[发明专利]一种城市生活污水的深度脱氮装置和方法

说明书

本发明实施例提供了一种城市生活污水的深度脱氮装置和方法，其中城市生活污水的深度脱氮装置，包括：通过管道依次连接的原水箱、短程硝化反硝化反应器、沉淀反应器、中间水箱、离子交换反应器和出水箱；所述短程硝化反硝化反应器内设置有曝气头、一号搅拌器、pH探头和DO探头；所述沉淀反应器内设置有斜管或聚氨酯海绵多孔填料；所述离子交换反应器装填有磁性阴离子交换树脂，其内设置有二号搅拌器；所述装置还包括可编程过程控制器。本发明提供的装置，通过短程硝化反硝化反应与离子交换反应相结合，无需外加碳源，降低曝气除碳的能耗，实现对城市生活污水的深度脱氮处理。

技术领域

本发明涉及城市生活污水处理技术领域，特别是涉及一种城市生活污水的深度脱氮装置和方法。

背景技术

我国2002年颁布的《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级A标准要求出水氨氮浓度小于5mg/L，总氮(TN)浓度小于15mg/L。2015年11月份环保部下达了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的修订任务，其征求意见稿的新标准规定在环境承载能力较弱，易产生较严重的环境污染问题地区，应该严格控制其污染物排放，这些地区的城市污水处理厂执行特别排放限值。特别排放限值规定水体富营养化问题严重地区要求氨氮、TN排放限值分别为1.5mg/L、10mg/L，非水体富营养化问题严重地区氨氮排放限值为3mg/L。

传统硝化反硝化脱氮是先在好氧环境下，利用污水中的碳源(有机污染物)使氨氮在氨氧化菌的作用下转化为亚硝态氮，再在亚硝态氮氧化菌的作用下转化为硝态氮。接着，在缺氧环境下，反硝化菌利用碳源将硝态氮转化为氮气，其中，好氧环境是通过曝气的方式实现。

因此，采用传统硝化反硝化对城市生活污水进行脱氮时，其硝化过程既需要曝气能耗又损失了污水中原有的碳源，而我国城市生活污水属于典型低碳氮比(化学需氧量质量浓度/总氮质量浓度，C/N)污水，C/N一般小于5，有时甚至小于3。对于低C/N城市生活污水，由于碳源不足，通常在反硝化过程还需要外加碳源才能实现其深度脱氮，满足排放标准。这样不仅造成了污水中原有碳源的浪费，外加碳源还导致了反硝化过程剩余污泥产量增大，从而造成污水处理厂对污泥处理的成本和难度增加。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种城市生活污水的深度脱氮装置和方法，以实现在对城市生活污水进行深度脱氮的同时，降低曝气除碳的能耗，不增加剩余污泥产量。具体技术方案如下：

首先，本发明提供一种城市生活污水的深度脱氮装置，包括通过管道依次连接的原水箱、短程硝化反硝化反应器、沉淀反应器、中间水箱、离子交换反应器和出水箱；所述短程硝化反硝化反应器内设置有曝气头、一号搅拌器、pH探头和DO探头；所述曝气头通过管道与空气压缩机连接；所述pH探头和DO探头均与pH/DO测定仪的主机电连接；所述沉淀反应器内设置有斜管或聚氨酯海绵多孔填料；所述沉淀反应器底部设置有排泥阀；所述沉淀反应器顶部设置有溢流槽；所述离子交换反应器装填有磁性阴离子交换树脂，其内设置有二号搅拌器；所述装置还包括可编程过程控制器，所述可编程过程控制器分别与所述空气压缩机、一号搅拌器、二号搅拌器、pH/DO测定仪的主机和排泥阀通信连接。

在本发明的一些实施方式中，所述装置还包括一号出水阀和二号出水阀；所述一号出水阀安装于所述短程硝化反硝化反应器的出水口处；所述二号出水阀安装于所述离子交换反应器的出水口处；所述可编程过程控制器分别与所述一号出水阀和所述二号出水阀通信连接。

在本发明的一些实施方式中，在原水箱和短程硝化反硝化反应器之间的管道上设置有原水进水泵；在中间水箱和离子交换反应器之间的管道上设置有中间水箱出水泵；所述可编程过程控制器分别与所述原水进水泵和所述中间水箱出水泵通信连接。

在本发明的一些实施方式中，所述曝气头与空气压缩机的连接管道上设置有气体流量计；所述气体流量计与所述可编程过程控制器通信连接。