[发明专利]一种实现连续流城市污水厌氧氨氧化脱氮的装置及其使用方法

权利要求书

1.一种实现连续流城市污水厌氧氨氧化脱氮的装置的使用方法，其特征在于：该装置包括城市污水初沉池(1)、连续流A/O除磷除碳装置(2)、连续流SPN/A自养脱氮装置(3)和旁侧抑制系统(4)；其中,

所述连续流A/O除磷除碳装置(2)包括一段厌氧区(2.1)、连续的三段好氧区(2.2)、第一二沉池(2.8)和第一出水管(2.9)；

所述城市污水初沉池(1)与一段厌氧区(2.1)连接，一段厌氧区(2.1)与所述连续的三段好氧区(2.2)的第一段好氧区连接，所述连续的三段好氧区(2.2)的第三段好氧区与第一二沉池(2.8)连接，第一二沉池(2.8)与第一出水管(2.9)连接；所述第一二沉池(2.8)通过第一污泥回流泵(2.7)连接到一段厌氧区(2.1)；所述一段厌氧区(2.1)内安装第一搅拌器(2.3)；所述连续的三段好氧区(2.2)底部均设置曝气装置；

所述连续流SPN/A自养脱氮装置(3)包括连续的四段一体式厌氧氨氧化反应区(3.1)、第二二沉池(3.7)和第二出水管(3.8)；

所述连续的四段一体式厌氧氨氧化反应区(3.1)的第一段一体式厌氧氨氧化反应区与第一出水管(2.9)连接，所述连续的四段一体式厌氧氨氧化反应区(3.1)的第四段一体式厌氧氨氧化反应区与第二二沉池(3.7)连接，第二二沉池(3.7)与第二出水管(3 .8)连接；所述第二二沉池(3.7)通过第二污泥回流泵(3.6)连接到所述连续的四段一体式厌氧氨氧化反应区(3.1)的第一段一体式厌氧氨氧化反应区；所述连续的四段一体式厌氧氨氧化反应区(3.1)内均放置聚氨酯海绵作为厌氧氨氧化生物膜填料(3.2)，以及底部均设置曝气装置；

所述旁侧抑制系统(4)包括旁侧厌氧抑制池(4.2)、旁侧好氧抑制池(4.9)、盐酸贮存罐(4.7)和液碱贮存罐(4.14)；

所述旁侧厌氧抑制池(4.2)和所述旁侧好氧抑制池(4.9)均通过污泥排放泵(4.1)与第二二沉池(3.7)连接；所述盐酸贮存罐(4.7)通过盐酸加药泵(4.8)与旁侧厌氧抑制池(4.2)连接；所述液碱贮存罐(4.14)通过液碱加药泵(4.15)与旁侧好氧抑制池(4.9)连接；所述旁侧厌氧抑制池(4.2)和所述旁侧好氧抑制池(4.9)均通过第三污泥回流泵(4.16)连接到所述连续的四段一体式厌氧氨氧化反应区(3.1)的第一段一体式厌氧氨氧化反应区；所述旁侧厌氧抑制池(4.2)与氮气发生器(4.6)连接；所述旁侧厌氧抑制池(4.2)内安装第二搅拌器(4.3)，以及顶部设置密封口(4.4)和第一NOB抑制剂投加口(4.5)；所述旁侧好氧抑制池(4.9)顶部设置第二NOB抑制剂投加口(4.10)，以及底部设置曝气装置；

所述的一种实现连续流城市污水厌氧氨氧化脱氮装置的使用方法包括以下步骤：

1)城市污水由城市污水初沉池(1)进入连续流A/O除磷除碳装置(2)，通过控制水力停留时间1.6～2.0h、污泥停留时间3.5～4.0d、污泥回流比80～120％、连续的三段好氧区(2.2)溶解氧浓度0.1～4.3mg/L以及温度21.3～24.8℃，连续流A/O除磷除碳装置(2)不发生硝化反应，第一出水管(2.9)中PO₄^3--P0.40mg/L，COD50.0mg/L；

2)连续流A/O除磷除碳装置(2)出水由第一出水管(2.9)进入连续流SPN/A自养脱氮装置(3)，连续的四段一体式厌氧氨氧化反应区(3.1)中接种厌氧氨氧化生物膜填料(3.2)和短程硝化絮体污泥，填料填充比为25～30％，生物膜浓度为7000～9000mg/L，絮体污泥浓度为2000～2500mg/L；通过控制水力停留时间7.0～8.0h、污泥回流比100～150％、温度21.0～25.0℃、连续的四段一体式厌氧氨氧化反应区(3.1)溶解氧浓度0.1～0.2mg/L、不排泥，装置内进行短程硝化-厌氧氨氧化自养脱氮反应，并根据第二出水管(3.8)中硝酸盐氮生成比例是否高于理论值11％判断是否需要启动使用旁侧抑制系统(4)；

3)当连续流SPN/A自养脱氮装置(3)的第二出水管(3.8)中硝酸盐氮生成比例≤11％时，说明SPN/A系统运行稳定，无需启动使用旁侧抑制系统(4)；

4)当连续流SPN/A自养脱氮装置(3)的第二出水管(3.8)中硝酸盐氮生成比例＞11％时，说明SPN/A系统中NOB过度繁殖，运行失稳，需要启动使用旁侧抑制系统(4)对NOB进行抑制，具体抑制方法包括旁侧厌氧抑制和/或旁侧好氧抑制；

