[发明专利]一种通过传统活性污泥实现主流厌氧氨氧化原位富集的方法与装置

说明书

一种通过传统活性污泥实现主流厌氧氨氧化原位富集的方法与装置，属于污水生物处理技术。所述装置包括：城市污水原水箱、厌氧氨氧化反应器、出水水箱。所述方法包括以下步骤：(1)以市政污水厂中传统活性污泥为接种污泥，对反应器形式，进水水质无特殊要求；实现主流厌氧氨氧化原位富集主要分三个阶段；(2)实现除碳磷阶段，通过联合控制好氧时间和污泥龄驯化除碳磷污泥；(3)启动短程硝化阶段，通过延长好氧时间实现；(4)厌氧氨氧化菌原位富集阶段，通过人为调控策略提供良好的培养持留条件：(5)该发明方法只需要构建或利用已有的传统活性污泥污水生物处理装置和设备，无需投加药剂，有利于应用于实际工程。

技术领域

本发明属于污水生物处理技术领域，一种通过传统活性污泥实现主流厌氧氨氧化原位富集的方法与装置。

背景技术

水体的富营养化问题是由于含氮和磷的污水无限制地排放，以致受纳水体中藻类过度繁殖，水质变差。自然水体受氮和磷的污染，水处理的困难加大，费用增加，因此污水的高效脱氮除磷越来越受到人们的重视。厌氧氨氧化(Anaerobic Ammonium Oxidation，ANAMMOX)工艺是目前废水处理领域最经济的生物脱氮工艺。其在厌氧或缺氧条件下以氨氮为电子供体，亚硝酸盐为电子受体并将其直接转化为氮气，具有节约曝气能耗、节省碳源和减少剩余污泥产量等优点。在城市污水处理系统中实现厌氧氨氧化生物脱氮，可以大幅度节省能源消耗，对污水生物脱氮具有重要意义。主流厌氧氨氧化是在污水厂主流应用厌氧氨氧化工艺。主流厌氧氨氧化工艺在低碳氮比城市污水处理中的应用是当前全球污水处理研发的焦点之一，若广泛应用于处理城市污水，并和资源回收技术结合，可以实现有机碳源和氮素同步去除，并最大限度地回收有机碳源。然而就其目前的技术发展来看，仍存在一些瓶颈问题有待解决：亚硝酸盐来源问题；厌氧氨氧化菌生长与截留。

通过强化现有城市污水处理系统中厌氧氨氧化菌原位富集，提高系统自养脱氮途径的比重，可以有效降低传统生物脱氮工艺对进水碳氮比的依赖程度，即可以有效提高脱氮效果又可以降低处理成本。目前，城市污水厌氧氨氧化菌原位富集主要瓶颈是，(1)没有稳定持续的亚硝来源。亚硝酸盐氧化菌和异养菌厌氧氨氧化菌竞争亚硝基质，使厌氧氨氧化菌在生物脱氮系统中处于不利地位；(2)厌氧氨氧化菌倍增时间长。由于城市污水低温、低基质等水质条件下，厌氧氨厌化菌无法有效地原位富集和持留；(3)此外，城市污水进水含有有机物，较高有机物浓度导致异养菌生长，从而导致生物处理系统污泥龄降低，不利于厌氧氨氧化菌持留；载体生物膜/颗粒污泥和絮体污泥共存的混合系统，可以兼顾强化气、液、固三相的传质，以发挥各自的优势，使得生物处理系统在去除污染物方面更为有效。因此，通过人为优化调控策略，为厌氧氨氧化菌提供良好培养富集和有效持留条件是实现城市污水厌氧氨氧化工艺关键。

发明内容

本发明通过三个阶段强化城市污水处理厂厌氧氨氧化菌的原位富集：(1) 除碳磷阶段抑制亚硝酸盐氧化菌：通过联合控制好氧时间和污泥龄，实现亚硝酸盐氧化菌的抑制和淘洗，减少亚硝酸盐氧化菌的丰度和活性；(2)启动短程硝化阶段持留氨氧化菌：通过逐渐延长好氧时间，恢复氨氧化菌活性，实现氨氧化菌的持留，为后续厌氧氨氧化菌富集培养提供稳定亚硝底物；(3) 厌氧氨氧化菌原位富集阶段使厌氧氨氧化菌生长和截留：通过人为调控策略为厌氧氨氧化菌原位富集提供良好的培养持留条件：1)添加后置缺氧阶段，为厌氧氨氧化菌的生长提供充足的缺氧时间；2)添加生物填料/形成颗粒污泥，为厌氧氨氧化菌提供附着环境；经过三个阶段的运行强化了系统内厌氧氨氧化菌的原位富集，提高系统自养脱氮途径在氮去除途径中的比重，从而有效实现主流厌氧氨氧化工艺处理城市污水，从而实现低碳氮比城市污水经济高效的脱氮。同时可以节约实际工程的建设费用、处理能耗和维护费用等。因此，本发明具有较大的实用价值与工程意义。

一种通过传统活性污泥实现主流厌氧氨氧化原位富集的装置，其特征在于：城市污水原水箱(1)，厌氧氨氧化反应器(2)，出水水箱(3)，剩余污泥箱(4)顺序连接而成；城市污水原水箱(1)通过进水泵(2.2)由进水口 (2.4)进入厌氧氨氧化反应器(2)，厌氧氨氧化反应器(2)排水比30％-70％，由排水口(2.10)向出水水箱(3)排水；