公布日：2024.03.12
申请日：2023.12.15
分类号：C02F3/30(2023.01)I;C02F3/12(2023.01)I;C02F7/00(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本发明涉及同步自养异养耦合厌氧氨氧化脱氮的污水处理方法与装置，所述装置包括SBR反应器和曝气泵；所述曝气泵与所述SBR反应器相连，用于调整所述SBR反应器内的曝气强度；所述SBR反应器内部设置有隔板；所述隔板将所述SBR反应器内部沿纵向划分为微好氧功能区与限氧功能区两个连通的部分，使得所述微好氧功能区与所述限氧功能区内的物质可以相互流通；所述微好氧功能区用于供需氧型细菌代谢，所述限氧功能区用于供缺氧型细菌代谢。本申请通过对曝气强度调控，在同步自养-异养代谢过程中利用微好氧与限氧的环境、进水有机物与硝酸盐副产物实现了NO2--N的循环，降低NOB抑制难度的同时强化了anammox性能，高效脱氮。
权利要求书
1.一种同步自养异养耦合厌氧氨氧化脱氮的污水处理装置，其特征在于，包括：SBR反应器和曝气泵；所述曝气泵与所述SBR反应器相连，用于调整所述SBR反应器内的曝气强度；所述SBR反应器设置有进水口和出水口；其中，待处理的污水通过所述进水口进入所述SBR反应器内，所述SBR反应器内的出水通过所述出水口排出；所述SBR反应器内接种有污泥；所述污泥用于向所述SBR反应器内带入污水处理所需的细菌；所述SBR反应器内部设置有隔板；所述隔板将所述SBR反应器内部沿纵向划分为微好氧功能区与限氧功能区两个连通的部分，使得所述微好氧功能区与所述限氧功能区内的物质可以相互流通；所述微好氧功能区用于供需氧型细菌代谢，所述限氧功能区用于供缺氧型细菌代谢。
2.根据权利要求1所述的同步自养异养耦合厌氧氨氧化脱氮的污水处理装置，其特征在于：所述隔板两侧与所述SBR反应器内壁连接，所述隔板底部与所述SBR反应器的底部之间设有预设长度的距离，所述隔板顶端低于所述SBR反应器内部液体的高度。
3.根据权利要求2所述的同步自养异养耦合厌氧氨氧化脱氮的污水处理装置，其特征在于：所述隔板将所述SBR反应器的内部沿所述隔板所在的纵向方向分成体积比为2：1的两个区域，所述微好氧功能区处于体积较大区域内，所述限氧功能区处于体积较小区域内。
4.根据权利要求3所述的同步自养异养耦合厌氧氨氧化脱氮的污水处理装置，其特征在于：所述进水口与蠕动泵连接，待处理的污水通过蠕动泵从所述进水口进入所述SBR反应器中；所述出水口与所述电磁阀连接，所述电磁阀用于控制出水时间。
5.根据权利要求4所述的同步自养异养耦合厌氧氨氧化脱氮的污水处理装置，其特征在于：所述SBR反应器外周包覆有恒温件，所述恒温件与恒温控制器连接，所述恒温控制器用于控制所述恒温件将所述SBR反应器温度维持在30±1℃。
6.根据权利要求4所述的同步自养异养耦合厌氧氨氧化脱氮的污水处理装置，其特征在于：所述微好氧功能区内设置有多孔曝气石。
7.根据权利要求5所述的同步自养异养耦合厌氧氨氧化脱氮的污水处理装置，其特征在于：所述微好氧功能区和所述限氧功能区内均设置有测量仪；所述测量仪包括采集端与显示器；所述采集端设置在所述微好氧功能区和所述限氧功能区的液体内；所述显示器设置于所述SBR反应器外，用于读取所述采集端采集到的数值；所述测量仪包括PH测量仪与DO测量仪；所述PH测量仪用于监测PH值，所述DO测量仪用于监测DO值。
8.一种同步自养异养耦合厌氧氨氧化脱氮的污水处理方法，应用于如权利要求1至7任意一项所述的同步自养异养耦合厌氧氨氧化脱氮的污水处理装置，其特征在于，包括：在第一预设时间内，控制SBR反应器内的曝气流量为100-150mL/min，测量微好氧功能区和限氧功能区内的DO值，并使所述微好氧功能区和所述限氧功能区内的DO值均小于0.20mg/L；所述第一预设时间为40天；在第二预设时间内，调节所述SBR反应器内的曝气流量至200-250mL/min，且曝气时间为5h；所述第二预设时间为60天；在第三预设时间内，将所述SBR反应器内的曝气流量提升至300-320mL/min，且曝气时间维持在5h；所述第三预设时间为60天。
9.根据权利要求7所述的同步自养异养耦合厌氧氨氧化脱氮的污水处理方法，其特征在于：所述第一预设时间内，所述SBR反应器内的水利停留时间为7小时；所述第二预设时间内，所述SBR反应器内的水利停留时间为5小时；所述第三预设时间内，所述SBR反应器内的水利停留时间为5小时。
