城市生活污水内源短程反硝化耦合厌氧氨氧化脱氮除磷的方法和装置制造方法及图纸

城市生活污水内源短程反硝化耦合厌氧氨氧化脱氮除磷的装置和方法，属于污水生物处理领域。该装置包括原水箱，第一序批式反应器，中间水箱，第二序批式反应器组成。城市生活污水首先进入第一序批式反应器进行除磷、除有机物以及全程硝化；第二序批式反应器先进入部分生活污水厌氧搅拌，反硝化聚磷菌利用原水中的有机碳源合成内碳源且释磷，然后第二序批式反应器再进部分第一序批式反应器的出水发生反硝化除磷、内源短程反硝化耦合厌氧氨氧化反应，该工艺可以实现城市生活污水的脱氮除磷，相比于传统工艺能够节省曝气和有机碳源。该工艺的构建也为城市生活污水的深度处理与节能降耗提供了新技术。

Method and equipment of nitrogen and phosphorus removal by anaerobic ammonia oxidation coupled with endogenous short-cut denitrification in municipal domestic sewage

【技术实现步骤摘要】
城市生活污水内源短程反硝化耦合厌氧氨氧化脱氮除磷的方法和装置
本专利技术涉及一种城市生活污水内源短程反硝化耦合厌氧氨氧化脱氮除磷的装置和方法，属于城市生活污水生物处理的
，具体是原生活污水首先进入第一序批式反应器，第一序批式反应器通过A(厌氧)/O(好氧)模式的运行，能够在聚磷菌和硝化细菌的共同作用，实现生活污水在第一序批式反应器的除磷、除有机物和全程硝化的效果；第二序批式反应器首先进入部分城市生活污水厌氧搅拌，然后DPAOs反硝化聚磷菌利用原水中的挥发性脂肪酸合成内碳源PHA，同时DPAOs反硝化聚磷菌将体内的磷酸盐释放到体外，然后第二序批式反应器再进一部分第一序批式反应器的出水即硝化液，第二序批式反应器中挂有厌氧氨氧化菌的生物膜填料，在第二序批式反应器中进行的是反硝化除磷、内源短程反硝化耦合厌氧氨氧化反应，其中，城市生活污水提供氨氮(NH4+-N)和有机物，第一序批式反应器的出水提供硝氮(NO3--N)，因此，通过第一序批式反应器的除磷和除有机物以及第二序批式反应器的反硝化除磷、内源短程反硝化耦合厌氧氨氧化可以实现城市生活污水的同步脱氮除磷，同时该工艺相比于传统的工艺能够节省曝气能源和有机碳源。本专利技术能够充分利用原生活污水中的有机碳源，同时减少曝气过程中的耗氧量，能够降低城市生活污水处理过程中的运行费用。
技术介绍
近年来随着我国经济的快速发展，水体污染日益严重，由于氮磷过量排放导致的水体富营养化现象日益严重，这十分影响人类健康生长的环境和水域生态系统，因此对城市生活污水的处理刻不容缓，尤其是在脱氮除磷方面，制定的国家标准更加严格。传统的脱氮除磷方法曝气能耗和投加有机碳源带来的处理成本较为高昂，因此寻找一种低能耗高效率脱氮除磷的方法十分必要且意义重大。与传统的生物硝化/反硝化工艺相比较而言，新型的生物脱氮技术厌氧氨氧化它属于自养脱氮过程，厌氧氨氧化具有无需有机碳源，无需曝气和污泥产量低等优点，同时也能适用于城市生活污水的处理，但是厌氧氨氧化的底物需要有氨氮和亚硝酸盐，氨氮在城市生活污水中大量存在，易于获取，而传统的获取亚硝酸盐的方法是短程硝化，但是短程硝化受环境因素和水质波动较大，在生活污水中难以稳定维持，实际应用中，抑制和淘洗NOB需要联合多种控制策略，控制手段也较为复杂，而且短程硝化一旦被破坏，想要快速恢复起来十分困难，因此寻找一种稳定高效获取亚硝态氮的方法对于厌氧氨氧高效同时低能耗地深度脱氮至关重要。