申请日2020.06.22
公开（公告）日2021.02.19
IPC分类号C02F3/30; C02F3/34; C02F101/16
摘要
本实用新型公开了一种内源反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水深度脱氮装置，其中装置包括原水箱、SEDA反应器、中间水箱、PN反应器和短程硝化出水水箱，SEDA反应器通过SEDA进水泵与原水箱连接，SEDA反应器采用第一出水阀与所述中间水箱相连，PN反应器通过PN进水泵与所述中间水箱连接，PN反应器采用PN出水阀与短程硝化出水水箱相连，短程硝化出水水箱通过短程硝化液进水泵与SEDA反应器连接，最终通过SEDA反应器的第二出水阀出水。本申请利用反硝化聚糖菌和厌氧氨氧化菌进行协同深度脱氮，解决了低C/N比城市污水进水碳源不足的问题，保证了系统脱氮效果的高效性和稳定性。
权利要求书
1.内源反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水深度脱氮装置，其特征在于，所述内源反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水深度脱氮装置包括原水箱(1)、SEDA反应器(2)、中间水箱(3)、PN反应器(4)和短程硝化出水水箱(5)，其中：
所述SEDA反应器(2)通过SEDA进水泵(2.1)与原水箱(1)连接，用于将城市污水由原水箱(1)注入SEDA反应器(2)中，所述SEDA反应器(2)采用第一出水阀(2.9)与所述中间水箱(3)相连，用于将除有机物出水排入中间水箱(3)，所述PN反应器(4)通过PN进水泵(4.2)与所述中间水箱(3)连接，用于将中间水箱(3)中的除有机物出水注入PN反应器(4)中，所述PN反应器(4)采用PN出水阀(4.14)与短程硝化出水水箱(5)相连，用于将短程硝化反应后得到的短程硝化出水排入短程硝化出水水箱(5)，所述短程硝化出水水箱(5)通过短程硝化液进水泵(4.1)与SEDA反应器(2)连接，用于将短程硝化出水水箱(5)中的短程硝化液注入SEDA反应器(2)，最终通过SEDA反应器(2)的第二出水阀(2.10)出水。
2.如权利要求1所述的内源反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水深度脱氮装置，其特征在于，所述原水箱(1)上设有第一进水管(1.1)、第一放空管(1.2)和第一溢流管(1.3)；
所述中间水箱(3)上设有第三进水管(3.1)、第三放空管(3.2)和第三溢流管(3.3)；
所述短程硝化出水水箱(5)上设有第五进水管(5.1)、第五放空管(5.2)和第五溢流管(5.3)。
3.如权利要求1所述的内源反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水深度脱氮装置，其特征在于，所述SEDA反应器(2)的内部设有第一搅拌器(2.2)、第一pH传感器(2.5)、第一加热棒(2.6)，第一pH传感器(2.5)连接有位于SEDA反应器(2)外部的pH测定仪(2.7)，所述第一加热棒(2.6)连接有位于SEDA反应器(2)外部的第一温度控制器(2.8)；
所述SEDA反应器(2)的壁上设有第二溢流管(2.3)、第二放空管(2.4)以及所述第一出水阀(2.9)和所述第二出水阀(2.10)。
4.如权利要求1所述的内源反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水深度脱氮装置，其特征在于，所述PN反应器(4)的内部设有第二搅拌器(4.3)、第二pH传感器(4.4)、DO传感器(4.5)、第二加热棒(4.6)，所述第二pH传感器(4.4)和DO传感器(4.5)连接有位于PN反应器(4)外部的DO和pH测定仪(4.7)，所述第二加热棒(4.6)连接有位于PN反应器(4)外部的第二温度控制器(4.8)；
所述PN反应器(4)的内底部铺设有黏砂块曝气头(4.13)，所述黏砂块曝气头(4.13)连接有位于PN反应器(4)外部的气体流量计(4.12)，所述气体流量计(4.12)连接有曝气泵(4.11)；
所述PN反应器(4)的壁上设有第四溢流管(4.10)、第四放空管(4.9)以及所述PN出水阀(4.14)。
说明书
内源反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水深度脱氮装置
技术领域
本申请属于污水生物处理技术领域，具体涉及一种内源反硝化耦合厌氧氨氧化(SEDA)的城市污水深度脱氮装置。
背景技术
以“好氧硝化-异养反硝化”为主要脱氮途径而开发的传统生物脱氮工艺(典型的代表如A/O和A2/O工艺)，是目前应用最广泛的城市污水生物处理技术。然而，传统生物脱氮工艺需要耗费大量的能源和碳源，不符合节能减排与可持续发展的国家需求。对于污水生物处理，在防止氮磷排放导致水体富营养化的同时，如何实现稳定低耗的氮素脱除成为目前城市污水生物脱氮领域的主要研究方向。
