[发明专利]通过异养与自养反硝化强化反硝化脱氮的SBR的装置和方法

说明书

通过异养与自养反硝化强化反硝化脱氮的SBR的装置和方法，属于城市污水处理与再生领域。该装置包括污泥发酵罐、集气罐、污水原水箱、SBR反应器、污水水箱，以及剩余脱硫沼气收集罐。SBR剩余污泥及部分外源污泥进入发酵罐进行厌氧发酵，产生的沼气进入集气罐，随后通入SBR反应器的缺氧段。SBR反应器的排水比为25％，生活污水首先由原水箱进入SBR反应器的缺氧段，在缺氧段以原水中的有机物和沼气中的甲烷及硫化氢为电子供体发生反硝化，随后在好氧段发生硝化反应，剩余的沼气收集在沼气收集罐，通过以上流程实现强化脱氮的目的。此发明通过异养与自养反硝化强化脱氮，无需外加碳源，有利于低C/N城市生活污水深度脱氮，可实现污泥减量，具有节能降耗等特点。

技术领域

本发明属于城市污水处理与再生领域，具体涉及通过异养与自养反硝化强化反硝化脱氮的SBR的装置和方法。

技术背景

目前，水体富营养化问题日益突出，从低C/N比的污水中有效去除氮磷并满足日益严格的污水处理厂质量标准是污水处理厂面临的主要挑战。在实现污水深度脱氮的过程中尽可能降低运行成本更是符合目前我国的发展目标，因此，开发经济绿色的污水脱氮技术对可持续发展具有重大意义。

硫自养反硝化的反应机理就是无机化能营养型、光能营养型的硫氧化细菌在缺氧或厌氧条件下利用还原态硫(S⁰、S^2-、S₂O₃^2-等)作为电子供体，通过对还原态硫进行氧化获取能量，同时以硝酸盐为电子受体，将其还原为氮气，利用无机碳(如CO₃^2-、HCO₃^-)合成细胞，从而实现自养反硝化。常作为硫自养反硝化电子供体的有硫磺，含硫化物的矿物、废水和废气。而污水处理厂污泥发酵产生的沼气中含有不同浓度的硫化氢，相比含硫矿物及废水，沼气的主要成分简单，主要为甲烷和二氧化碳，且在水中溶解度低，以沼气中硫化氢作为反硝化电子供体是一种经济安全的方式，同时，沼气中的甲烷也可作为反硝化的电子供体，实现甲烷氧化与反硝化的协同作用，即反硝化型甲烷厌氧氧化作用(DAMO)。可同时达到沼气脱硫与强化废水脱氮的目的。其中以硫化物为电子供体的自养反硝化和反硝化型甲烷厌氧氧化作用的反应方程式如下：

5S^2-+8NO₃^-+8H⁺—5SO₄^2-+4N₂+4H₂O (1)

5CH₄+8NO₃^-+ 8H⁺—4N₂+14H₂O+5CO₂ (2)

在此基础上提出通过异养与自养反硝化强化内源反硝化脱氮的SBR的装置和方法，SBR 剩余污泥及部分外源污泥进入发酵罐进行厌氧发酵，产生的沼气进入集气罐，随后通入SBR 反应器的缺氧段。SBR反应器的排水比为25％，生活污水首先由原水箱进入SBR反应器的缺氧段，在缺氧段以原水中的有机物和沼气中的甲烷及硫化氢为电子供体发生反硝化，随后在好氧段发生硝化反应，剩余的沼气收集在沼气收集罐，通过以上流程实现强化脱氮的目的，同时充分高效的利用资源。

发明内容

本发明的目的在于为低C/N比城市污水脱氮提供一种通过异养与自养反硝化强化反硝化脱氮的SBR的装置和方法。该装置中，SBR剩余污泥及部分外源污泥进入发酵罐进行厌氧发酵，产生的沼气进入集气罐，随后通入SBR反应器的缺氧段。SBR反应器的排水比为25％，生活污水首先由原水箱进入SBR反应器的缺氧段，在缺氧段以原水中的有机物和沼气中的甲烷及硫化氢为电子供体发生反硝化，随后在好氧段发生硝化反应，剩余的沼气收集在沼气收集罐，通过以上流程实现强化脱氮的目的。此发明无需外加碳源，且充分利用资源，可实现低C/N城市污水深度脱氮和污泥减量。