[发明专利]基于A-B法利用污泥发酵强化主流厌氧氨氧化实现碳氮磷同步去除的方法与装置

说明书

基于A‑B法利用污泥发酵强化主流厌氧氨氧化实现碳氮磷同步去除的方法与装置属于污水处理领域。在第一SBR中运行强化生物除磷(EBPR)系统进行有机物和磷的同步去除；聚磷菌在厌氧段储存内碳源并释放磷酸盐，好氧段过量吸收磷酸盐。第一SBR的剩余污泥进入第二SBR进行碱性发酵，将发酵产物离心后进行磷回收处理，取上清液作为碳源投入第三SBR，第一SBR出水进入第三SBR运行短程硝化厌氧氨氧化(PNA)系统进行生物脱氮，在好氧段实现短程硝化，缺氧段利用系统中的氨氮和亚硝态氮进行厌氧氨氧化反应，同时实现深度生物脱氮。此方法缓解了短程硝化难以稳定的问题，实现城市污水碳氮磷同步去除，以及剩余污泥的减量化、资源化利用。

技术领域

本发明涉及一种基于吸附-降解(A-B)法利用污泥发酵强化主流厌氧氨氧化实现碳氮磷同步去除的方法与装置，属于城镇污水处理与污泥生化处理领域。本方法适用于低C/N城市生活污水的强化脱氮除磷。

背景技术

在我国，随着经济的发展、城市化不断推进以及人们生活水平的提高，生活用水量不断增大，我国水资源匮乏愈发严重，与此同时大量的污染物排入江湖海河造成了严重的水污染，其中氮磷元素造成的水体富营养化严重情况尤其突出，解决城镇污水脱氮除磷问题具有重大意义，同时，污水处理厂产生的大量剩余污泥如何让处理处置也是一大难题

生物脱氮除磷技术广泛应用于各大、小型城镇污水处理厂。传统的硝化反硝化工艺过程中曝气能耗过高，而且在反硝化中需投加外碳源，这也增加了污水处理的运行费用，弊端日益显著。厌氧氨氧化工艺是近年来备受关注的自养脱氮工艺，不仅节省外加碳源和曝气能耗，还减少污泥产量。短程硝化耦合厌氧氨氧化工艺在处理高氨氮废水中得到了广泛应用，但在处理实际生活污水时一直存在一些瓶颈，如系统难以稳定维持。

在城市生活污水主流厌氧氨氧化研究中，吸附-降解(A-B)工艺备受关注，A段为强化生物除磷系统(EBPR)或高负荷活性污泥系统(HRAS)等，进行有机物和磷的去除，氨氮在此阶段不受影响，在B段基于厌氧氨氧化的工艺进行生物脱氮。此工艺在A段充分利用原水碳源，避免了有机物对B段的厌氧氨氧化菌的不利影响，在污水处理的同时还能实现能源回收再利用。

在A-B工艺中不免会产生剩余污泥，在污水处理中，近1/3的有机物会转化成污泥，剩余污泥厌氧发酵会产生大量短链脂肪酸，可作为生物脱氮的优质碳源，也能达到污泥减量的效果。在先前研究中，有研究人员将污泥发酵液投加到生物脱氮系统中，发现污泥发酵液对AOB和NOB的抑制效果不同(对NOB抑制更强)，成功实现了短程硝化获得了较高的亚硝积累率，因此投加污泥发酵液是一种有效实现短程硝化并为厌氧氨氧化提供底物的工程策略。若将A段的剩余污泥发酵液投加到B段，可利用污泥发酵液的上述特性来实现短程硝化并与厌氧氨氧化耦合，此外污泥发酵液中的优质碳源可为反硝化提供底物。

因城市生活污水碳源不足、剩余污泥产量较大且处理成本较高等问题，本方法基于A-B法利用污泥发酵强化主流厌氧氨氧化实现碳氮磷同步去除，利用了系统自身产生的剩余污泥，其优点在于不仅降低了运行费用、实现了污泥减量化，还大大提高了脱氮除磷效率。

发明内容

针对污水处理存在的问题和现有技术的不足，本发明提出了一种基于吸附-降解(A-B)法利用污泥发酵强化主流厌氧氨氧化实现碳氮磷同步去除的方法与装置。A段进行强化生物除磷，其中在厌氧段污水中的碳源储存在胞内并释放磷酸盐，好氧段过量吸收磷酸盐，最终产生的剩余污泥进行污泥碱性发酵，发酵得到的污泥发酵产物经过离心和磷回收处理后得到发酵液，与A段的出水共同泵入B段，发酵液使NOB受到抑制，有利于好氧段生成亚硝态氮，在缺氧段亚硝态氮与进水中的氨氮为厌氧氨氧化提供底物。厌氧氨氧化会生成部分硝态氮，此时可利用污泥发酵液中的优质碳源进行反硝化将其还原为氮气。通过上述过程达到深度脱氮除磷的目的。

本方案通过以下技术方案来实现