硝化/反硝化耦合硫自养反硝化/厌氧氨氧化强化生活污水深度脱氮的装置与方法，属于污水生物处理领域。硝化/反硝化反应器采用缺氧、好氧运行方式，排水比为70％；缺氧阶段，进水中有机碳源首先被反硝化消耗，用于去除上周期反应器内残留的NO3‑
【技术实现步骤摘要】
硝化/反硝化耦合硫自养反硝化/厌氧氨氧化强化生活污水深度脱氮的装置与方法
[0001]本专利技术涉及硝化/反硝化耦合硫自养反硝化/厌氧氨氧化强化生活污水深度脱氮的装置与方法，属于生活污水生物脱氮
技术介绍
[0002]“严格”控制城市污水处理厂出水中的氮含量是避免水体“富营养化”问题的重要举措。现阶段以“全程硝化
‑
反硝化”为主的城市污水脱氮技术，主要通过氨氧化菌(AOB)、亚硝酸盐氧化菌(NOB)和异养反硝化菌的共同作用实现，硝化阶段曝气能耗占污水处理厂总能耗的40％
‑
50％左右，而反硝化阶段则需要污水中的有机物作为电子供体，甚至需要投加碳源。“全程硝化
‑
反硝化”技术虽在实践中被证明是一种稳定的脱氮方式，但过程能耗巨大，不符合可持续发展的要求。如何实现稳定低耗的氮素脱除是城市污水生物脱氮领域未来研究的重点和难点。
[0003]NH
4+
+1.82O2+1.98HCO3‑
→
0.021C5H7O2N+0.98NO3‑
+1.041H2O+1.88H2CO3(1)
[0004]NO3‑
+1.08CH3OH+0.24H2CO3→
0.056C5H7NO2+0.47N2+1.68H2O+HCO3‑
(2)
[0005]在全球能源危机与资源匮乏的背景下，污水处理厂的功能已不仅是去除污染物，而是更加强调可持续和低碳减排的原则，甚至作为能源回收和输出的重要载体。因此，突破污水处理技术瓶颈和创新生物脱氮理论，以提高污染物去除效率、降低运行能耗，并最大程度减少对环境的负影响，是现阶段污水处理技术发展与革新的重要任务。
[0006]作为一种新型自养生物脱氮技术，厌氧氨氧化可以直接将NH
4+
‑
N和NO2‑
‑
N转化为N2，被认为是当前最经济环保，并且具有生物能源回收潜力的污水脱氮技术，适用于低C/N比城市生活污水。但是厌氧氨氧化过程每去除1molNH
4+
‑
N将代谢产生0.26molNO3‑
‑
N，厌氧氨氧化出水积累大量的NO3‑
‑
N是导致其出水不达标的主要原因。短程反硝化过程可以有效解决厌氧氨氧化出水硝氮高的问题，特别是以硫离子为电子受体的硫自养短程反硝化在处理厌氧氨氧化代谢产生的硝氮具有显著优势：
①
无需有机碳源，因而降低了处理成本和二次污染风险；
②
污泥产量极低，最大程度地减少了剩余污泥产量。本专利技术首次提出了硝化/反硝化耦合硫自养反硝化/厌氧氨氧化强化生活污水深度脱氮的装置与方法，用于实现城市生活污水的深度脱氮处理。
技术实现思路
[0007]本专利技术提出的硝化/反硝化耦合硫自养反硝化/厌氧氨氧化强化生活污水深度脱氮的装置与方法，属于生活污水生物脱氮
硝化/反硝化反应器采用缺氧、好氧运行方式，排水比为70％；缺氧阶段，进水中有机碳源首先被反硝化消耗，用于去除上周期反应器内残留的NO3‑
‑
N，缺氧搅拌结束后沉淀15min，以35％排水比排水至中间水箱；好氧阶段，反应器内剩余NH
4+
‑
N被全部氧化为NO3‑
‑
N，曝气结束后沉淀15min，以35％排水比排水至中间水箱。根据实际NO3‑
‑
N浓度投加适量S2‑
，控制S/NO3‑
‑
N质量比为0.57
‑
0.9。随后将含有
NH
4+
‑
N、NO3‑
‑
N和S2‑
的中间水箱污水引入硫自养短程反硝化/厌氧氨氧化反应器，在S2‑
为电子供体条件下，NO3‑
‑
N首先被硫自养短程反硝化还原为NO2‑
‑
N，生成的NO2‑
‑
N和剩余的NH
4+
‑
N被厌氧氨氧化同步去除转化为N2，实现对生活污水的深度脱氮处理。
[0008]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0009]硝化/反硝化耦合硫自养反硝化/厌氧氨氧化强化生活污水深度脱氮的装置与方法，其特征在于，包括原水水箱(1)、硝化/反硝化反应器(2)、中间水箱(3)、硫自养短程反硝化/厌氧氨氧化反应器(4)、出水水箱(5)、自动控制系统(6)；
[0010]所述进水水箱(1)设有第一出水口(1.1)；所述硝化/反硝化反应器(2)设有第一搅拌器(2.1)、第一在线监测装置(2.2)、第一进水蠕动泵(2.3)、第一进水口(2.4)、空气压缩机(2.5)、曝气砂头(2.6)、第二出水口(2.7)、第一出水蠕动泵(2.8)；所述中间水箱(3)设有第二进水口(3.1)、第三出水口(3.2)；所述硫自养短程反硝化/厌氧氨氧化反应器(4)设有第二搅拌器(4.1)、第三进水口(4.2)、第二进水蠕动泵(4.3)、第二出水蠕动泵(4.4)、第四出水口(4.5)、第二在线监测装置(4.6)；所述出水水箱(5)设有第四进水口(5.1)
