[发明专利]基于短程反硝化的低碳源城市污水分段进水多级A/O工艺的自养脱氮装置的应用方法

说明书

本发明涉及一种基于短程反硝化的低碳源城市污水分段进水多级A/O工艺的自养脱氮装置的应用方法。该装置主体由城市污水原水箱和分段进水多级A/O装置两部分组成，其中分段进水多级A/O装置由开孔隔板分为七个区域，三段缺氧反应区、三段接触氧化反应区和沉淀区；三段缺氧反应区内均接种具有良好反硝化氨氧化活性的海绵填料，发生短程反硝化反应和厌氧氨氧化反应进行脱氮；三段接触氧化反应区均接种硝化性能良好且挂膜成熟的聚丙烯空心环填料，发生硝化反应，为短程反硝化提供底物。本发明适用于低碳源城市污水的处理，且具有高效节能、占地面积少，便于水厂升级改造的优点。它属于污水生物处理技术领域。

技术领域

本发明涉及基于短程反硝化的低碳源城市污水分段进水多级A/O工艺的自养脱氮装置及应用方法。

背景技术

传统生物脱氮技术是通过硝化作用，将氨氮(NH₄⁺)转化为硝酸盐氮(NO₃^-)，而后通过反硝化作用将硝酸盐氮(NO₃^-)转化为氮气(N₂)，从而达到将氮从水中去除的目的。此技术在硝化过程中1 mol NH₄⁺氧化为1 mol NO₃^-需要消耗1.9 mol的氧气(O₂)，合成3.4 g生物体；后续反硝化过程中将1 mol NO₃^-还原为0.5 mol N₂需要消耗57 g COD，生成17 g的生物体，因此要求原污水C/N(COD/TN)为4.07。而大多数实际城市污水或工业废水的C/N都低于4.07，为了达到高效脱氮的目的就需要投加外碳源（如甲醇等），从而提高了脱氮的运行费用。

厌氧氨氧化菌(Anaerobic ammonium oxidation, Anammox)的发现，使低能耗、可持续污水处理技术成为可能。厌氧氨氧化自养脱氮工艺需要将部分的NH₄⁺氧化为NO₂^-，而后得到的NO₂^-再氧化剩余部分的NH₄⁺，最终达到脱氮的目的。此过程中1 mol NH₄⁺只需消耗0.8mol的O₂；仅以CO₂作为碳源，无需有机物的消耗；由于是全程自养脱氮，所以污泥产生量低，1mol NH₄⁺的去除仅生成3 g生物体。通过以上的分析，可以看出与传统生物脱氮工艺相比，厌氧氨氧化自养脱氮技术可节省100%的有机碳源消耗，可节约60%的曝气量，可减少90%的污泥产量，从而大大降低了污水处理工艺的直接能耗和运行费用。