[发明专利]短程反硝化-厌氧氨氧化脱氮耦合生物除磷的装置与方法

说明书

短程反硝化‑厌氧氨氧化脱氮耦合生物除磷的装置与方法属于污水处理领域。该装置由厌氧区、缺氧区Ⅰ、好氧区Ⅰ、缺氧区Ⅱ、缺氧区Ⅲ、好氧区Ⅱ、沉淀池组成。进水流量由PLC系统控制，60％的原水进入厌氧区完成厌氧释磷；随后混合液在缺氧区Ⅰ完成反硝化，在好氧区Ⅰ完成吸磷和硝化反应；混合液和40％原水同时进入缺氧区Ⅱ，完成短程反硝化反应；随后混合液进入IFAS方式运行的缺氧区Ⅲ，完成厌氧氨氧化反应，缺氧区Ⅲ的混合液在好氧区进一步完成吸磷、硝化反应。最后混合液进入沉淀池进行泥水分离，上清液直接排出系统外，浓缩污泥经回流泵回流至缺氧区Ⅰ，再经混合液回流泵从缺氧区Ⅰ回流至厌氧区。系统的剩余污泥定期排出系统外，实现同步脱氮除磷。

技术领域

本发明涉及一种短程反硝化-厌氧氨氧化脱氮耦合生物除磷的连续流装置，属于城市污水处理与资源化领域。

背景技术

氮，磷是引起湖泊海洋富营养化的主要因素，水体中TN0.1mg/L、TP0.02mg/L都会导致水体富营养化。因此，我国目前污水处理中开始重视氮，磷的去除，城市生活生活污水中氨氮浓度在50-70mg/L，磷浓度在6-7mg/L。由于硝化细菌和好氧聚磷菌污泥龄不同，污水中可生物降解的有机碳源有限等原因，氮、磷的去除不能够兼顾。污水处理厂通常采用生物脱氮、化学除磷的方式运行，这不仅造成污水处理成本的增加，而且投加的化学药剂会对活性污泥产生影响，增加出水中金属含量和后续消毒副产物。

传统脱氮主要是硝化反硝化的工艺。氨氮随污水进入曝气池，在曝气池被微生物氧化为亚硝酸盐，亚硝酸盐继续被氧化成硝酸盐，随后在缺氧条件下，微生物利用原水碳源将硝酸盐还原为氮气。但生活污水碳源不足，硝化反硝化运行方式既难以达标，又浪费资源。为了解决以上问题，自养生物脱氮技术越来越受到关注。厌氧氨氧化现象的发现，为自养脱氮工艺的开发和应用提供了新的方向。随着厌氧氨氧化研究的不断深入，厌氧氨氧化生物脱氮工艺在实际中逐渐得到应用。

目前厌氧氨氧化工艺主要以短程硝化-厌氧氨氧化、短程反硝化-厌氧氨氧化等方式运行。短程硝化-厌氧氨氧化虽可节省62.5％的曝气量，但短程硝化在低氨氮的生活污水中，难以维持长期稳定运行。短程反硝化相对反硝化可节省59.7％的碳源，节省资源；而且相对于短程硝化更容易实现长期的稳定运行。因此短程反硝化与厌氧氨氧化的耦合工艺具有显著的应用价值。

城市污水中磷酸盐的高效去除也是污水处理的重点和难点之一。传统的生物除磷利用聚磷菌在厌氧条件下释磷，好氧条件下过量吸磷的方式，富集水体中的磷贮存在生物体内，最后通过剩余污泥实现磷酸盐的有效去除。生活污水的脱氮和除磷过程，在碳源利用、工艺运行和污泥龄等方面上都存在矛盾。首先，反硝化过程和聚磷菌厌氧释磷过程都需要原水碳源的参与，原水碳源缺乏会导致难以实现同步脱氮除磷。其次，污泥回流中携带的硝酸盐也会影响破坏释磷所需要厌氧环境，降低除磷效果。最后，硝化菌属于自养菌，其生长需要的污泥龄较长，为强化除磷效果需要维持较短的污泥龄，保证剩余污泥及时排放，两者存在矛盾。

发明内容

20世纪90年代，由于反硝化除磷现象的发现，碳，氮，磷能够在同一反应器中去除，这降低了工艺的复杂性。反硝化除磷菌能够在厌氧条件下储存PHA，同时释磷，缺氧条件下利用硝酸盐还原为氮气和消耗体内PHA产生的能量，过量吸收水中的磷元素。反硝化除磷实现了一碳两用，节省资源。

将新型厌氧氨氧化工艺与反硝化除磷的耦合，可强化城市污水同步脱氮除磷，提高系统的出水效果。本发明涉及一种短程反硝化-厌氧氨氧化脱氮耦合生物除磷的连续流装置与方法，其方法特征及实现步骤如下：

短程反硝化-厌氧氨氧化脱氮耦合生物除磷的装置，其特征在于：

按照从进水端到出水端的顺序，依次设置进水箱(1)、推流式反应器(2)和沉淀池(3)，另配有PLC系统(25)，推流式反应器(2)分6格，从进水端至出水端依次为厌氧区(4)、缺氧区Ⅰ(5)、好氧区Ⅰ(6)、缺氧区Ⅱ(7)、缺氧区Ⅲ(8)、好氧区Ⅱ(9)；