分段出水短程硝化-Anammox/反硝化处理生活污水的装置和方法制造方法及图纸

分段出水短程硝化‑Anammox/反硝化处理生活污水的装置和方法，属于污水处理领域。所述装置有：原水箱、短程硝化反应器、第一中间水箱、第二中间水箱、Anammox/反硝化生物膜反应器。所述方法为：生活污水进入短程硝化反应器，先缺氧搅拌反硝化去除上周期剩余的亚硝态氮，1/3排水为厌氧氨氧化反应提供氨氮；再厌氧搅拌释磷，接着曝气进行短程硝化和好氧吸磷，二次排水1/3为厌氧氨氧化反应提供亚硝态氮；反硝化菌利用第一次排水中的原水碳源将厌氧氨氧化反应产生的硝态氮还原为氮气。本发明专利技术利用生物膜实现厌氧氨氧化菌与反硝化菌的耦合，分段出水充分利用原水碳源，实现了低碳氮比生活污水同步脱氮除磷，且节能降耗、污泥产量少。

【技术实现步骤摘要】
分段出水短程硝化-Anammox/反硝化处理生活污水的装置和方法
本专利技术涉及一种分段出水短程硝化-Anammox/反硝化处理生活污水的装置和方法，属于污水生物脱氮除磷
生活污水进入短程硝化反应器，先缺氧搅拌反硝化去除上周期剩余的亚硝态氮，1/3排水为厌氧氨氧化反应提供氨氮；再厌氧搅拌释磷，接着曝气进行短程硝化和好氧吸磷，二次排水1/3为厌氧氨氧化反应提供亚硝态氮；反硝化菌利用第一次排水中的原水碳源将厌氧氨氧化反应产生的硝态氮还原为氮气。短程硝化反应器采用缺氧-厌氧-好氧的运行方式，并定期排泥，即淘洗了亚硝氧化细菌，以达到维持稳定短程的目的，又能去除原水中的磷。
技术介绍
随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，工业和生活排放的废水中氮磷的含量越来越高，由此引起的水体富营养化现象越来越严重，城市生活污水的脱氮除磷问题逐渐受到重视。我国污水处理厂面临的主要问题是进水碳源不足，直接影响了总氮的去除效率，而采用投加外碳源的方式进行深度脱氮会增加污水厂的运行费用，因此如何充分利用原水碳源，如何提高传统工艺的脱氮效果，是现阶段污水处理领域的重要问题。厌氧氨氧化作为一种新型的自养脱氮工艺，是指在厌氧或缺氧条件下，厌氧氨氧化细菌以NO2--N作为电子受体，直接将NH4+-N氧化为N2的过程。与传统工艺相比，厌氧氨氧化工艺无需供氧，无需添加有机碳源，无需外加酸碱中和试剂，同时污泥产量减少了90％，是目前已知最简洁和最经济的生物脱氮途径。现有的研究多集中于该工艺在人工配水以及高氨氮废水中的应用，其在城市生活污水中的应用还存在以下难点：1、低氨氮废水较难实现短程硝化，从而难以为厌氧氨氧化反应提供亚硝态氮；2、厌氧氨氧化菌生长缓慢，世代周期长，导致工艺启动时间长；3、厌氧氨氧化菌对环境条件较为敏感，如温度、溶解氧等；4.厌氧氨氧化反应过程会伴随部分硝态氮的产生，难以达到深度脱氮。因此该工艺研究的重点是如何获得稳定的亚硝来源，如何在特定厌氧反应器中实现并维持足够的生物量，提高厌氧氨氧化的活性和脱氮效率，如何有效利用原水碳源去除反应产生的硝态氮来达到深度脱氮。短程硝化可以作为获得亚硝态氮的来源，与传统脱氮过程相比，短程硝化可以节省25％的曝气量以及40％的有机碳源，并可实现较低的污泥产量，因而在低C/N生活污水的脱氮过程中起到了节省能耗的作用。在传统UASB反应器中，上升流的水力条件易使厌氧氨氧化菌流失，影响反应效果，而生物膜反应器不仅可以有效持留污泥，富集厌氧氨氧化菌，更能在生物膜内部形成较好的厌氧环境，为厌氧氨氧化菌提供利于其生长的条件。目前普遍存在的问题是出水硝态氮浓度很高，总氮难以达标，以生物膜形式实现厌氧氨氧化与反硝化的耦合，充分利用原水中的部分有机物作为碳源将硝态氮反硝化为氮气，从而解决这个问题。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的是充分利用原水碳源，以生物膜形式实现厌氧氨氧化与反硝化的耦合，达到深度脱氮的目的。