当单独使用旁侧厌氧抑制或旁侧好氧抑制时，将第二二沉池(3.7)中的絮体污泥通过污泥排放泵(4.1)排放到旁侧厌氧抑制池(4.2)或旁侧好氧抑制池(4.9)中的某一池内进行抑制；在旁侧厌氧抑制池(4.2)中进行游离亚硝酸厌氧搅拌抑制：通过第一NOB抑制剂投加口(4.5)向池内投加适量的亚硝酸钠，控制温度为20～35℃，通过氮气发生器(4.6)向池内鼓入一定量的氮气，使池内溶解氧浓度低于0.2mg/L，由盐酸贮存罐(4.7)经盐酸加药泵(4.8)向池内滴加盐酸，控制pH为5.0～7.0，使池内游离亚硝酸浓度为1.24～2.54mg HNO₂-N/L，控制污泥浓度为8000～20000mg/L，以此厌氧搅拌抑制12～24h；在旁侧好氧抑制池(4.9)中进行游离氨或游离羟胺好氧曝气抑制：通过第二NOB抑制剂投加口(4.10)向池内投加适量的铵盐或羟胺盐，控制温度为20～35℃，通过曝气装置控制溶解氧浓度为0.3～0.5mg/L，由液碱贮存罐(4.14)经液碱加药泵(4.15)向池内滴加液碱，控制pH为7.0～9.0，使池内游离氨或游离羟胺浓度为5.50～15.30mg/L，控制污泥浓度为10000～18000mg/L，以此好氧曝气抑制2～10h；絮体污泥在旁侧厌氧抑制池(4.2)或旁侧好氧抑制池(4.9)中被抑制后，通过第三污泥回流泵(4.16)回流到连续流SPN/A自养脱氮装置(3)的第一段一体式厌氧氨氧化反应区(3.1)中，继续进行短程硝化-厌氧氨氧化自养脱氮；

当联合使用旁侧厌氧抑制和旁侧好氧抑制这两种方法时，首先将第二二沉池(3.7)中的絮体污泥通过污泥排放泵(4.1)排放到旁侧厌氧抑制池(4.2)和旁侧好氧抑制池(4.9)的某一池内进行抑制，抑制完毕后再将絮体污泥排放到旁侧厌氧抑制池(4.2)和旁侧好氧抑制池(4.9)的另一个池内进行抑制；其中，在旁侧厌氧抑制池(4.2)中进行游离亚硝酸厌氧搅拌抑制：通过第一NOB抑制剂投加口(4.5)向池内投加适量的亚硝酸钠，控制温度为20～35℃，通过氮气发生器(4.6)向池内鼓入一定量的氮气，使池内溶解氧浓度低于0.2mg/L，由盐酸贮存罐(4.7)经盐酸加药泵(4.8)向池内滴加盐酸，控制pH为5.0～7.0，使池内游离亚硝酸浓度为1.24～2.54mg HNO2-N/L，控制污泥浓度为8000～20000mg/L，以此厌氧搅拌抑制12～24h；在旁侧好氧抑制池(4.9)中进行游离氨或游离羟胺好氧曝气抑制：通过第二NOB抑制剂投加口(4.10)向池内投加适量的铵盐或羟胺盐，控制温度为20～35℃，通过曝气装置控制溶解氧浓度为0.3～0.5mg/L，由液碱贮存罐(4.14)经液碱加药泵(4.15)向池内滴加液碱，控制pH为7.0～9.0，使池内游离氨或游离羟胺浓度为5.50～15.30mg/L，控制污泥浓度为10000～18000mg/L，以此好氧曝气抑制2～10h；抑制完毕后，絮体污泥通过第三污泥回流泵(4.16)回流到连续流SPN/A自养脱氮装置(3)的第一段一体式厌氧氨氧化反应区(3.1)中，继续进行短程硝化-厌氧氨氧化自养脱氮；

5)絮体污泥经旁侧抑制系统(4)处理后，连续流SPN/A自养脱氮装置(3)的第二出水管(3.8)中硝酸盐氮生成比例≤11％，出水水质均达到一级A排放标准，并且稳定维持多达100d以上；

所述连续的四段一体式厌氧氨氧化反应区均为一体式固定生物膜-活性污泥结构，生物膜与活性污泥共存，二者相互依存，在空间分布上互不干扰；

所述连续的三段好氧区的每一段结构及运行参数均相同；所述连续的四段一体式厌氧氨氧化反应区的每一段结构及运行参数均相同；

所述曝气装置均为连续曝气装置；

该装置还包括自动控制系统，所述自动控制系统包括控制器、设置在城市污水初沉池的污水流量传感器、设置在连续的三段好氧区内第一溶解氧浓度传感器和第一温度传感器、设置在第一出水管中的COD浓度传感器、设置在连续的四段一体式厌氧氨氧化反应区内的第二温度传感器、设置在旁侧厌氧抑制池内的第三温度传感器和第一在线pH值检测仪、设置在旁侧好氧抑制池内的第四温度传感器和第二在线pH值检测仪；所述污水流量传感器、第一溶解氧浓度传感器和第一温度传感器、COD浓度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第一在线pH值检测仪、第四温度传感器和第二在线pH值检测仪均与所述控制器数据信号连接，并将实时检测的相应值发送至控制器；所述控制器接收上述实时检测的相应值，并与预设的相应阈值进行比较，并将比较的结果存储于存储器中，当实时检测的相应值高于预设的相应阈值时，控制器控制声光报警系统发出声光报警信号；所述自动控制系统还包括与控制器通过无线网络通信连接的云服务器，所述控制器将实时检测的相应值及比较的结果通过无线网络上传至云服务器；所述云服务器通过无线网络与远程监控中心和/或智能移动终端通信连接；

步骤4)中所述的铵盐包括氯化铵、碳酸氢铵或硫酸铵；所述的羟胺盐包括盐酸羟胺或硫酸羟胺。