10.根据权利要求8所述的同步自养异养耦合厌氧氨氧化脱氮的污水处理方法，其特征在于：所述SBR反应器内每天进行4个循环，每个所述循环依次包括进料、连续曝气、沉降、出水以及闲置五个阶段；所述进料阶段持续10分钟，所述连续曝气阶段持续5小时，所述沉降阶段持续20分钟，所述出水阶段持续15分钟且排液率为50％，所述闲置阶段持续15分钟。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中缺乏长期稳定的NOB抑制策略，硝酸盐副产物的积累严重影响脱氮效能，操作难度大和成本高的问题。为解决上述技术问题，本发明提供了一种同步自养异养耦合厌氧氨氧化脱氮的污水处理方法与装置，通过同步自养-异养微生物的协同作用，优化系统脱氮的同时消除进水有机物与副产物硝酸盐的不利影响。
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
第一方面，本发明提供一种同步自养异养耦合厌氧氨氧化脱氮的污水处理装置，包括：SBR反应器和曝气泵；所述曝气泵与所述SBR反应器相连，用于调整所述SBR反应器内的曝气强度；所述SBR反应器设置有进水口和出水口；其中，待处理的污水通过所述进水口进入所述SBR反应器内，所述SBR反应器内的出水通过所述出水口排出；所述SBR反应器内接种有污泥；所述污泥用于向所述SBR反应器内带入污水处理所需的细菌；所述SBR反应器内部设置有隔板；所述隔板将所述SBR反应器内部沿纵向划分为微好氧功能区与限氧功能区两个连通的部分，使得所述微好氧功能区与所述限氧功能区内的物质可以相互流通；所述微好氧功能区用于供需氧型细菌代谢，所述限氧功能区用于供缺氧型细菌代谢。
在本发明的一个实施例中，所述隔板两侧与所述SBR反应器内壁连接，所述隔板底部与所述SBR反应器的底部之间设有预设长度的距离，所述隔板顶端低于所述SBR反应器内部液体的高度。
在本发明的一个实施例中，所述隔板将所述SBR反应器的内部沿所述隔板所在的纵向方向分成体积比为2：1的两个区域，所述微好氧功能区处于体积较大区域内，所述限氧功能区处于体积较小区域内。
在本发明的一个实施例中，所述进水口与蠕动泵连接，待处理的污水通过蠕动泵从所述进水口进入所述SBR反应器中；所述出水口与所述电磁阀连接，所述电磁阀用于控制出水时间。
在本发明的一个实施例中，所述进水口与蠕动泵连接，待处理的污水通过蠕动泵从所述进水口进入所述SBR反应器中；所述出水口与所述电磁阀连接，所述电磁阀用于控制出水时间。
在本发明的一个实施例中，所述微好氧功能区内设置有多孔曝气石。
在本发明的一个实施例中，所述微好氧功能区和所述限氧功能区内均设置有测量仪；所述测量仪包括采集端与显示器；所述采集端设置在所述微好氧功能区和所述限氧功能区的液体内；所述显示器设置于所述SBR反应器外，用于读取所述采集端采集到的数值；所述测量仪包括PH测量仪与DO测量仪；所述PH测量仪用于监测PH值，所述DO测量仪用于监测DO值。
第二方面，本发明提供一种同步自养异养耦合厌氧氨氧化脱氮的污水处理方法，应用于上述同步自养异养耦合厌氧氨氧化脱氮的污水处理装置，包括：在第一预设时间内，控制SBR反应器内的曝气流量为100-150mL/min，测量微好氧功能区和限氧功能区内的DO值，并使所述微好氧功能区和所述限氧功能区内的DO值均小于0.20mg/L；所述第一预设时间为40天；在第二预设时间内，调节所述SBR反应器内的曝气流量至200-250mL/min，且曝气时间为5h；所述第二预设时间为60天；在第三预设时间内，将所述SBR反应器内的曝气流量提升至300-320mL/min，且曝气时间维持在5h；所述第三预设时间为60天。
在本发明的一个实施例中，所述第一预设时间内，所述SBR反应器内的水利停留时间为7小时；所述第二预设时间内，所述SBR反应器内的水利停留时间为5小时；所述第三预设时间内，所述SBR反应器内的水利停留时间为5小时。
在本发明的一个实施例中，所述SBR反应器内每天进行4个循环，每个所述循环依次包括进料、连续曝气、沉降、出水以及闲置五个阶段；所述进料阶段持续10分钟，所述连续曝气阶段持续5小时，所述沉降阶段持续20分钟，所述出水阶段持续15分钟且排液率为50％，所述闲置阶段持续15分钟。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明所述的同步自养异养耦合厌氧氨氧化脱氮的污水处理方法与装置，在SBR反应器中基于隔板气升式反应器进行改良，在SBR反应器内形成微好氧功能区和限氧功能区，微好氧/限氧交替环境为自养-异养功能微生物的协同代谢创造更佳适宜条件；本申请在微好氧/限氧的SBR反应器中建立厌氧氨氧化系统处理城市污水，采用连续曝气运行模式，通过对曝气强度和水利停留时间的调控以及与有限有机物的共同诱导，实现自养与异养菌的协同代谢，充分利用进水有机物与anammox进行脱氮，长期稳定的抑制NOB，通过同步自养-异养微生物的协同作用，优化脱氮性能的同时消除进水有机物与副产物硝酸盐的不利影响；本申请在同步自养-异养代谢过程中利用进水有机物与硝酸盐副产物实现了NO2--N的循环，降低NOB抑制难度的同时强化了anammox性能，高效脱氮。
（发明人：张晓秾;周力;吴鹏;宋小康;阴方芳）