DEAMOX工艺(DEnitrifyingAMmoniumOXidation)是指反硝化细菌利用有机物将硝酸盐氮(NO3-)还原为亚硝态氮(NO2-)，然后亚硝态氮(NO2-)和氨氮(NH4+)在厌氧氨氧化菌的作用下进行厌氧氨氧化反应，生成11％的硝酸盐氮(NO3-)和氮气(N2)，它可以有效地解决在厌氧氨氧化过程中难以获取稳定的亚硝态氮(NO2-)的问题，同时由于DEAMOX工艺是在同一个反应器中进行短程反硝化反应和厌氧氨氧化反应，因此由于厌氧氨氧化反应产生的少量的硝酸盐氮(NO3-)在反应器中也能通过短程反硝化+厌氧氨氧化得到去除，因此总氮去除率可以得到进一步的提高，相比于传统的厌氧氨氧化工艺理论上最大去除率为89％而言，其DEAMOX工艺的出水总氮可以进一步的得到有效降低，去除效率也能得到进一步的提高。然而厌氧氨氧化细菌生长较慢，世代周期较长，在反应器中难以稳定持留，因此本实验采用投加填料挂生物膜的方式，这样在反应器中能够提高厌氧氨氧化菌的稳定持留，维持反应器内的厌氧氨氧化菌的生物量，从而能够提高反应器系统的脱氮效率和系统的稳定运行。
技术实现思路
本专利技术公开了一种城市生活污水内源短程反硝化耦合厌氧氨氧化脱氮除磷的装置和方法，具体是城市生活污水首先进入第一序批式反应器，通过A(厌氧)/O(好氧)运行的模式，首先进行厌氧搅拌聚磷菌释放磷，随后再进行曝气，进行聚磷菌的好氧吸磷和硝化细菌的全程硝化；与此同时，第二序批式反应器中进入部分生活污水，进行厌氧搅拌，反硝化聚磷菌则在厌氧释放磷的同时吸附原生活污水中的碳源贮存为自身的内碳源PHA，随后第一序批式反应器的出水再进入到第二序批式反应器中，进行缺氧搅拌，发生反硝化除磷，短程反硝化耦合厌氧氨氧化反应，静置之后沉淀排水，这样可以实现城市生活污水的同步脱氮除磷。一方面，由于内源短程反硝化提供亚硝基质较为稳定，厌氧氨氧化反应有稳定的反应底物，另一方面，反硝化除磷也能够实现“一碳两用”，节约能源，同时该工艺也能避免溶解氧和有机物对厌氧氨氧化的抑制作用，本专利技术能够充分利用原水中的有机碳源，同时实现较低能耗下的同步脱氮除磷。本专利技术的实现主要依靠城市生活污水内源短程反硝化耦合厌氧氨氧化装置，其特征在于，具体包括：原水箱(1)，第一序批式反应器(2)、第一蠕动泵(2.1)、第一搅拌装置(2.2)、第一pH/DO探头(2.3)、曝气盘(2.4)、曝气泵(2.5)、气体流量计(2.6)、第一电动排水阀(2.7)、排泥装置(2.8)、中间水箱(3)，第二序批式反应器(4)、第二蠕动泵(4.1)、第三蠕动泵(4.2)、第二搅拌装置(4.3)、第二pH/DO探头(4.4)、第二电动排水阀(4.5)以及出水箱(5)；同时第二序批式反应器(4)中还挂有厌氧氨氧化的填料，材料为聚乙烯的塑料环，比表面密度为450-500m2/m3，填料填充比为15％-20％。城市生活污水内源短程反硝化耦合厌氧氨氧化脱氮除磷的方法，其特征在于，包括以下过程：第一序批式反应器接种的是全程硝化污泥，接种后第一序批式反应器的污泥浓度MLSS为3000-4000mg/L；其中，第一序批式反应器的污泥停留时间控制在10-15天，不控制pH，第一序批式反应器的进水NH4+-N＝40-80mg/L，NH4+-N的去除率为95％-100％；第一序批式反应器(2)每周期依次经历进水阶段、厌氧释磷阶段、好氧吸磷以及好氧全程硝化阶段，沉淀和排水5个阶段，具体为：第一序批式反应器进水阶段由第一蠕动泵(2.1)从原水箱(1)进水，设定进水量为反应器的1/2-2/3，通过时控开关控制；厌氧释磷阶段由第一搅拌装置(2.2)进行泥水混合均匀，厌氧搅拌时间为