[发明专利]一种实现发酵型短程反硝化除磷的装置和方法

说明书

本发明公开了一种实现发酵型短程反硝化除磷的装置和方法，属于污水生物处理技术领域。所述装置包括含硝氮废水箱、含慢速可生物降解有机物及磷水箱、发酵型短程反硝化除磷反应器、污泥沉淀池以及在线监测和反馈控制系统；所述方法为：以污水厂污泥为种泥，厌氧段慢速可生物降解有机物被转化为快速可生物降解有机物并伴随着胞内碳源储存和磷的释放；缺氧段硝氮被胞内碳源选择性还原为亚硝，同时伴随着过量吸磷。在上述运行模式下，增加进水硝氮负荷以强化发酵型短程反硝化除磷菌的富集培养，最终实现了短程反硝化及同步除磷。本发明在无外加碳源，控制简单的前提下，创造性的解决了反硝化除磷菌无法利用慢速可生物降解有机物及产出亚硝的技术难题。

技术领域

本发明涉及的一种实现发酵型短程反硝化除磷的装置和方法，属于污水生物处理技术领域，是一种解决反硝化除磷技术无法利用慢速可生物降解有机物以及实现亚硝稳定产出的技术难题的方法。

背景技术

污水中氮磷污染物的低碳低能耗处理，是水体富营养化防治和温室气体减排的重要技术手段。

反硝化除磷技术，即除磷菌以胞内碳源为电子供体将硝氮或者亚硝还原为氮气同步实现除磷的过程，是一种高效的除磷技术。相比于传统的好氧除磷技术，其可以节省50%的碳源消耗，30%曝气能耗，以及50%的污泥产量。

但是反硝化除磷技术，对于碳源具有较高要求。以乙酸等挥发性脂肪酸的快速可生物降解有机物是保证反硝化除磷菌储存内碳源的前提。这些快速可生物降解有机物在污水中常常短缺，为了保证高效的除磷效果常需外加碳源，极大地增加了污水处理的运行成本。

污水中50%以上为慢速可生物降解有机物，这些有机物目前还无法被反硝化除磷菌直接利用，因此在引入外碳源保证快速可生物降解有机物量的同时，还造成了原水中碳源的浪费。如果反硝化除磷菌可以充分利用原水中这些慢速可生物降解有机物，将能有效地降低反硝化除磷技术因外碳源投加而带来的运营负担。

此外，反硝化除磷过程，也涉及到硝氮还原为氮气的反硝化过程。如果可以将硝氮选择性还原为亚硝，进而实现短程反硝化除磷，又可以进一步节省60%用于脱氮过程的碳源消耗；产出的亚硝又可以作为基质供应厌氧氨氧化脱氮，实现反硝化除磷与厌氧氨氧化联合的氮磷同步去除。但是，目前反硝化除磷技术仍无法在充分利用慢速可生物降解有机物的前提下，实现磷的高效去除与亚硝的稳定产出。

发明内容

本发明的目的就是提供一种实现发酵型短程反硝化除磷的装置和方法，在保证反硝化聚磷菌充分利用慢速可生物降解有机物的前提下实现磷的高效去除与亚硝的稳定产出，并富集出兼具发酵与短程反硝化除磷的功能菌种。

本发明的技术原理如下：以污水厂污泥为种泥，厌氧段慢速可生物降解有机物首先被转化为快速可生物降解有机物并伴随着胞内碳源的储存和磷的释放；缺氧段硝氮被胞内碳源选择性还原为亚硝，同时伴随着过量吸磷。在上述运行模式下，通过增加进水硝氮负荷强化发酵型短程反硝化除磷菌的富集培养，最终实现了慢速可生物降解有机物的发酵和胞内储存、短程反硝化及同步除磷。本发明在无需外加碳源，控制简单的前提下，通过发酵型短程反硝化除磷菌的富集，创造性的同步解决了慢速可生物降解有机物不利于反硝化除磷以及反硝化除磷过程中无法稳定实现亚硝积累的技术难题，进而在除磷方面节省了50%的碳源消耗、30%曝气能耗、50%的污泥产量，在脱氮方面减少60%了的碳源消耗，同时为厌氧氨氧化自养脱氮技术提供了稳定的亚硝来源。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：一种实现发酵型短程反硝化除磷的装置，包括含硝氮废水箱、含慢速可生物降解有机物及磷水箱、发酵型短程反硝化除磷反应器、污泥沉淀池、以及在线监测和反馈控制系统；其中所述含硝氮废水箱通过第二进水泵与发酵型短程反硝化除磷反应器相连接；含慢速可生物降解有机物及磷水箱通过第一进水泵与发酵型短程反硝化除磷反应器相连接；污泥沉淀池通过泥水混合物出水管与发酵型短程反硝化除磷反应器相连接；

其中所述发酵型短程反硝化除磷反应器配置有第一进水泵、厌氧区、厌氧搅拌器、缺氧区、缺氧搅拌器、泥水混合物出水管、第二进水泵、污泥回流泵；