[发明专利]多级AO短程反硝化耦合Anammox结合污泥水解酸化强化脱氮除磷的装置与方法

说明书

多级AO短程反硝化耦合Anammox结合污泥水解酸化强化脱氮除磷的装置与方法属于活性污泥法污水处理技术领域。该系统包括水箱、水泵、生化反应区、水解酸化罐等装置；多级AO分段进水管路将原水分段注入反应区，保证了原水中有机物的高效利用；在厌、缺氧区投加生物膜载体富集厌氧氨氧化菌，短程反硝化产生亚硝态氮为厌氧氨氧化菌提供底物，实现氮素自养去除；在好氧区进行硝化作用和聚磷菌好氧吸磷；二沉池中的一部分剩余污泥进入水解酸化罐中将大分子有机物转化为小分子有机物，水解酸化混合物与二沉池剩余污泥同步回流至厌氧区，小分子有机物作为优质碳源能够促进短程反硝化。该系统为城镇污水的高效、节能处理提供了一种新方法。

技术领域：

本发明涉及一种基于多级AO的利用污泥水解酸化混合物强化脱氮除磷的短程反硝化耦合Anammox技术，属于污水生物处理领域。适用于城镇污水处理厂的高效、节能脱氮除磷过程。

背景技术：

我国的城镇污水产量逐年递增，污水中的氮、磷等污染物排放到缓流水体中会引起严重的水体富营养化现象，表现为藻类爆发、水生生态系统破坏、环流水体水质恶化等现象。城镇污水生物脱氮除磷被认为是解决水体富营养化的有效途径。目前，国内的城市城镇污水处理厂大多采用A/O、AAO、CAST、氧化沟等传统工艺，大多数的城镇污水处理厂不能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。提高污水处理厂传统工艺的脱氮除磷效果，成为现阶段城镇污水处理领域的重大需求。

城镇污水多级AO分段进水脱氮除磷工艺是目前十分具有应用潜力的污水处理工艺，其在国内外的研究与应用仍处于初期阶段，相比传统污水处理工艺具有显著的优势：(1) 原水分段进入各厌氧区或缺氧区，保证了原水中的碳源在厌氧区和缺氧区的平均分配，反硝化菌利用这部分碳源将好氧区硝化作用产生的硝态氮通过短程反硝化作用还原为亚硝态氮或全程反硝化作用直接产生氮气脱氮，这避免了好氧区异养菌对碳源的消耗，尤其适合处理国内的低C/N比城镇污水；(2)好氧区硝化液直接进入厌氧区或缺氧区，无需设置硝化液回流管道及装置，简化系统构造，节省输送动力费用；(3)厌氧区及缺氧区中发生反硝化作用产生碱度，出水直接进入好氧区，一定程度上弥补了好氧区消耗的碱度，节省了碱度物质的投加；(4)污水交替流经缺氧区和好氧区，对丝状菌的生长起到了一定的抑制作用，减小了发生污泥膨胀的风险。

短程反硝化耦合Anammox被认为是Anammox在城镇污水处理厂中应用的最具潜力的方式之一。在一定条件下，反硝化菌以污水中的有机物为电子供体、以硝态氮为电子受体，将硝态氮还原为亚硝态氮而不是直接还原为氮气，由此产生的亚硝态氮能够在缺氧条件下为Anammox菌提供必需底物，供Anammox菌进行自养脱氮。短程反硝化耦合Anammox和全程反硝化作用往往同时进行，由此形成了两条主要的脱氮通路，在实现高效脱氮的同时也保证了稳定性和较高的抗冲击负荷的能力。另外，多项研究表明，在以小分子有机物作为电子供体时，短程反硝化过程能够更好地实现与维持。

多级AO短程反硝化耦合Anammox工艺结合污泥水解酸化混合物强化脱氮除磷的装置与方法以多级AO分段进水模式为工艺载体，在其中实现短程反硝化耦合Anammox过程，结合了两者的优点。另外，二沉池部分剩余污泥水解酸化为生化反应区中的短程反硝化过程提供了优质小分子碳源，促进短程反硝化作用的同时一定程度上解决了城镇污水处理厂污泥处理的难题。综合来看，多级AO短程反硝化耦合Anammox工艺结合污泥水解酸化混合物强化脱氮除磷的装置与方法有潜力实现城镇污水高效、节能处理。

发明内容：