厌氧氨氧化工艺作为一种新型的生物脱氮工艺，其微生物代谢反应是指在缺氧条件下，利用氨氮作为电子供体，亚硝态氮作为电子受体，生成N2并部分生成硝态氮的生物转化过程。与异养反硝化反应相比，厌氧氨氧化反应属于自养脱氮反应，以CO2作为碳源，无需溶解氧(DO)和有机物的参与，且代谢过程中没有N2O的产生，减少了温室气体的排放。因此，面向节能减排的厌氧氨氧化技术被认为是实现城市污水低耗脱氮的有效手段。
从代谢机理上来看，厌氧氨氧化反应的最大理论脱氮率仅为89％，存在出水NO3－积累的问题。为解决上述问题，通常采用反硝化与厌氧氨氧化的耦合构建同步厌氧氨氧化/反硝化(SAD)工艺，进而实现污水的深度脱氮。不过，由于实际城市污水的水质水量随季节波动变化较大，有机物成分也较为复杂，当环境中有机物浓度过高或出现波动时，反硝化菌与厌氧氨氧化菌对于底物基质和生存空间的竞争就变得更为激烈。因此本申请采用外源反硝化极易导致城市污水SAD工艺出现系统失稳和出水水质变差的问题。内源反硝化速率相较于外源反硝化速率存在大概6倍的差距，且仅以胞内PHA为电子供体，成分单一，便于调控，同时外源有机物的内源化不仅提高了系统的抗冲击负荷能力，还进一步减少了系统的污泥产量。因此，采用内源反硝化与厌氧氨氧化的耦合更适合实际低C/N比城市污水的深度脱氮。
实用新型内容
本申请的目的在于提供一种内源反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水深度脱氮装置，用于实现低C/N比城市污水深度脱氮的目的。
为实现上述目的，本申请所采取的技术方案为：
本申请提供一种内源反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水深度脱氮装置，所述内源反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水深度脱氮装置包括原水箱、SEDA反应器、中间水箱、PN反应器和短程硝化出水水箱，其中：
所述SEDA反应器通过SEDA进水泵与原水箱连接，用于将城市污水由原水箱注入SEDA反应器中，所述SEDA反应器采用第一出水阀与所述中间水箱相连，用于将除有机物出水排入中间水箱，所述PN反应器通过PN进水泵与所述中间水箱连接，用于将中间水箱中的除有机物出水注入PN反应器中，所述PN反应器采用PN出水阀与短程硝化出水水箱相连，用于将短程硝化反应后得到的短程硝化出水排入短程硝化出水水箱，所述短程硝化出水水箱通过短程硝化液进水泵与SEDA反应器连接，用于将短程硝化出水水箱中的短程硝化液注入SEDA反应器，最终通过SEDA反应器的第二出水阀出水。
以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。
作为优选，所述原水箱上设有第一进水管、第一放空管和第一溢流管；
所述中间水箱上设有第三进水管、第三放空管和第三溢流管；
所述短程硝化出水水箱上设有第五进水管、第五放空管和第五溢流管。
作为优选，所述SEDA反应器的内部设有第一搅拌器、第一pH传感器、第一加热棒，第一pH传感器连接有位于SEDA反应器外部的pH测定仪，所述第一加热棒连接有位于SEDA反应器外部的第一温度控制器；
所述SEDA反应器的壁上设有第二溢流管、第二放空管以及所述第一出水阀和所述第二出水阀。
作为优选，所述PN反应器的内部设有第二搅拌器、第二pH传感器、DO传感器、第二加热棒，所述第二pH传感器和DO传感器连接有位于PN反应器外部的DO和pH测定仪，所述第二加热棒连接有位于PN反应器外部的第二温度控制器；
所述PN反应器的内底部铺设有黏砂块曝气头，所述黏砂块曝气头连接有位于PN反应器外部的气体流量计，所述气体流量计连接有曝气泵；
所述PN反应器的壁上设有第四溢流管、第四放空管以及所述PN出水阀。
本申请提供的内源反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水深度脱氮装置，与现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)利用反硝化聚糖菌和厌氧氨氧化菌进行协同深度脱氮，解决了低C/N比城市污水进水碳源不足的问题，保证了系统脱氮效果的高效性和稳定性。
(2)利用反硝化聚糖菌的生物聚碳作用，将城市污水中的有机碳源尽可能地转化为了内碳源储能物质，避免了进水有机物的存在对厌氧氨氧化菌的抑制，同时也节约了后续有机物好氧降解的曝气能耗。
(3)相比于全程硝化，短程硝化的实现进一步降低了系统的曝气能耗，同时采用单独的SBR(序批式活性污泥法)反应器进行城市污水短程硝化的调控与运行，有利于短程硝化系统的实现和长期稳定。
(4)双污泥系统的设计为厌氧氨氧化菌的生长创造了严格的厌/缺氧环境，有利于充分发挥厌氧氨氧化菌高效脱氮的优势，耦合反硝化聚糖菌的内源反硝化作用，保障了系统脱氮性能在城市污水水质水量波动条件下的长期稳定。（发明人：刘文龙;李军;邹金特;吴淑云）