双短程反硝化厌氧氨氧化耦合反硝化除磷实现生活污水和硝酸盐废水同步脱氮除磷的工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种双短程反硝化厌氧氨氧化耦合反硝化除磷实现生活污水和硝酸盐废水同步脱氮除磷的工艺。装置包括：生活污水原水箱、SBR反应器、硝酸盐废水箱。工艺步骤：部分生活污水进入SBR反应器，聚磷菌和聚糖菌储存有机物为PHAs，同时聚磷菌释磷。随后二次进入生活污水以及硝酸盐废水进行缺氧搅拌，反硝化菌利用二次进水中的生活污水进行短程反硝化快速为厌氧氨氧化提供底物。在易降解有机物消耗结束后，由聚糖菌内源短程反硝化为厌氧氨氧化提供底物亚硝，实现双短程反硝化耦合厌氧氨氧化脱氮。同时，聚磷菌利用硝酸盐为电子受体进行反硝化吸磷同步脱氮除磷。此发明专利技术可以稳定实现低C/N生活污水协同硝酸盐废水同步脱氮除磷。磷。磷。

【技术实现步骤摘要】
双短程反硝化厌氧氨氧化耦合反硝化除磷实现生活污水和硝酸盐废水同步脱氮除磷的工艺


[0001]本专利技术涉及一种双短程反硝化厌氧氨氧化耦合反硝化除磷实现生活污水和硝酸盐废水同步脱氮除磷的工艺，属于污水生物处理


技术介绍

[0002]水体富营养化是由于过量的氮、磷元素排入水体，超过了水体环境容量而引发的水环境问题。水体富营养化会导致藻类的大量生长，从而引发水生生物的大量死亡。因此，对污水中氮、磷元素的去除必不可少，这也是污水处理厂的主要的污染物去除指标。传统的A2O前置反硝化工艺虽然具备同步脱氮除磷的潜力，但是往往由于生活污水低C/N比的特点，需要在运行中投加大量的外碳源，比如甲醇、乙酸钠等。此外，传统的脱氮途径需要将氨氮全部氧化为硝态氮，随后进行反硝化，曝气能耗大的同对碳源的需求量也大。因此对传统同步脱氮除磷工艺进行升级改造是实现节能降耗和可持续发展的必经之路。
[0003]自养的厌氧氨氧化工艺由于其不依赖有机碳源，可以直接将氨氮和亚硝态氮转化为氮气进行氮素削减而成为了污水脱氮领域的研究热门。然而，不稳定的亚硝供给始终限制着主流厌氧氨氧化工艺的应用。主流低基质条件下短程硝化(氨氮氧化为亚硝态氮)难以稳定维持制约了短程硝化/厌氧氨氧化系统的实际应用。而最近的研究证实了短程反硝化以及内源短程反硝化(硝态氮反硝化为亚硝态氮)均可以为厌氧氨氧化提供底物亚硝。短程反硝化过程理论可节约75％的反硝化碳源，极大地缓解了生活污水中有机物不足的难题。此外，短程反硝化的底物硝酸盐来源广泛，可来自于城市污水处理厂二级出水，高氨氮废水厌氧氨氧化出水，金属洗涤废水等。因此，厌氧氨氧化工艺具有同步处理生活污水和硝酸盐废水的潜力。通过内外源的短程反硝化(分别由聚糖菌和反硝化细菌主导)耦合厌氧氨氧化可实现快速和持续的亚硝供给。此外，由于短程反硝化对于碳源需求量较小，反硝化聚磷菌可以在厌氧段很好的储存这部分碳源，在随后的缺氧阶段以硝态氮为电子受体进行反硝化吸磷。总的来说，双短程反硝化厌氧氨氧化耦合反硝化除磷实现生活污水和硝酸盐废水同步脱氮除磷具有极高的应用价值，为污水生物处理提供了全新的思路。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出了一种双短程反硝化厌氧氨氧化耦合反硝化除磷实现生活污水和硝酸盐废水同步脱氮除磷的工艺，实现了低C/N生活污水和高浓度硝酸盐废水的同步脱氮除磷处理，解决了传统污水处理工艺外加碳源投入大，曝气能耗大，污泥产量高等突出问题。该专利技术创造性的提出通过两段进水的方式将短程反硝化和内源短程反硝化与厌氧氨氧化耦合，并在无曝气的条件下通过引入硝酸盐废水为反硝化和反硝化除磷过程提供电子供体。本专利技术充分利用了反硝化菌，内源性聚糖菌、反硝化聚磷菌以及厌氧氨氧化菌的优点，在它们的协同下可实现生活污水和硝酸盐废水的同步脱氮除磷，运行方式简单，处理负荷高，脱氮除磷效果优越，具备较强的推广应用潜力。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案来解决的：双短程反硝化厌氧氨氧化耦合反硝化除磷实现生活污水和硝酸盐废水同步脱氮除磷的工艺，其特征在于：
[0006]所用装置包括生活污水原水箱(1)、SBR反应器(2)、硝酸盐废水箱(3)；所述SBR反应器(2)设有搅拌装置(2.3)、pH/DO在线测定设备(2.4)、电动排水阀(2.5)、厌氧氨氧化填料(2.6)；
[0007]所述生活污水原水箱(1)通过进水泵(2.1)与SBR反应器(2)相连接，硝酸盐废水箱(3)通过进水泵(2.2)与SBR反应器(2)相连接。