本专利技术以海绵填料为生物膜载体，生物膜内层厌氧环境下的厌氧氨氧化菌，利用分段出水短程硝化反应器第一次出水中的氨氮与第二次出水中的亚硝态氮进行自养脱氮，外层缺氧环境下的反硝化菌利用短程硝化反应器第一次出水中的原水碳源，将厌氧氨氧化反应产生的硝态氮反硝化为氮气，从而实现深度脱氮。为实现上述目的，本专利技术提供一种分段出水短程硝化-Anammox/反硝化处理生活污水的装置，包括原水箱(1)、短程硝化反应器(2)、第一中间水箱(3)、第二中间水箱(4)、Anammox/反硝化生物膜反应器(5)；原水箱(1)设置有进水泵Ⅰ(1.1)，短程硝化反应器(2)中设置有温控装置(2.1)、搅拌装置(2.2)、pH测定仪(2.3)、DO测定仪(2.4)、排水阀Ⅰ(2.5)、排水阀Ⅱ(2.6)、曝气头(2.7)、排泥阀(2.8)、气体流量计(2.9)、空气阀(2.10)和空气压缩机(2.11)，第一中间水箱(3)设置有进水泵Ⅱ(3.1)，第二中间水箱(4)设置有进水泵Ⅲ(4.1)、进水阀(4.2)，Anammox/反硝化生物膜反应器(5)设置有集气装置(5.1)、出水管(5.2)、三相分离器(5.3)、填料(5.4)、加热带装置(5.5)、布水装置(5.6)、循环泵(5.7)、循环阀(5.8)、排空阀(5.9)。所述原水箱(1)通过进水泵Ⅰ(1.1)与短程硝化反应器(2)进水端相连接；短程硝化反应器(2)通过排水阀Ⅰ(2.5)、排水阀Ⅱ(2.6)与第一中间水箱(3)相连接；第一中间水箱(3)的出水端通过进水泵Ⅱ(3.1)与第二中间水箱(4)相连接；第二中间水箱(4)的出水端通过进水泵Ⅲ(4.1)、进水阀(4.2)与(5)Anammox/反硝化生物膜反应器相连接。Anammox/反硝化生物膜反应器(5)外侧设有集气装置(5.1)，顶部设有三相分离器(5.3)，三相分离器通过管道和循环泵(5.7)与反应器底部相连接进行内循环，通过出水管(5.2)进行排水；Anammox/反硝化生物膜反应器内部置有填料(5.4)，反应器壁缠有温控加热带装置(5.5)，底部设有布水装置(5.6)。本专利技术同时提供一种分段出水短程硝化-Anammox/反硝化处理生活污水的方法，包括以下步骤：系统启动操作如下：1)分段出水短程硝化反应器的启动：以实际城市生活污水处理厂的硝化污泥为接种污泥注入短程硝化反应器(2)，控制污泥浓度为2500-4000mg/L，水力停留时间4-8h，污泥停留时间20-30天；2)Anammox/反硝化生物膜反应器的启动：以城市污水厌氧氨氧化反应器中的污泥为接种污泥，控制污泥浓度为5000-6000mg/L，投加到放置了填料的Anammox/反硝化生物膜反应器中，填充比为30％～50％，填料采用聚氨酯海绵填料，孔径20-25ppi，水力停留时间3-5h；运行调节时操作如下：1)分段出水短程硝化反应器的运行调节：将实际城市生活污水加入原水箱(1)，通过进水泵Ⅰ(1.1)打入短程硝化反应器中；先缺氧搅拌10-20min，静置30min开启排水阀Ⅰ(2.5)，第一次排水到第一中间水箱(3)；接着厌氧搅拌30-60min，再启动曝气装置(2.1)进行硝化作用，调节气体流量计(2.8)使硝化过程中溶解氧维持在1.5-2mg/L，用氢氧化钠调节pH值使其维持在8.0-8.5，静置沉淀30min-60min，开启排水阀Ⅱ(2.6)第二次出水进入第一中间水箱(3)；SBR排水比为0.4，每天运行3-4个周期，每个周期包括进水，缺氧搅拌，沉淀，排水，厌氧搅拌，曝气，沉淀，排水，闲置，在上述条件下运行SBR反应器(2)，当出水亚硝酸盐积累率大于90％且持续维持15天以上时，短程硝化反应器启动成功；2)Anammox/反硝化生物膜反应器的运行调节：进水采用NH4+-N与NO2--N质量比为1:1的人工配水，起始TN浓度为20mg/L并以20mg/L的梯度逐步增大氮负荷直到60mg/L，每次增大氮负荷的时间点是自养脱氮率超过95％且持续维持10天以上，最后完成对Anammox/反硝化生物膜反应器的厌氧氨氧化驯化处理；进水采用NH4+-N与NO2--N质量比为1:1且TN为60mg/L的人工配水，同时投加乙酸钠作为反硝化碳源使SCOD浓度为本文档来自技高网...