2-3个小时；好氧吸磷和全程硝化阶段由曝气泵(2.5)提供溶解氧，通过气体流量计(2.6)控制溶解氧浓度为2-3mg/L，曝气时间为4-5个小时，之后沉淀时间设定为1-2个小时，待泥水分离后再通过第一电动排水阀(2.7)将上清液排入中间水箱(3)，排水比为50％-70％；第二序批式反应器接种的是反硝化除磷污泥，第二序批式反应器内同时还挂有厌氧氨氧化填料，材料为聚乙烯的塑料环，比表面密度为450-500m2/m3，填料填充比为15％-20％，保持第二序批式反应器的活性污泥浓度为3000-4000mg/L，污泥龄控制在15-20d，第二序批式反应器(4)先进入城市生活污水，充水比为30％-40％，然后DPAOs反硝化聚磷菌利用原水中的挥发性脂肪酸合成内碳源PHA，同时DPAOs反硝化聚磷菌将体内的磷酸盐释放到体外，此阶段控制第二序批式反应器(4)内DO＝0-0.02mg/L，ORP＝-150～250mv，pH＝6.5-7.5，反应时间为2-2.5h；然后再进第一序批式反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于城市生活污水内源短程反硝化耦合厌氧氨氧化脱氮除磷的装置，其特征在于：包括原水箱(1)，第一序批式反应器(2)、第一蠕动泵(2.1)、第一搅拌装置(2.2)、第一pH/DO探头(2.3)、曝气盘(2.4)、曝气泵(2.5)、气体流量计(2.6)、第一电动排水阀(2.7)、排泥装置(2.8)、中间水箱(3)，第二序批式反应器(4)、第二蠕动泵(4.1)、第三蠕动泵(4.2)、第二搅拌装置(4.3)、第二pH/DO探头(4.4)、第二电动排水阀(4.5)以及出水箱(5)；同时第二序批式反应器(4)中还挂有厌氧氨氧化的填料，材料为聚乙烯的塑料环，比表面密度为450‑500m

【技术特征摘要】
1.一种应用于城市生活污水内源短程反硝化耦合厌氧氨氧化脱氮除磷的装置，其特征在于：包括原水箱(1)，第一序批式反应器(2)、第一蠕动泵(2.1)、第一搅拌装置(2.2)、第一pH/DO探头(2.3)、曝气盘(2.4)、曝气泵(2.5)、气体流量计(2.6)、第一电动排水阀(2.7)、排泥装置(2.8)、中间水箱(3)，第二序批式反应器(4)、第二蠕动泵(4.1)、第三蠕动泵(4.2)、第二搅拌装置(4.3)、第二pH/DO探头(4.4)、第二电动排水阀(4.5)以及出水箱(5)；同时第二序批式反应器(4)中还挂有厌氧氨氧化的填料，材料为聚乙烯的塑料环，比表面密度为450-500m2/m3,填料填充比为15％-20％。2.应用权利要求1所述装置进行城市生活污水内源短程反硝化耦合厌氧氨氧化脱氮除磷的方法，其特征在于，具体包括以下过程：第一序批式反应器接种的是全程硝化污泥，接种后第一序批式反应器的污泥浓度MLSS为3000-4000mg/L；其中，第一序批式反应器的污泥停留时间控制在10-15天，不控制pH，第一序批式反应器的进水NH4+-N＝40-80mg/L，NH4+-N的去除率为95％-100％；第二序批式反应器接种的是反硝化除磷污泥，第二序批式反应器内同时还挂有厌氧氨氧化填料，材料为聚乙烯的塑料环，比表面密度为450-500m2/m3,填料填充比为15％-20％，保持第二序批式反应器的活性污泥浓度为3000-4000m...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭永臻，肖海克，张琼，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11