[发明专利]一种同步实现硝化反硝化和厌氧氨氧化的脱氮装置及方法

说明书

本发明涉及环境工程技术领域，具体涉及一种同步实现硝化反硝化和厌氧氨氧化的脱氮装置及方法，装置包括依次管路连通的缺氧池I段、缺氧池II段、好氧池I段和好氧池II段，装置还设有亚硝态氮回流管路、硝态氮回流管路、搅拌器和曝气盘；方法为采用短程硝化‑厌氧氨氧化+硝化反硝化的组合工艺对污水进行处理。本发明提供的脱氮装置及方法通过控制溶解氧含量，实现硝化反硝化和厌氧氨氧化的同步脱氮，可明显提高污水的脱氮效率；对碳源的需求较低，污水处理成本大幅度下降；污泥产率低，污泥处理处置费用下降，经济效益显著；可降低曝气量和二氧化碳的排放量，环境效益显著，具有极高的实用价值。

技术领域

本发明涉及环境工程技术领域，具体涉及一种同步实现硝化反硝化和厌氧氨氧化的脱氮装置及方法。

背景技术

氮是引起水体富营养化的最小限制因子，减少水体中氮的含量对水体污染防治具有重要作用。因此，随着国家和地方污水排放标准日益提高，对氮的排放要求也更加严格。但目前，我国污水处理厂普遍存在碳源不足、脱氮效率低的现象。传统生物脱氮方法主要是硝化反硝化，该技术对碳源依赖性强，成本高，适合高碳氮比的污水处理。而针对某些低碳氮比的废水，例如生活垃圾渗滤液等，采用传统污水处理技术很难实现达标排放。因此，急需一种适用于低碳氮比污水处理的高效脱氮工艺。

生活垃圾渗滤液是垃圾在填埋和堆放过程中有机物质分解产生的水、垃圾中的游离水、自然降水，以及通过淋溶作用所形成的废水，是一种污染性较强的高浓度有机污水，其污染成分复杂，碳氮比低，可生化性差，含多种有毒物质和致癌物质，若不科学妥善处理、直接排入水体，将对环境造成二次污染，因此必须对垃圾渗滤液进行有效处置。

近年来兴起的厌氧氨氧化被认为是最具有发展前景的污水脱氮技术，其原理是厌氧氨氧化菌在缺氧条件以亚硝态氮为电子受体，直接将氨氮进行氧化，生成大量氮气和少量硝态氮。该过程具有脱氮效率高、污泥产率低和无需投加有机碳源等优点。与传统生物脱氮工艺相比，该工艺具有节能降耗和环境友好等特点，但易受进水水质冲击和环境因子影响，存在出水水质不稳定等缺点。此外，该技术的实施一般以短程硝化为基础。

短程硝化是将硝化反应控制在亚硝态氮阶段，不进行亚硝态氮至硝态氮的氧化，直接以亚硝态氮为电子受体进行反硝化反应，避免亚硝酸盐氧化成硝酸盐，硝酸盐再还原成亚硝酸盐这两个多余反应的发生，可节省约25％的氧气和40％的有机碳源。与传统生物脱氮工艺相比，该技术具有成本低、对碳源要求低和能耗低等优点。但与厌氧氨氧化工艺相似，该工艺易受环境因素影响，出水水质不稳定。

综上，开发适用于低碳氮比污水的高效脱氮工艺是污水处理厂发展的关键，因此本发明提出一种同步实现硝化反硝化和厌氧氨氧化的脱氮装置及方法。

发明内容

针对污水处理厂脱氮效率低和运行成本高的问题，本发明提供一种通过控制溶解氧含量同步实现硝化反硝化和厌氧氨氧化的脱氮装置及方法，在低溶解氧的好氧条件下，氨氧化菌以水中溶解氧为电子受体，能将氨氮直接氧化为亚硝态氮，发生短程硝化反应；在缺氧条件下，亚硝态氮和氨氮在厌氧氨氧化菌作用下会生成氮气，达到脱氮目的；同时在好氧和缺氧条件下进行硝化反硝化反应，由传统脱氮技术对其进行补充和增强，提高水中氮的去除率，实现更好地脱氮效果。本发明提供的脱氮方法具有对碳源要求低、成本低的优点。

第一方面，本发明提供一种同步实现硝化反硝化和厌氧氨氧化的脱氮装置，包括依次管路连通的缺氧池I段、缺氧池II段、好氧池I段和好氧池II段；

所述好氧池I段和缺氧池II段之间设有亚硝态氮回流管路；

所述好氧池II段和缺氧池I段之间设有硝态氮回流管路；

所述缺氧池I段和缺氧池II段内部设有搅拌器；

所述好氧池I段和好氧池II段内部设有曝气盘。

进一步的，所述缺氧池I段和缺氧池II段内部接种缺氧池混合污泥，污泥浓度为2.5～3.5g/L。