[发明专利]一种通过强化好氧内源反硝化快速恢复短程硝化的装置和方法

说明书

一种通过强化好氧内源反硝化快速恢复短程硝化的装置和方法，属于污水生物处理领域。同步硝化内源反硝化工艺处理污水过程中，短程硝化经常容易被破坏。为了快速恢复短程硝化，在原水中加入了部分外碳源，然后污水通过进水泵进入到同步硝化内源反硝化SBR中，先进行2h的厌氧搅拌，碳源被聚糖菌(GAOs)充分利用转化为内碳源PHAs；接着是4～5h的低DO好氧段，NH₄⁺‑N被AOB氧化为NO₂^‑‑N，由于内碳源充足，产生的NO₂^‑‑N立即被GAOs内源反硝化，减少了NOB将NO₂^‑‑N进一步氧化为NO₃^‑‑N的机会。通过这样的方式运行30天，AOB一直保持着良好的活性，而NOB由于NO₂^‑‑N被强化反硝化，一直没有底物，逐渐被抑制和淘洗，从而达到快速恢复短程硝化的目的。本专利为恢复短程硝化提供了一种新技术。

技术领域

本发明涉及一种通过强化好氧内源反硝化快速恢复短程硝化的装置和方法，属于污水生物处理技术领域。

背景技术

由氮磷造成的水体富营养化问题日益突出，国家对于污水处理厂的氮磷排放标准也日益严格。生物处理技术因为其具有运行和管理费用相对较低、二次污染少而被广泛应用在污水处理厂中。据统计，污水处理厂中60％以上的费用是由耗电产生的，因此如果能够在技术层面减少生物处理工艺中的耗电量对于降低污水处理厂运行费用具有重要意义。

学者们发现，如果能将硝化控制在NO₂^--N阶段(NH₄⁺-N→NO₂^--N)，不让NO₂^--N继续氧化为NO₃^--N，将会减少25％硝化所需的曝气能耗，并且能够减少40％反硝化所需的碳源，这一技术即为短程硝化。可见，短程硝化的实现，能够进一步降低污水处理的成本，将是科技的进步，对于节能降耗具有重要意义。

然而，对于处理城市污水，短程硝化难以启动和稳定维持，这一研究瓶颈困扰了国内外相关研究团队多年。近年，基于短程硝化技术的同步硝化内源反硝化工艺被提出，该工艺具有节省曝气能耗、运行操作简单、单一的反应器节省器材和占地面积等优点，具有广阔的应用前景。该工艺实现短程硝化的关键是低溶解氧(DO)。然后，长期运行发现，亚硝酸盐氧化菌(NOB)能够逐渐适应低DO条件，因此会破坏短程硝化，除此以外，过曝气现象也会将短程硝化破坏。总之，同步硝化内源反硝化工艺也难以稳定维持短程硝化，因此，有效的恢复短程措施需要被提出。

近期，作者发现同步硝化内源反硝化工艺中如果强化内源反硝化，将好氧产生的NO₂^--N同步地被GAOs反硝化，那么NOB就缺少底物，经过长期运行，NOB会被抑制和淘洗，因此短程硝化会逐渐恢复。因此，本发明专利提出通过强化好氧段内源反硝化快速恢复短程硝化，本发明有望解决同步硝化内源反硝化工艺中短程硝化难以稳定维持的难题。

发明内容