[发明专利]单级序批式反应器利用内碳源实现低C/N城市生活污水同步高效脱氮除磷的方法和装置

权利要求书

1.单级序批式反应器利用内碳源实现低C/N城市生活污水同步高效脱氮除磷的方法，该方法所用装置包括进水水箱(1)、一体化部分短程硝化内源短程反硝化除磷耦合厌氧氨氧化反应器(2)、出水箱(3)、自动控制系统(4)；

所述进水水箱(1)设有第一放空阀(1.2)、第一溢流阀(1.1)、出水阀(1.3)以及蠕动泵(1.4)；所述一体化部分短程硝化内源短程反硝化除磷耦合厌氧氨氧化反应器(2)设有空气泵(2.1)、空气管阀(2.2)、气体浮子流量计(2.3)、进水阀(2.4)、DO/pH/T便携式在线参数检测仪(2.5)、电动机械搅拌器(2.6)、pH/T在线监测探头(2.8)、DO/T在线监测探头(2.7)、反应器溢流阀(2.9)、电动排水阀(2.10)、取样阀(2.11)、排泥阀(2.12)、底部曝气盘(2.13)；所述出水箱(3)设有第二放空阀(3.2)、第二溢流阀(3.1)；所述自动控制系统包括在线监测微型计算机(4.8)、可编程过程控制器(4.9)，其中可编程过程控制器(4.9)内设置电动排水阀继电器(4.1)、电动机械搅拌器继电器(4.2)、pH/DO/T信号转化器接口(4.3)、空气泵继电器(4.4)以及蠕动泵继电器(4.5)，另还设置与计算机连接的开关信号输入(DI)模拟信号输出(AO)信号转换器接口(4.6)以及模拟信号输入(AI)开关信号输出(DO)信号转换器接口(4.7)；

一体化部分短程硝化内源短程反硝化除磷耦合厌氧氨氧化反应器(2)进水由进水阀(2.4)通过蠕动泵(1.4)连接进水水箱(1)中的出水阀(1.3)实现；电动排水阀(2.10)与出水箱(3)相连；空气泵(2.1)与底部曝气盘(2.13)相连，通过气体浮子流量计(2.3)控制反应器曝气量；DO/pH/T便携式在线参数检测仪(2.5)与pH/T在线监测探头(2.8)及DO/T在线监测探头(2.7)相连；蠕动泵(1.4)、空气泵(2.1)、电动机械搅拌器(2.6)、电动排水阀(2.10)通过信号线缆分别与蠕动泵继电器(4.5)、空气泵继电器(4.4)、电动机械搅拌器继电器(4.2)、电动排水阀继电器(4.1)相连，并通过可编程过程控制器(4.9)中的开关信号输入(DI)模拟信号输出(AO)信号转换器接口(4.6)将开关信号转换为模拟信号通过信号线缆与在线监测微型计算机(4.8)相连；计算机模拟信号通过可编程过程控制器(4.9)中的模拟信号输入(AI)开关信号输出(DO)信号转换器接口(4.7)将模拟信号转换为开关信号控制反应器的动作；DO/pH/T便携式在线参数检测仪(2.5)通过信号线缆将监测参数由可编程过程控制器(4.9)将信号传输至在线监测微型计算机(4.8)；

其特征在于，包括以下过程：

1)部分短程硝化厌氧氨氧化系统启动：系统启动初期首先以污泥浓度为2000～2500mg/L的部分短程硝化污泥及污泥浓度为3000～3500mg/L的厌氧氨氧化颗粒污泥按污泥体积比为1：2比例混合，构建颗粒絮体一体化系统；反应器以厌氧-好氧-缺氧模式运行，其中厌氧时长30-50min，好氧时长90-150min，缺氧时长120-180min；好氧段DO通过DO/pH/T便携式在线参数检测仪(2.5)反馈，自动控制系统(4)动作控制空气泵(2.1)开停，保证DO为0.3-0.8mg/L；系统定期排除富磷絮体污泥，SRT控制为15-25d，排水比50-60％，温度为室温；系统稳定运行15-25d，亚硝酸盐积累93％以上，生物强化除磷96％以上，出水TIN小于15mg/L，部分短程硝化厌氧氨氧化系统启动成功；

2)一体化系统构建：接种内源短程反硝化除磷污泥，内源短程反硝化除磷污泥浓度为3500～4000mg/L，以内源短程反硝化除磷污泥与启动成功的部分短程硝化厌氧氨氧化系统中污泥体积比为1：1的比例混合；在厌氧-好氧-缺氧模式下运行，其中厌氧时长60-120min，好氧90-120min，缺氧120-180min，好氧段由自动控制系统控制DO为0.5-1.2mg/L，定期排除富磷絮体污泥，SRT控制为10-20d，排水比50％-60％；

3)运行操作过程

首先城市生活污水注入进水水箱(1)，开启出水阀(1.3)及进水阀(2.4)，启动蠕动泵(1.4)将城市生活污水泵入一体化部分短程硝化内源短程反硝化除磷耦合厌氧氨氧化反应器(2)中；

城市生活污水在自动控制系统(4)控制下通过蠕动泵(1.4)进入反应器后，开启电动机械搅拌器(2.6)，开始60-120min的厌氧搅拌阶段；将有机物存储为内碳源，释放磷酸盐；随后开启空气泵(2.1)，反应器进入90-120min的好氧曝气阶段，在曝气过程中，DO/pH/T便携式在线参数检测仪(2.5)监测反应器实时DO、pH、T并将水质参数通过信号线缆经可编程过程控制器(4.9)传输至在线监测微型计算机(4.8)，并将DO值与设定值比较，DO1.2mg/L时，反馈控制空气泵(2.1)停止曝气，DO0.5mg/L时，反馈控制开启空气泵(2.1)，将部分氨氮氧化成亚硝酸盐，吸收一部分磷酸盐；曝气结束后，关闭空气泵(2.1)，保持电动机械搅拌器(2.6)继续工作，开启120-180min的缺氧搅拌过程，厌氧氨氧化将氨氮和亚硝酸盐转化为氮气，产生的部分硝氮作为底物被内源短程反硝化除磷还原为亚硝酸盐，同时进一步除磷；

关闭电动机械搅拌器(2.6)，沉淀20-30min，沉淀结束后自动控制系统(4)控制电动排水阀(2.10)开启，控制排水比为50-60％，10-15min的排水结束后自动控制系统关闭电动排水阀(2.10)，进入20-80min的闲置阶段，定期排除颗粒絮体一体化系统中的污泥，控制污泥龄为10-20d。