申请日2013.01.02
公开(公告)日2013.05.08
IPC分类号C02F9/14
摘要
连续流城市污水短程硝化+厌氧氨氧化脱氮方法属于污水领域。城市污水首先进入生物吸附反应器，通过活性污泥吸附作用将水中的有机物吸附至活性污泥，而后进入短程硝化厌氧氨氧化反应器的缺氧区发生反硝化和厌氧氨氧化作用，去除污水中残余的有机物和回流污泥中的硝态氮;而后进入好氧区发生短程硝化，再进入缺氧区发生厌氧氨氧化作用;而后再次进入好氧区和缺氧区，重复以上作用;最终达到将氮从污水中脱除的目的。
权利要求书
1.连续流城市污水短程硝化+厌氧氨氧化脱氮方法，其特征在于，应用如 下装置：设有城市污水原水箱(1)、生物吸附反应器(2)、1#二沉 池(3)、短程硝化厌氧氨氧化反应器(4)、2#二沉池(5);城市污 水原水箱(1)设有溢流管(1.1)和放空管(1.2);城市污水原水箱 (1)通过进水泵(2.1)与生物吸附反应器(2)进水管相连接;生物 吸附反应器(2)分为数个格室，按照水流方向上下交错设置过流孔连 接各个格室，设置有空压机(2.7)、气体流量计(2.6)、气量调节 阀(2.5)和曝气头(2.2);生物吸附反应器(2)通过1#二沉池连接 管(2.4)与1#二沉池(3)连接;1#二沉池(3)通过污泥回流泵(2 .3)与生物吸附反应器(2)进水管相连接;1#二沉池(3)出水管与 后续短程硝化厌氧氨氧化反应器(4)连接;短程硝化厌氧氨氧化反应 器(4)分为5个格室，按照水流方向上下交错设置过流孔连接各个格 室;格室依次为缺氧区、好氧区、缺氧区、好氧区、缺氧区;缺氧区 设有搅拌器(4.4);好氧区设有曝气头(4.1);短程硝化厌氧氨氧 化反应器(4)通过2#二沉池连接管(4.3)与2#二沉池(5)连接; 2#二沉池(5)通过污泥回流泵(4.2)与短程硝化厌氧氨氧化反应器 (4)进水管相连接;
方法的步骤为：
1)启动系统：接种城市污水厂活性污泥投加至生物吸附反应器(2) ，使污泥浓度达到1500-4000mg/L;将短程硝化污泥与厌氧氨氧化污泥 混合后投加至短程硝化厌氧氨氧化反应器(4)，使好氧氨氧化速率与 厌氧氨氧化速率比值为0.8:1-1.2:1，且使污泥浓度达到3000-6000mg /L;同时向短程硝化厌氧氨氧化反应器(4)投加粉末活性炭300-200 0mg/L;
2)运行时调节操作如下：
2.1)生物吸附反应器(2)污泥回流比控制在50-100%，溶解氧浓度控 制在0.5-2.0mg/L，水力停留时间HRT控制在20-60min，污泥龄控制在 1-3天;
2.2)短程硝化厌氧氨氧化反应器(4)污泥回流比控制在30-100%，污 泥SVI值高时增加污泥回流比;
2.3)短程硝化厌氧氨氧化反应器(4)好氧区与缺氧区体积比为0.5: 1-5:1，好氧区溶解氧浓度控制在0.2-0.5mg/L;
2.4)当短程硝化厌氧氨氧化反应器(4)缺氧区亚硝酸氮浓度>1mg/L ，降低好氧区溶解氧，或减少好氧区水力停留时间。
说明书
连续流城市污水短程硝化+厌氧氨氧化脱氮方法
技术领域
本发明涉及一种连续流城市污水短程硝化+厌氧氨氧化脱氮方法，属于 污水生物处理技术领域。
背景技术
水体富营养化日益严重，使城市水环境恶化，甚至造成饮用水水源供 应中断，严重影响了工业生产与居民的日常生活，造成了巨大的直接 和间接经济损失。污水中氮磷排放是引起水体富营养化的重要原因， 因此为了控制水体富营养化而兴建了大量的污水处理厂。现有污水处 理厂属于能耗大户，在能源危机不断凸显的背景下，如何在实现高效 脱氮的同时降低水处理能耗，降低处理费用，对于污水处理的可持续 发展有着重要意义。
现有污水生物脱氮技术需要利用有机物作为反硝化碳源才能达到污水 总氮去除的目的，因此污水中的大部分被用于反硝化碳源，而使得用 于产甲烷的有机物量减少。厌氧氨氧化菌的发现为污水自养脱氮成为 可能，因为厌氧氨氧化菌可以利用亚硝酸盐氧化氨氮生成氮气，而无 需有机物作为碳源。现有厌氧氨氧化技术的研究与应用主要集中在高 温高氨氮废水处理中，而城市污水厌氧氨氧化脱氮技术的研究应用非 常有限。
发明内容
