[发明专利]好氧有机物迁移用于内源反硝化耦合厌氧氨氧化两段式深度脱氮装置与方法

说明书

技术领域

好氧有机物迁移用于内源反硝化耦合厌氧氨氧化两段式深度脱氮装置与方法，属于污水生物处理领域。该发明是一种高效迁移污水外源有机物，强化内源积累，并用于内源反硝化深度脱氮的装置和技术方法。

背景技术

近年来，随着污水处理排放标准的不断升级，对污水中总氮的排放要求越来越高。如何深度低能耗地脱氮是污水处理技术革新的目标。由于市政污水中碳源相对不足(C/N低)导致反硝化不充分，污水处理厂普遍采用投加外源碳源提高反硝化能力的实践。一方面，污水处理厂原水中的碳源在好氧条件下被氧化浪费，产生CO₂温室气体；另一方面，在反硝化阶段投加碳源增加了污水厂处理成本。为此，避免原水中的有机物在好氧环境下被氧化，迁移有机物到缺氧段作为反硝化碳源是利用原水碳源节约处理费用的有效途径。专利申请号CN201610816170.6提出强化内源反硝化污水深度脱氮除磷的装置与方法。该方法的原理是厌氧条件下聚磷菌、聚糖菌充分利用原水中的有机物储存内。在缺氧条件下，硝酸盐被聚磷菌、聚糖菌利用实现内源反硝化。这种技术是将厌氧有机物迁移到缺氧环境进行反硝化的技术手段，不适用于好氧条件至缺氧条件的碳迁移。而且，由于聚磷菌储存胞内物质的含量低，所以厌氧储存的碳源量非常有限，往往无法满足缺氧条件下高浓度硝酸盐反硝化的需求。同样地，专利申请号CN 201610908919.X的技术原理也是利用除磷菌的厌氧储存功能实现厌氧有机物内源储存，迁移到缺氧环境进行内源反硝化的技术手段。可见，目前基于原水有机物迁移用于反硝化技术都只在厌氧至缺氧中实现。而且实现的功能微生物都是聚磷菌和聚糖菌。但是，污水处理厂好氧阶段消耗和浪费了90％以上的有机物。因此，如何实现好氧有机物的储存和迁移用于后续反硝化是利用有机物节约脱氮成本的关键。厌氧氨氧化技术突破了传统消化反硝化基本理论，实现了污泥自养脱氮过程。但是，其本身仍存在缺点，尤其是污水中不可避免的外源性有机物促进了异养菌的生长，出现异养菌反硝化过程抑制了厌氧氨氧化菌的生长的现象。因此，实现厌氧氨氧化的前提是将废水中的有机物去除，有效地避免有机物对厌氧氨氧化菌群的抑制。基于这些问题，本发明提出一种好氧至缺氧迁移有机物的方法，同时结合公知的厌氧氨氧化技术建立两段式深度脱氮的技术手段。该技术方法实现零碳源投加，自养菌脱氮和异养菌内源深度反硝化的结合。该技术具有产泥量少，曝气量低，能耗小，处理成本低等优点。

发明内容

本发明的目的是实现污水中有机物好氧到缺氧的转移，减少因有机物的存在对厌氧氨氧化菌的抑制。同时实现以微生物内源多聚物的形式在好氧条件下迁移有机物，并耦合内源多聚物深度脱氮和厌氧氨氧化工艺深度脱氮，解决传统脱氮工艺面临碳源不足和有机物在好氧条件下氧化消耗的问题。

本发明提出的好氧有机物迁移用于内源反硝化耦合厌氧氨氧化两段式深度脱氮装置，包括：

依次连接的污水原水箱(1.1)通过第一进水泵(1.2)与好氧有机物迁移兼内源反硝化SBR反应器(2.1)连接，出水进入第一储水箱(3.1)；通过第二进水泵(3.2)与一体式厌氧氨氧化反应器(3.3)相连接；一体式厌氧氨氧化反应器(3.3)的出水由第三进水泵(4.2)与好氧有机物迁移兼内源反硝化SBR反应器(2.1)相连接；好氧有机物迁移兼内源反硝化SBR反应器(2.1)设有供气装置(2.2)，气体流量计(2.3)，曝气盘(2.4)和搅拌器(2.5)；并进一步配备有在线DO、pH检测装置(2.6)和温控装置(2.7)；一体式厌氧氨氧化反应器(3.3)配备温控装置(3.4)。

处理流程包括依次连接的污水原水箱(1.1)通过第一进水泵(1.2)进入内源积累兼内源反硝化反应器(2.1)，在搅拌器(2.5)定速搅拌和PH、DO、ORP监测仪(2.6)和温控仪(2.7)的共同控制下，并通过好氧曝气通过风机(2.2)，气体流量计(2.3)和曝气盘(2.4)控制共同完成内源积累和内源硝化过程。好氧结束后，低有机物、高NH₄⁺-N出水进入第一储水池(3.1)，通过蠕动进水泵(3.2)作用下，将高NH₄⁺-N废水泵入由温控仪(3.4)实现温控的一体式厌氧氨氧化反应器(3.3)完成厌氧氨氧化部分脱氮过程；出水进入第二储水池(4.1)，最终通过蠕动进水泵(4.2)泵入内源反硝化反应器(2.1)最终完成污水中有机物的去除和内源反硝化深度脱氮过程。

本发明的装置原理：