[发明专利]短程硝化-厌氧氨氧化耦合反硝化实现城市生活污水深度脱氮的装置与方法

权利要求书

1.一种短程硝化-厌氧氨氧化耦合反硝化处理城市生活污水的方法，该方法所采用的装置具体如下：设有原水箱(1)、短程硝化反应器 (2)、中间水箱(3)和上流式厌氧氨氧化耦合反硝化颗粒污泥反应器 (4)；原水箱(1)设有进水泵Ⅰ(1.1)和进水泵Ⅱ(1.2)；短程硝化反应器(2)设有搅拌装置(2.1)、第一pH/DO测定仪(2.2)、曝气装置(2.3)、气体流量计(2.4)、空气泵(2.5)、排水阀(2.6)和排泥阀(2.7)；中间水箱(3)设有进水泵Ⅲ(3.1)；上流式厌氧氨氧化耦合反硝化颗粒污泥反应器(4)设有第二pH/DO测定仪(4.1)、温控装置(4.2)、U型出水管(4.3)和集气口(4.4)；

所述原水箱(1)通过进水泵Ⅰ(1.1)与短程硝化反应器(2)进水口相连；短 程硝化反应器(2)出水口通过排水阀(2.6)与中间水箱(3)相连；上流式厌氧氨氧化耦合反硝化颗粒污泥反应器(4)进水口通过进水泵Ⅲ(3.1)与中间水箱(3)相连，通过进水泵Ⅱ(1.2)与原水箱相连；厌氧氨氧化颗粒污泥反应器(4)出水口通过U型出水管(4.3)进行排水；

其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)系统的启动：

1.1) 短程硝化反应器的启动：接种短程硝化絮体污泥，控制污泥浓度为2500~3000mg/L，水力停留时间4~5h，污泥龄10~15d；当该反应器出水NO₂^--N积累率达90%以上，且出水NH₄⁺-N浓度小于5mg/L时，即认为短程硝化反应器启动成功；

1.2) 厌氧氨氧化耦合反硝化颗粒污泥反应器的启动：接种厌氧氨氧化颗粒污泥，平均粒径为0.3~0.5mm；控制污泥浓度为4000~5000mg/L，上升流速为0.5m/h，水力停留时间为150~160min；运行过程中不主动排泥；通过温控装置控制反应器内温度为30±1℃；当反应器出水NH₄⁺-N及NO₂^--N浓度均小于5mg/L时，即认为该反应器已启动成功；

2)启动成功后的运行操作：

1.1) 生活污水通过进水泵Ⅰ进入短程硝化反应器中，开启搅拌装置，利用生活污水中的有机物将上一周期剩余的NO₂^--N通过反硝化作用去除，反应时间为30min；随后开启空气泵，通过调节气体流量计控制溶解氧为0.3~0.5mg/L，进行短程硝化反应，根据pH变化曲线出现由下降转上升的“氨氮谷点”控制曝气时间，当pH变化到达“氨氮谷点”时，关闭搅拌装置与空气泵，静置沉淀30~60min后开启排水阀，排水比为50%，通过定期排泥控制污泥龄为10~15d；

1.2) 通过进水泵Ⅱ和进水泵Ⅲ将原水与中间水箱的污水混合后泵入厌氧氨氧化耦合反硝化反应器内，控制进水NH₄⁺-N浓度在12~15mg/L，NO₂^--N浓度为15~20mg/L，COD浓度为55~60mg/L；控制水力停留时间为150~160min；运行过程中不主动排泥；通过温控装置控制反应器内温度为30±1℃；通过厌氧氨氧化作用将生活污水中的NH₄⁺-N与短程硝化产生的NO₂^--N转化为N₂；而反硝化菌利用原水中有机物将厌氧氨氧化反应产生的NO₃^--N转化为N₂；出水通过U型出水管溢流排出。