本发明的目的就是为了通过将厌氧氨氧化技术应用于城市污水处理厂 ，来降低污水厂处理能耗，提高污水厂能量回收率，而提出了一种连 续流城市污水短程硝化+厌氧氨氧化脱氮方法。该方法首先通过生物吸 附作用将污水中的有机物富集至活性污泥，而后通过短程硝化/厌氧氨 氧化自养脱氮技术在无有机物的条件下去除城市污水中的氨氮。
本发明的目的是通过以下解决方案来解决的：连续流城市污水短程硝 化+厌氧氨氧化脱氮装置，设有城市污水原水箱1、生物吸附反应器2、 1#二沉池3、短程硝化厌氧氨氧化反应器4、2#二沉池5;城市污水原水 箱1设有溢流管1.1和放空管1.2;城市污水原水箱1通过进水泵2.1与生 物吸附反应器2进水管相连接;生物吸附反应器2分为数个格室，按照 水流方向上下交错设置过流孔连接 各个格室，设置有空压机2.7、气体流量计2.6、气量调节阀2.5和曝气 头2.2;生物吸附反应器2通过1#二沉池连接管2.4与1#二沉池3连接; 1#二沉池3通过污泥回流泵2.3与生物吸附反应器2进水管相连接;1#二 沉池3出水管与后续短程硝化厌氧氨氧化反应器4连接;短程硝化厌氧 氨氧化反应器4分为5个格室，按照水流方向上下交错设置过流孔连接 各个格室;格室依次为缺氧区、好氧区、缺氧区、好氧区、缺氧区; 缺氧区设有搅拌器4.4;好氧区设有曝气头4.1;短程硝化厌氧氨氧化 反应器4通过2#二沉池连接管4.3与2#二沉池5连接; 2#二沉池5通过 污泥回流泵4.2与短程硝化厌氧氨氧化反应器4进水管相连接。
城市污水在此装置中的处理流程为：城市污水与1#二沉池回流污泥一 起进入生物吸附反应器，通过活性污泥吸附作用将水中的有机物吸附 至活性污泥，从而达到将水中有机物富集至污泥中的目的;生物吸附 反应器出水与2#二沉池回流污泥一起进入短程硝化厌氧氨氧化反应器 的缺氧区，在此利用污泥污水中残余的有机物作为碳源，发生反硝化 作用将回流污泥中的硝态氮还原为氮气;而后进入好氧区，将部分氨 氮转化为NO- 2-N，再进入缺氧区发生厌氧氨氧化作用，将氨氮和NO - 2-N转化为氮气和硝态氮;而后再次进入好氧区和缺氧区，重复以 上作用;最终达到将氮从污水中脱除的目的。
连续流城市污水短程硝化+厌氧氨氧化脱氮装置实现稳定高效城市污水 自养生物脱氮的方法，其特征在于包括以下内容：
1)启动系统：接种城市污水厂活性污泥投加至生物吸附反应器2，使 污泥浓度达到1500-4000mg/L;将短程硝化污泥与厌氧氨氧化污泥混合 后投加至短程硝化厌氧氨氧化反应器4，使好氧氨氧化速率与厌氧氨氧 化速率比值为0.8:1-1.2:1，且使污泥浓度达到3000-6000mg/L;同时 向短程硝化厌氧氨氧化反应器4投加粉末活性炭300-2000mg/L;
2)运行时调节操作如下：
2.1)生物吸附反应器2污泥回流比控制在50-100%，溶解氧浓度控制在 0.5-2.0mg/L，水力停留时间HRT控制在20-60min，污泥龄控制在1-3天 ;
2.2)短程硝化厌氧氨氧化反应器4污泥回流比控制在30-100%，污泥S VI值高时增加污泥回流比;
2.3)短程硝化厌氧氨氧化反应器4好氧区与缺氧区体积比为0.5:1-5: 1，好氧区溶解氧浓度控制在0.2-0.5mg/L;
2.4)当短程硝化厌氧氨氧化反应器4缺氧区亚硝酸氮浓度>1mg/L，降 低好 氧区溶解氧，或减少好氧区水力停留时间。
本发明连续流城市污水短程硝化+厌氧氨氧化脱氮的方法，与现有工艺 相比具有以下优势：
1)将城市污水中有机物通过生物吸附作用富集至污泥中，随后将富含 有机物的活性污泥通过厌氧发酵产甲烷，从而提高实现污水能量回收 率;
2)短程硝化厌氧氨氧化反应器中仅有部分区域需要供氧，且溶解氧浓 度在0.2-0.5mg/L范围内，所以可以实现曝气量的大幅降低，最终达到 污水处理能耗的降低;
3)与传统生物脱氮工艺相比，本方法通过降低污水处理能耗，提高污 水中能量回收率，有望使城市污水厂实现能量自给或能量外供;
4)本方法通过设置缺氧/好氧交替运行，实现同步短程硝化厌氧氨氧 化，从而保持反应器中亚硝酸盐浓度较低，避免厌氧氨氧化菌活性受 到抑制，同时可以降低反应过程中温室气体N2O的产生量。