开始沉淀，一体化自养脱氮反应器出水通过一体化自养脱氮反应器排出；一体化自养脱氮反应器水力停留时间为5-10h。

3.按照权利要求2的方法，其特征在于，一体化自养脱氮反应器接种的硝化污泥优选处理生活污水的中试规模SBR反应器中稳定运行的短程硝化污泥。

4.按照权利要求2的方法，其特征在于，一体化自养脱氮反应器水力停留时间为6.7h。

5.按照权利要求2的方法，其特征在于，一体化自养脱氮反应器运行稳定后，根据出水中氨氮浓度及时调整曝气时间，反应器出水氨氮浓度高于5mg/L,则适当增长系统曝气时间；同理，当反应器出水氨氮浓度低于5mg/L时，则应适当减少曝气时间，以避免反应过程中会出现过曝气现象。