【技术保护点】
分段出水短程硝化‑Anammox/反硝化处理生活污水的装置，其特征在于：设有原水箱(1)、短程硝化反应器(2)、第一中间水箱(3)、第二中间水箱(4)、Anammox/反硝化生物膜反应器(5)；原水箱(1)设置有进水泵Ⅰ(1.1)，短程硝化反应器(2)中设置有温控装置(2.1)、搅拌装置(2.2)、pH测定仪(2.3)、DO测定仪(2.4)、排水阀Ⅰ(2.5)、排水阀Ⅱ(2.6)、曝气头(2.7)、排泥阀(2.8)、气体流量计(2.9)、空气阀(2.10)和空气压缩机(2.11)，第一中间水箱(3)设置有进水泵Ⅱ(3.1)，第二中间水箱(4)设置有进水泵Ⅲ(4.1)、进水阀(4.2)，Anammox/反硝化生物膜反应器(5)设置有集气装置(5.1)、出水管(5.2)、三相分离器(5.3)、填料(5.4)、加热带装置(5.5)、布水装置(5.6)、循环泵(5.7)、循环阀(5.8)、排空阀(5.9)；所述原水箱(1)通过进水泵Ⅰ(1.1)与短程硝化反应器(2)进水端相连接；短程硝化反应器(2)通过排水阀Ⅰ(2.5)、排水阀Ⅱ(2.6)与第一中间水箱(3)相连接；第一中间水箱(3)的出水端通过进水泵Ⅱ(3.1)与第二中间水箱(4)相连接；第二中间水箱(4)的出水端通过进水泵Ⅲ(4.1)、进水阀(4.2)与(5)Anammox/反硝化生物膜反应器相连接；Anammox/反硝化生物膜反应器(5)外侧设有集气装置(5.1)，顶部设有三相分离器(5.3)，三相分离器通过管道和循环泵(5.7)与反应器底部相连接进行内循环，通过出水管(5.2)进行排水；Anammox/反硝化生物膜反应器内部置有填料(5.4)，反应器壁缠有温控加热带装置(5.5)，底部设有布水装置(5.6)。...

【技术特征摘要】
1.分段出水短程硝化-Anammox/反硝化处理生活污水的装置，其特征在于：设有原水箱(1)、短程硝化反应器(2)、第一中间水箱(3)、第二中间水箱(4)、Anammox/反硝化生物膜反应器(5)；原水箱(1)设置有进水泵Ⅰ(1.1)，短程硝化反应器(2)中设置有温控装置(2.1)、搅拌装置(2.2)、pH测定仪(2.3)、DO测定仪(2.4)、排水阀Ⅰ(2.5)、排水阀Ⅱ(2.6)、曝气头(2.7)、排泥阀(2.8)、气体流量计(2.9)、空气阀(2.10)和空气压缩机(2.11)，第一中间水箱(3)设置有进水泵Ⅱ(3.1)，第二中间水箱(4)设置有进水泵Ⅲ(4.1)、进水阀(4.2)，Anammox/反硝化生物膜反应器(5)设置有集气装置(5.1)、出水管(5.2)、三相分离器(5.3)、填料(5.4)、加热带装置(5.5)、布水装置(5.6)、循环泵(5.7)、循环阀(5.8)、排空阀(5.9)；所述原水箱(1)通过进水泵Ⅰ(1.1)与短程硝化反应器(2)进水端相连接；短程硝化反应器(2)通过排水阀Ⅰ(2.5)、排水阀Ⅱ(2.6)与第一中间水箱(3)相连接；第一中间水箱(3)的出水端通过进水泵Ⅱ(3.1)与第二中间水箱(4)相连接；第二中间水箱(4)的出水端通过进水泵Ⅲ(4.1)、进水阀(4.2)与(5)Anammox/反硝化生物膜反应器相连接；Anammox/反硝化生物膜反应器(5)外侧设有集气装置(5.1)，顶部设有三相分离器(5.3)，三相分离器通过管道和循环泵(5.7)与反应器底部相连接进行内循环，通过出水管(5.2)进行排水；Anammox/反硝化生物膜反应器内部置有填料(5.4)，反应器壁缠有温控加热带装置(5.5)，底部设有布水装置(5.6)。2.应用权利要求1所述装置进行分段出水短程硝化-Anammox/反硝化处理生活污水的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)系统启动操作如下：1.1)分段出水短程硝化反应器的启动：以实际城市生活污水处理厂的硝化污泥为接种污泥注入短程硝化反应器(2)，控制污泥浓度为2500-4000mg/L，水力停留时间4-8h，污泥停留时间20-30天；1.2)Anammox/反硝化生物膜反应器的启动：以城市污水厌氧氨氧化反应器中的污泥为接种污泥，控制污泥浓度为5000-6000mg/L，投加到放置了填料的Anammox/反硝化生物膜反应器中，填充比为30％～50％，填料采用聚氨酯海绵填料，孔径20-25ppi，水力停留...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭永臻，王增花，王博，张琼，李夕耀，王淑莹，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11