[0008]所述方法包括如下步骤：
[0009]1)系统启动阶段：
[0010]SBR反应器(2)中接种污水处理厂普通剩余污泥，使混合后污泥浓度为2000
±
300mg/L，同时投加厌氧氨氧化海绵填料，填充比为40％～50％，构建一体化固定生物膜
‑
活性污泥(IFAS)系统。
[0011]2)运行阶段：
[0012]2.1)生活污水原水箱(1)中的生活污水通过进水泵(2.1)泵入SBR反应器(2)中，进水比为25％～30％，厌氧搅拌90～120min；
[0013]2.2)厌氧搅拌结束后，进行二次进水，生活污水原水箱(1)中的生活污水和硝酸盐废水箱(3)中的硝酸盐废水(300～800mg/L)分别通过进水泵(2.1)和(2.2)泵入SBR反应器(2)中，进水比分别为10～20％和5～10％，使得混合后硝酸盐与氨氮浓度比值为1.0～1.3，缺氧搅拌240～360min。缺氧阶段反应结束后，沉淀30min，随后通过电动排水阀(2.5)排水5min，排水比为50％，完成一个完整的处理周期。闲置60～120min后进行下一个周期，每天运行两个周期。
[0014]SBR反应器(2)运行过程中需要排泥以实现除磷，反应器絮体污泥浓度维持在2500
±
200mg/L，絮体污泥龄控制在20～25d。
[0015]本专利技术专利具有以下优势：
[0016]1)、同步实现生活污水和硝酸盐废水同步脱氮除磷：本专利技术通过内外源的短程反硝化为厌氧氨氧化提供稳定的亚硝来源并且通过反硝化聚磷菌一碳两用利用硝酸盐作为电子供体吸磷，实现了生活污水和硝酸盐废水同步深度脱氮除磷；
[0017]2)、运行管理简单，节能降耗效果明显：本专利技术无需曝气，不需要短程硝化厌氧氨氧化系统对溶解氧的严格控制，运行过程均在厌缺氧条件下完成，保证功能菌所需的厌氧环境的同时也节约了曝气能耗，在控制策略上简单高效。此外，本系统无需外加碳源即可实现生活污水和硝酸盐废水的同步处理，内外源代谢菌充分利用原水有机物，大量节约了碳源的投入；
[0018]3)、系统稳定性和鲁棒性强：本专利技术通过双短程反硝化为厌氧氨氧化提供底物亚硝，确保了反应器中厌氧氨氧化的良好活性，此外，还通过内源反硝化和反硝化除磷强化氮素的去除，对水质波动具有非常好的适应性。
附图说明
[0019]图1是双短程反硝化厌氧氨氧化耦合反硝化除磷实现生活污水和硝酸盐废水同步脱氮除磷的工艺示意图。
具体实施方式
[0020]下面结合附图和实施例详细说明本专利技术的实施方案：
[0021]如图1所示，所用装置包括生活污水原水箱(1)、SBR反应器(2)、硝酸盐废水箱(3)；所述SBR反应器(2)设有搅拌装置(2.3)、pH/DO在线测定设备(2.4)、电动排水阀(2.5)、厌氧氨氧化填料(2.6)；
[0022]所述生活污水原水箱(1)通过进水泵(2.1)与SBR反应器(2)相连接，硝酸盐废水箱(3)通过进水泵(2.2)与SBR反应器(2)相连接。
[0023]实验采用北京工业大学家属区生活污水作为原水，具体水质如下：COD浓度为165
‑
250mg/L，NH
4+
‑
N浓度54
‑
68mg/L，NO2‑
‑
N≤0.6mg/L，NO3‑
‑
N≤2mg/L。硝酸盐废水浓度为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.双短程反硝化厌氧氨氧化耦合反硝化除磷实现生活污水和硝酸盐废水同步脱氮除磷的工艺，其特征在于：所用装置包括生活污水原水箱(1)、SBR反应器(2)、硝酸盐废水箱(3)；所述SBR反应器(2)设有搅拌装置(2.3)、pH/DO在线测定设备(2.4)、电动排水阀(2.5)和厌氧氨氧化填料(2.6)；所述生活污水原水箱(1)通过进水泵(2.1)与SBR反应器(2)相连接，硝酸盐废水箱(3)通过进水泵(2.2)与SBR反应器(2)相连接；包括如下步骤：1)系统启动阶段：SBR反应器(2)中接种污水处理厂剩余污泥，污泥浓度为2000
±
300mg/L，同时投加厌氧氨氧化海绵填料，填充比为40％～50％，构建一体化固定生物膜
‑
活性污泥系统；2)运行阶段：2.1)生活污水原水箱(1)中的生活污水通过进...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭永臻，但琼鹏，王彤，李夕耀，张琼，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：