[发明专利]单级SBR实现反硝化除磷耦合短程内源反硝化处理低碳城市污水的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及，尤其涉及单级SBR实现反硝化除磷耦合短程内源反硝化处理低碳城市污水的装置和方法。

背景技术

污水的脱氮除磷一直是污水研究领域的热点，现有污水处理工艺的研究也正在朝着高效、低能耗的方向发展。短程硝化实现了高效的氨氮转化，且内源反硝化过程不需要有机碳源，不需要投加酸碱中和试剂。反硝化除磷技术实现了脱氮和除磷过程的统一，而以往的污水脱氮除磷技术，如A2O，存在着除磷效果不佳或脱氮不充分的问题。

传统的生物脱氮技术一般采用硝化反硝化工艺，即通过硝化菌在好氧条件下将氨氮氧化成硝态氮，然后再通过反硝化菌在缺氧环境下利用有机物将硝态氮还原成氮气。传统硝化反硝化工艺的局限性在于需要有机物作为反硝化过程中完成硝酸盐还原的电子供体。但是，我国城市污水处理厂的进水碳氮比普遍较低，碳源的缺乏称为脱氮除磷效率无法提高的瓶颈，而外加碳源又会大幅度增加污水处理费用。

因此，急需研发低碳氮比城市污水高效节能同步脱氮除磷的工艺。本发明通过创造对氨氧化菌、反硝化聚磷菌和反硝化聚糖菌有利的微生态环境，实现了几种菌在脱氮除磷过程中的协同作用。通过短程硝化同步内源反硝化，可实现低碳氮比城市污水中氨氮的高效、稳定去除，显著地降低了曝气量和有机碳源；通过反硝化除磷，可更有效地利用污水中的碳源和短程硝化过程产生的亚硝态氮，解决了反硝化和除磷对碳源的竞争矛盾；本发明工艺流程简单，可实现高效的脱氮除磷，是具有前景的废水厌氧、缺氧、好氧处理研究方向，也是一种新的脱氮除磷思路。

发明内容

本发明的目的就是提供一种单级SBR实现反硝化除磷耦合短程内源反硝化处理低碳城市污水的装置和方法，实现低碳氮比城市污水高效节能同步脱氮除磷，解决传统脱氮除磷工艺中存在碳源不足、脱氮和除磷不能同时达到最佳等问题，工艺流程简单，运行费用低。该发明结合了反硝化除磷、短程硝化和内源反硝化所具有的优点，可实现高效、低能耗的低碳氮比城市污水处理。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：单级SBR实现反硝化除磷耦合短程内源反硝化处理低碳城市污水的装置，其特征在于，包括城市污水原水水箱1、反硝化除磷耦合短程内源反硝化SBR反应器2、出水水箱3、在线监测和反馈控制系统4；其中所述城市污水原水水箱1通过第一进水泵2.1与反硝化除磷耦合短程内源反硝化SBR反应器2相连接，反硝化除磷耦合短程内源反硝化SBR反应器2通过电动排水阀2.10与出水水箱3相连接，出水水箱3通过第二进水泵2.2与反硝化除磷耦合短程内源反硝化SBR反应器2相连接；

所述反硝化除磷耦合短程内源反硝化SBR反应器内置有搅拌桨2.4、气泵2.5、气体流量计2.7、曝气头2.8、电动排水阀2.10、采样口2.9、pH传感器2.14、DO传感器2.13、ORP传感器2.15；

所述在线监测和反馈控制系统4包括计算机4.1和可编程过程控制器4.2，可编程过程控制器4.2内置信号转换器DA转换接口4.3、信号转换器AD转换接口4.4、曝气继电器4.5、搅拌继电器4.6、pH、DO、ORP数据信号接口4.7；其中，可编程过程控制器4.2上的信号AD转换接口4.4通过电缆线与计算机4.1相连接，将传感器模拟信号转换成数字信号传递给计算机4.1；计算机4.1通过信号转换器DA4.3转换接口与可编程过程控制器相4.2相连接，计算机4.1的数字指令传递给可编程过程控制器4.2，曝气继电器4.5与电磁阀2.6相连接，搅拌器继电器4.6与搅拌器2.3相连接，pH、DO、ORP数据信号接口4.7通过传感器导线与pH、DO、ORP测定仪2.12相连接；pH传感器2.13、DO传感器2.14、ORP传感器2.15分别与pH、DO、ORP测定仪2.12相连接。

污水在此装置中的处理流程为：城市污水进入反硝化除磷耦合短程内源反硝化SBR反应器2后，先进行厌氧搅拌，DPB进行厌氧释磷，DGAOs吸收污水中的有机物转化为内碳源并储存至细胞内；之后，含有亚硝态氮的部分反硝化除磷耦合短程内源反硝化SBR反应器2上一运行周期的出水由出水水箱3回流至反硝化除磷耦合短程内源反硝化SBR反应器2，并进行缺氧搅拌，DPB在过量吸磷的同时将亚硝态氮还原为氮气；此后，进行低氧曝气搅拌，AOB将氨氮氧化成亚硝态氮，同时DGAOs利用储存的内碳源进行内源反硝化脱氮将亚硝态氮进一步还原为氮气；最后，进行沉淀排水，部分出水回流至反硝化除磷耦合短程内源反硝化SBR反应器2下一周期的缺氧搅拌段，部分出水直接排放。