[发明专利]综合PHAs合成和脱氮除磷的污水生物反应装置及工艺

说明书

本发明公开了一种综合PHAs合成和脱氮除磷的污水生物反应装置及其工艺，市政污水流经初级沉淀池后流入调节池，在调节池中进行调解后泵入好氧‑厌氧序批式活性污泥法反应器，有机生活垃圾和初级沉淀池得到的初沉污泥在厌氧发酵罐中进行厌氧发酵，为好氧‑厌氧序批式活性污泥法反应器中PHAs的合成和脱氮除磷提供VFA和碳源，间歇式反应器后进行连续曝气和搅动，富集后的活性污泥进行提取纯化。本发明使用由厌氧发酵罐内初沉污泥和有机生活垃圾的发酵液为活性污泥合成PHAs提供VFAs、碳源供活性污泥生长和脱氮除磷，该方法在SBR中选择并增殖具有PHAs贮存能力的微生物种群，采用亚消化/反亚消化作用脱氮，又能极大地降低外加碳源的成本，实现了污水高效脱氮除磷的同时活性污泥和有机生活垃圾的资源化。

技术领域

本发明涉及生物合成降解领域，具体涉及一种PHAs合成及污水脱氮除磷的处理装置及方法。

背景技术

聚羟基烷酸酯(PHAs)是许多微生物在营养不均衡条件下，细胞内合成的一类高分子生物胞内聚酯，主要作为碳源和能源的贮藏性物质而存在以应对“食物”匮乏时期，在自然条件下可被完全降解成CO₂和水。PHAs作为一种微生物合成塑料，不仅具有传统化学合成塑料的特性和生物可降解性外，还具有生物相容性、光学活性、压电性、气体相隔性等许多合成材料所不具备的优秀性能。在废弃塑料对生态环境的危害日益凸显的今天，PHAs作为环境友好型材料而被人们广泛关注。

由于通过纯培养获得PHAs成本很高，利用活性污泥合成PHAs逐渐被关注。好氧的富营养和贫营养交替过程是活性污泥微生物合成PHAs最适宜的方案，有机废物发酵转化为挥发性脂肪酸(VFAs)和乳酸混合物，富营养阶段VFAs和P被PHAs合成菌很快摄取用于在细胞内合成并积累PHAs以应对贫营养阶段。利用活性污泥合成PHAs既能解决活性污泥资源化，又能降低PHAs合成成本。然而，现阶段利用活性污泥合成PHAs没有很好的与污水营养物质去除过程匹配，导致PHAs产率和污水处理能力不能兼得。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种利用活性污泥合成PHAs的同时对污水进行处理的综合PHAs合成和脱氮除磷的污水生物反应装置及工艺。

技术方案：本发明提供了一种综合PHAs合成和脱氮除磷的污水生物反应装置，包括初级沉淀池、进水口连接初级沉淀池出水口的调节池、进水口连接调节池出水口的好氧-厌氧序批式活性污泥法反应器，所述初级沉淀池的沉淀出口连接厌氧发酵罐的污泥进口，所述厌氧发酵罐的发酵液流出口分别连接好氧-厌氧序批式活性污泥法反应器的污泥厌氧发酵液流入口和间歇式反应器的污泥厌氧发酵液流入口，所述间歇反应器设有排泥口。

进一步，所述好氧-厌氧序批式活性污泥法反应器和间歇式反应器的底部安装有曝气设备，为好氧反应阶段提供适宜的含氧浓度。

更进一步，所述好氧-厌氧序批式活性污泥法反应器和间歇式反应器的内部设有DO、pH、ORP监测设备，用以监测反应是否正常进行，保证污水的理化性质维持在正常范围内，防止微生物的活性受到影响，从而影响出水水质，可根据反应器内DO值自动调节曝气风机开关，以满足反应器所需DO。

为了首先去除污水中较大的悬浮或漂浮物，所述初级沉淀池之前连接有格栅。

进一步，所述间歇式反应器的出水口连接至所述好氧-厌氧序批式活性污泥法反应器的进水口，间歇式反应器的污水排出后直接进入好氧-厌氧序批式活性污泥法反应器进行循环。

一种综合PHAs合成和脱氮除磷的污水生物反应处理工艺，包括以下步骤：

(1)市政污水流经初级沉淀池后流入调节池，在调节池中对pH和水量进行调解后泵入好氧-厌氧序批式活性污泥法反应器，以满足好氧-厌氧序批式活性污泥法反应器中活性污泥的活性和正常反应水量；