[发明专利]SBR部分反硝化除磷/厌氧氨氧化同步脱氮除磷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及的SBR部分反硝化除磷/厌氧氨氧化同步脱氮除磷的试验装置与方法，属于污水生物处理技术领域，是一种强化低C/N的城市生活污水同步脱氮除磷的试验装置和方法。

背景技术

污水中可利用COD的量是影响脱氮除磷工艺中厌氧释磷和反硝化脱氮的关键因素。但是传统城市污水厂的处理工艺往往不可避免地将有机物在曝气池中进行了降解，即使是前置反硝化工艺，也没有充分利用到有机物的价值。因此，进水中可利用有机碳源的不足，将导致许多污水处理厂(WWTPs)不能够有效去除富营养化物质氮和磷。处理低碳氮比污废水时，需要寻求能够有效利用有限碳源的新技术。

厌氧氨氧化是指在厌氧或缺氧条件下，厌氧氨氧化菌以亚硝酸盐氮为电子受体，直接与氨氮发生反应转化为氮气的生物过程，其反应方程式如式(1)所示。以厌氧氨氧化为核心的全程自养脱氮技术与传统硝化-反硝化脱氮技术相比具有明显的优势：厌氧氨氧化菌是化能自养菌，以无机碳作为碳源，因此可节省100％的外加碳源，可大大减少污水处理工程的运行费用；硝化过程中只需将约50％的氨氮氧化至亚硝酸盐氮，需氧量和供氧能耗大幅下降；脱氮效率和去除负荷较高，且污泥产量少；减少温室气体氧化亚氮的排放。

NH₄⁺+1.32NO₂^-+0.066HCO₃^-+0.13H⁺→

0.066CH₂O_0.5N_0.15+1.02N₂+0.26NO₃^--N+2.03H₂O     (1)

从生物脱氮途径【硝化过程：NH₄⁺→NO₂^-→NO₃^-；反硝化过程：NO₃^-→NO₂^-→NO→N₂O→N₂】上分析，我们发现：通过控制适宜的运行条件，不仅在硝化过程中能实现NO₂^-积累，而且在反硝化过程中也能实现NO₂^-积累。已有研究表明：相对于短程硝化而言，部分反硝化(NO₃^-还原过程控制在NO₂^-阶段)不受DO的影响，更容易稳定的实现较高的NO₂^-积累，并且反应过程控制简单。

SBR部分反硝化除磷/厌氧氨氧化同步脱氮除磷工艺处理城市生活污水，是一种新的脱氮除磷思路，在将其用于碳、氮、磷比例失调且碳源偏低城市污水的处理中，缩短了脱氮除磷流程，工艺流程简单，显著提高了脱氮除磷效果，大大降低了出水氮、磷浓度，实现了高效、低能耗的脱氮除磷。

发明内容

本发明专利针对传统脱氮除磷工艺同步脱氮除磷效果不佳，现有污水处理厂污水处理成本高，污水处理稳定性差，出水TN浓度不达标等问题，提出了SBR部分反硝化除磷/厌氧氨氧化同步脱氮除磷的试验装置与方法。该工艺实行生物相分离，将反硝化菌/除磷菌等异养菌和自养型厌氧氨氧化菌分开，使各自在最佳的环境中生长，并充分发挥了部分反硝化、反硝化除磷和厌氧氨氧化技术各自的优势，不仅节约了运行成本，而且达到了同步深度脱氮除磷。生活污水首先进入A²/O-SBR部分反硝化除磷反应器，强化了原水中碳源的利用和生物除磷效果。DPAOs和部分反硝化菌充分利用原水中的有机物进行厌氧释磷和PHA的贮存，而后以厌氧氨氧化反应器出水回流的硝态氮为电子受体，以厌氧段储存的PHA为电子供体，进行部分反硝化和缺氧吸磷，将硝态氮还原为亚硝态氮，实现亚硝态积累，同时为了保证除磷效果和使厌氧氨氧化氨氮和亚硝的浓度比为1:1.32，进行后曝气，完成剩余磷的吸收和部分氨氧化。富含氨氮和亚硝态氮的出水进入厌氧氨氧化反应器进行自养脱氮，实现深度脱氮。