[发明专利]一体化半亚硝化厌氧氨氧化装置及其工作方法

说明书

技术领域

本发明属于水处理领域，具体涉及一种一体化半亚硝化厌氧氨氧化装置及其工作方法。

背景技术

传统生物脱氮法是以硝化、反硝化为基础的污水脱氮方法。除了传统三级脱碳一硝化一反硝化工艺外,近年来人们开发了多种改进型硝化一反硝化脱氮工艺，包括缺氧/好氧(A/O)工艺、厌氧一缺氧一好氧(A2/O)工艺、Bardenpho工艺(多级A/O工艺)、UCT工艺和VIP工艺等。这些工艺已被广泛应用于废水处理,并取得了较好的废水脱氮效果。然而随着废水排放标准的提高,这些工艺也暴露了自身的不足。例如,单级系统处理效能较低；多级系统基建费用较高;在处理低碳高氮废水时,则需要外加碳源,增加了水厂的运行费用。

厌氧氨氧化工艺是由荷兰Delft大学所提出，是指在厌氧条件下，由特定的微生物以NH₄⁺-N（氨态氮）和NO₂^--N（亚硝态氮）分别作为电子供体与电子受体进行的反应。与以硝化、反硝化为基础的传统脱氮工艺相比，该工艺具有多方面的优势：(1)无需投加有机物作为碳源，既节省了费用，又避免了二次污染；(2)耗氧量大为降低，能耗运行费用降低；(3)由于厌氧氨氧化反应仅用一步便可将氨氧化成氮气，故工艺本身的产酸量得到了大大下降，从而节省了中和试剂的使用。

但是，作为自养菌，厌氧氨氧化菌倍增时间长，生长条件较为苛刻，对光和溶解氧极为敏感，在实际应用中受到较多限制。另外，由于在自然条件下较难积累亚硝态氮，使得厌氧氨氧化得不到的稳定电子受体，因此，在处理工艺中，一般会在厌氧氨氧化反应器前前置一个亚硝化反应器为之提供亚硝态氮，国内外也提出了很多相关的单级或多级工艺。但是，它们在应用中都存在一定的缺陷。单级工艺需要氨氧化菌与厌氧氨氧化菌在一个反应器里进行协同反应，由于两种菌的最佳生长条件略有差别，使得条件控制较为不易，如过高的溶解氧会抑制厌氧氨氧化反应，过低也无法保证氨氮向亚硝态氮进行转化；亚硝态氮浓度过低会导致基质不足，厌氧氨氧化菌的生长受到限制，过高又会抑制厌氧氨氧化菌的活性。相比之下，二级反应的条件参数可控性虽然增强，但是由于影响各级反应的因素较多，往往使得两个反应的联合性受到影响。

针对这些问题，如何既能分别保证两种菌体的驯化培养又能使得两者能够实现稳定的联合反应显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足并扩展厌氧氨氧化技术的应用范围，提出一种一体化半亚硝

化厌氧氨氧化同时去除污水中碳氮磷的装置和方法，为达到上述目的，本发明采取了如下技术方案：

一体化半亚硝化厌氧氨氧化装置，包括HABR（复合式厌氧折流板）反应器、水浴格室、进水水箱、水浴水箱、空气压缩机、气体流量计、氮气袋、碳分子筛、第一蠕动泵、第二蠕动泵；所述HABR（复合式厌氧折流板）反应器包括第一格室、第二格室和第三格室，所述第一格室、第二格室、第三格室从左至右依次并列排布，所述水浴格室位于HABR（复合式厌氧折流板）反应器的外部；第一格室、第二格室、第三格室顶部分别设有第一取样口，第二取样口，第三取样口；所述第一格室内设置有第一曝气头、pH探头和DO探头，第一格室外设置有pH在线检测仪和DO在线检测仪，第一曝气头位于第一格室底部；所述第二格室内设置有第二曝气头和三相分离器，第二曝气头位于第二格室底部，三相分离器位于第二格室上部；所述水浴水箱内设置有潜水泵和加热棒；所述进水水箱通过第一蠕动泵与第一格室进水口阀门相连；所述第二格室通过回流出水阀连接第二蠕动泵，第二蠕动泵再与第一格室的回流进水阀相连接；所述pH在线检测仪与pH探头相连，所述DO在线检测仪与DO探头相连；所述第一曝气头通过气体流量计连接至空气压缩机；所述第二曝气头与氮气袋的氮气出口阀相连，所述三相分离器通过集气管连接至碳分子筛，碳分子筛通过集气管再连接至氮气袋的氮气入口阀；所述加热棒插入水浴水箱中，潜水泵位于水浴水箱底部并通过水管与水浴格室进水阀门连接，水浴格室出水阀门接通水管回流入水浴水箱中。