[发明专利]通过侧流反应器实现短程反硝化除磷耦合厌氧氨氧化深度脱氮的装置和方法

说明书

通过侧流反应器实现短程反硝化除磷耦合厌氧氨氧化深度脱氮的装置与方法属于活性污泥法污水生物处理领域。其装置主要由污泥旁侧处理装置(16)、原水水箱(1)、A²/O反应装置(3)、二沉池(10)组成。所述方法为碳氮比为3～4的生活污水首先进入厌氧区(4)，反硝化聚磷菌完成释磷和内碳源合成过程。随后污水进入已投加短程反硝化厌氧氨氧化生物膜(8)的缺氧区(5)，侧流处理后的反硝化聚磷菌(DPAOs)在除磷的同时将硝酸盐转化为亚硝酸盐。DPAOs以及短程反硝化产生的亚硝酸盐为厌氧氨氧化菌提供了充分的底物，有利于厌氧氨氧化自养脱氮。后续好氧区(6)完成剩余氨氮去除，同时为缺氧区提供硝酸盐。本发明用于低碳氮比城市生活污水处理，出水稳定兼具节能降耗优势。

技术领域

本发明涉及一种深度脱氮除磷装置与方法，具体属于活性污泥法新型生物处理技术领域，适用于市政污水处理技术领域。

背景技术

污水排放标准的日益严格以及绿色、节能降耗理念的提出对污水处理领域来说是一个艰巨的挑战，生物脱氮除磷与化学法相比优势显著。然而传统硝化反硝化生物处理技术，在硝化阶段需要进行充分曝气，且反硝化阶段需要外加碳源保证反硝化过程完全，消耗了大量的能源，故开展更为经济高效的新型生物脱氮除磷技术开发势在必行。

厌氧氨氧化工艺是一种极具潜力的新型生物脱氮技术，短程硝化及短程反硝化均能为厌氧氨氧化过程提供必备底物-亚硝酸盐。其中短程反硝化耦合厌氧氨氧化技术避开了短程硝化难以控制即NOB难以抑制这一瓶颈问题，能够稳定高效的完成硝氮和氨氮的同步去除。我国城市污水具有低碳氮比的特点，故实现碳源的高效利用尤为关键，其中短程反硝化与传统反硝化过程相比节省了约40％的碳源，且反硝化除磷工艺具有“一碳两用”的特性，在缺氧的条件下能够以硝氮/亚硝为电子受体吸收污水中的无机磷酸盐，实现氮磷的同步去除。有研究表明，通过驯化可以富集在缺氧条件下仅以硝酸盐为电子受体的DPAOs，若将短程反硝化、以硝酸盐为电子受体的反硝化除磷以及厌氧氨氧化工艺结合起来，则两条亚硝酸盐供给途径能够保证厌氧氨氧化工艺的稳定性，提高自养脱氮比例，实现氮磷等营养素的高效绿色去除。

发明内容

本发明目的是提供一种低碳氮比污水深度脱氮除磷的装置和方法。本装置的特色在于缺氧区的短程反硝化及反硝化除磷均为厌氧氨氧化反应提供底物亚硝酸盐，不仅实现一碳两用及节约碳源，还且提高了自养脱氮比例。全程反硝化过程将剩余硝酸盐和亚硝酸盐转化为氮气实现深度脱氮。缺氧区(5)中接种了厌氧氨氧化菌聚乙烯填料(8)为厌氧氨氧化菌提供了富集和持留的场所，解决了厌氧氨氧化菌生长速率慢这一关键问题。污泥侧流装置(16)为缺氧区(5)提供驯化好的以NO₃^-为单一电子受体的DPAOs，吸收污水中的磷，为厌氧氨氧化及反硝化提供NO₂^-。通过控制进水碳氮比和缺氧区的HRT来实现短程反硝化，实现亚硝酸盐的积累，提供另一亚硝来源途径。从而在缺氧区富集以硝酸盐为单一电子受体的DPAOs、厌氧氨氧化菌、短程反硝化菌，实现各功能菌深度协同脱氮除磷。此外，厌氧区(4)的主要功能是DPAOs合成PHAs储存内碳源，好氧区(6)的主要功能为去除进水中剩余氨氮，为缺氧区(5)和污泥侧流处理装置(16)提供硝酸盐。