[发明专利]一种基于硫自养短程反硝化和厌氧氨氧化技术同步处理生活污水和硝酸盐废水的装置和方法

说明书

一种基于硫自养短程反硝化和厌氧氨氧化技术同步处理生活污水和硝酸盐废水的装置和方法属于生活污水处理领域。装置包括水箱、序批式反应器(SBR)、硫自养短程反硝化生物滤池、空压机、进水泵、回流泵、厌氧氨氧化UASB反应器等。在该方法中，城镇生活污水进入SBR，经过厌氧、好氧运行去除污水中的有机物和磷；硝酸盐废水通过硫自养短程反硝化生物滤池将硝态氮还原为亚硝态氮，含有氨氮的SBR出水和含有亚硝态氮的硫自养短程反硝化生物滤池出水按比例同步进入到厌氧氨氧化UASB反应器中发生厌氧氨氧化反应，实现氨氮和亚硝态氮的同步去除。本发明实现同步处理生活污水和硝酸盐废水提供了新的思路，进一步提高了脱氮除磷效率，提高了出水水质。

技术领域：

本发明涉及一种基于硫自养短程反硝化和厌氧氨氧化技术同步处理生活污水和硝酸盐废水的装置和方法，属于生活污水处理领域。本方法适用于城市生活污水的高效、节能脱氮除磷过程。

背景技术：

我国城市污水处理厂通常采用活性污泥法进行脱氮除磷，然而生活污水中的碳氮比(C/N)和碳磷比(C/P)普遍较低，脱氮除磷效率低下，水厂通常需要购买碳源进行额外投加来提高脱氮除磷效果。硝酸盐(NO₃^-)是全球水资源中最常见的污染物之一，主要是由滥用农业肥料和过度排放工业和生活废水引起的，如果采用传统的反硝化工艺处理，则需要投加大量的有机碳源，这不仅增加了污水处理成本，而且还会产生大量的剩余污泥。若将生活污水和硝酸盐废水一同处理，则可采用短程反硝化串联厌氧氨氧化技术实现污水处理的节能降耗。

近年来，以单质硫为电子供体的硫自养反硝化工艺在国内外已经有诸多研究先例，单质硫作为电子供体不需要投加额外的有机碳源就可实现自养反硝化脱氮，价格低廉易得，这大大降低了投资和运行成本。在硫自养反硝化功能菌的作用下，硝酸盐作为电子受体优先被还原为亚硝酸盐并得以积累，该过程称之为硫自养短程反硝化，这部分积累的亚硝酸盐可以作为底物参与厌氧氨氧化反应。

因此，以城市生活污水和硝酸盐废水为研究对象，我们提出一种基于硫自养短程反硝化和厌氧氨氧化技术同步处理生活污水和硝酸盐废水的装置和方法。城镇生活污水经过SBR反应器实现除碳除磷，硝酸盐废水经过硫自养短程反硝化生物滤池，以硫粒滤料(由硫磺和菱铁矿组成)中的单质硫为电子供体将硝态氮还原为亚硝态氮，含有氨氮的SBR出水和含有亚硝态氮的硫自养短程反硝化生物滤池出水按比例同步进入到厌氧氨氧化UASB反应器中进行厌氧氨氧化反应，控制UASB进水氨氮和亚硝态氮的质量浓度比例为1：1.32，实现氨氮和亚硝态氮的同步去除，即完成生活污水和硝酸盐废水的同步脱氮。该装置与方法为实现同步处理生活污水和硝酸盐废水提供了新的思路，进一步提高了脱氮除磷效率，大大节省了污水处理厂的运行费用。

发明内容

利用基于硫自养短程反硝化和厌氧氨氧化技术同步处理生活污水和硝酸盐废水的装置和方法，其装置包括：生活污水水箱(1)通过第一进水泵(2)与SBR(3)连接，SBR(3)中安装搅拌器(4)、溶解氧监测装置(6)；SBR(3)中的曝气盘(7)与第一空压机(5)连接；SBR(3)通过第一出水阀(8)与第一中间水箱(9)连接；中间水箱(9)通过第二进水泵(10)与厌氧氨氧化UASB反应器(21)连接；硝酸盐废水水箱(11)通过第三进水泵(12)与硫自养短程反硝化生物滤池(13)连接；硫自养短程反硝化生物滤池(13)与排空阀(16)连接，经第二空压机(18)进行反气洗；硫自养短程反硝化生物滤池(13)从下往上依次为承托层(如鹅卵石)和硫粒滤料，生物滤池的出水通过第一回流泵(14)进行回流且通过第四进水泵(15)进入第二中间水箱(17)；第二中间水箱(17)中出水可作为反冲洗水经由反冲洗泵(19)对反应装置内滤料进行反冲洗，反冲洗后废水通过出水口直接排出，第二中间水箱(17)通过第五进水泵(20)与厌氧氨氧化UASB反应器(21)连接；厌氧氨氧化UASB反应器(21)通过第二回流泵(22)进行回流，出水通过U型管直接排出。