[0011]进水水箱(1)第一出水口(1.1)通过第一进水蠕动泵(2.3)与短程硝化/厌氧氨氧化反应器(2)的第一进水口(2.4)相连；空气经过空气压缩机(2.5)和曝气砂头(2.6)打入硝化/反硝化反应器(2)；硝化/反硝化反应器(2)的第二出水口(2.7)通过第一出水蠕动泵(2.8)与中间水箱(3)的第二进水口(3.1)相连；中间水箱的第三出水口(3.2)通过第二进水蠕动泵(4.3)与硫自养短程反硝化/厌氧氨氧化反应器(4)的第三进水口(4.2)相连，硫自养短程反硝化/厌氧氨氧化(4)的第四出水口(4.5)通过第二出水蠕动泵(4.4)与出水水箱(5)第四进水口(5.1)相连。
[0012]利用所述装置实现生活污水的深度脱氮的方法，其特征在于，包括以下过程：
[0013]1)城市污水厂A2/O工艺二沉池排出的剩余污泥接种至硝化/反硝化反应器，接种后反应器内污泥浓度为3261
±
534mg/L；将处理城市污水的厌氧氨氧化活性污泥和处理S2‑
工业废水的活性污泥按体积比7:3接种至硫自养短程反硝化/厌氧氨氧化反应器，接种后反应器内污泥浓度为3765
±
423mg/L；
[0014]2)进水水箱中生活污水通过第一进水蠕动泵全部泵送至硝化/反硝化反应器，开启第一搅拌器，反应器内反硝化细菌利用进水中COD将上周期残留的NO3‑
‑
N还原去除，搅拌结束后反应器内只含有污染物NH
4+
‑
N，沉淀15min，以35％排水比将反应器内上清液排至中间水箱；
[0015]3)打开空气压缩机，在溶解氧浓度为1.5
‑
2.0mg/L的好氧条件下，硝化细菌将NH
4+
‑
N氧化为NO本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.硝化/反硝化耦合硫自养反硝化/厌氧氨氧化强化生活污水深度脱氮的装置，其特征在于，包括原水水箱(1)、硝化/反硝化反应器(2)、中间水箱(3)、硫自养短程反硝化/厌氧氨氧化反应器(4)、出水水箱(5)、自动控制系统(6)；所述进水水箱(1)设有第一出水口(1.1)；所述硝化/反硝化反应器(2)设有第一搅拌器(2.1)、第一在线监测装置(2.2)、第一进水蠕动泵(2.3)、第一进水口(2.4)、空气压缩机(2.5)、曝气砂头(2.6)、第二出水口(2.7)、第一出水蠕动泵(2.8)；所述中间水箱(3)设有第二进水口(3.1)、第三出水口(3.2)；所述硫自养短程反硝化/厌氧氨氧化反应器(4)设有第二搅拌器(4.1)、第三进水口(4.2)、第二进水蠕动泵(4.3)、第二出水蠕动泵(4.4)、第四出水口(4.5)、第二在线监测装置(4.6)；所述出水水箱(5)设有第四进水口(5.1)；进水水箱(1)第一出水口(1.1)通过第一进水蠕动泵(2.3)与短程硝化/厌氧氨氧化反应器(2)的第一进水口(2.4)相连；空气经过空气压缩机(2.5)和曝气砂头(2.6)打入硝化/反硝化反应器(2)；硝化/反硝化反应器(2)的第二出水口(2.7)通过第一出水蠕动泵(2.8)与中间水箱(3)的第二进水口(3.1)相连；中间水箱的第三出水口(3.2)通过第二进水蠕动泵(4.3)与硫自养短程反硝化/厌氧氨氧化反应器(4)的第三进水口(4.2)相连，硫自养短程反硝化/厌氧氨氧化(4)的第四出水口(4.5)通过第二出水蠕动泵(4.4)与出水水箱(5)第四进水口(5.1)相连。2.利用权利要求1所述装置实现晚期垃圾渗滤液深度脱氮的方法，其特征在于，包括以下过程：1)城市污水厂A2/O工艺二沉池排出的剩余污泥接种至硝化/反硝化反应器，接种后反应器内污泥浓度为3261
±
534mg/L；将处理城市污水的厌氧氨氧化活性污泥和处理S2‑
工业废水的活性污泥按体积比7:3接种至硫自养短程反硝化/厌氧氨氧化反应器，接种后反应器内污泥浓度为3765
±
423mg/L；2)进水水箱中生活污水通过第一进水蠕动泵全部泵送至硝化/反硝化反应器，开启第一搅拌器，反应器内反硝化细菌利用进水中有机碳源将上周期残留的NO3‑
‑
...
【专利技术属性】
技术研发人员：张方斋，彭永臻，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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