【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于污水处理，涉及一种基于功能菌富集构建短程反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水处理装置及方法。
技术介绍
1、随着经济的发展和人们生产活动的丰富，城市污水的排放量不断上升，城市污水中含有大量含氮污染物，若不进行处理或处理不达标，会对水、土壤及大气环境带来危害。目前，污水处理厂通常采用生物处理的方式进行脱氮，例如采用硝化、反硝化等方法，首先污水中的氨氮在好氧区被氧化为硝态氮，产生的硝态氮在缺氧区以碳源为电子受体实现反硝化脱氮，该过程会消耗大量有机碳源，但由于我国城市污水碳氮比严重失衡，很大程度上脱氮需要投加大量的外加碳源，导致运行成本增加；同时，该过程污水中近95％以上的氨氮通过氧气被氧化成硝态氮也将消耗大量的曝气能耗，即存在高能耗、高药耗、低效率等问题。
2、厌氧氨氧化技术是以氨氮为电子供体，以亚硝态氮为电子受体实现自养脱氮的工艺，该过程无需碳源，并能节省曝气能耗。亚硝酸盐作为该工艺的重要原料，是实现厌氧氨氧化工艺的重要因素，但亚硝态氮的来源较为困难。目前，城市污水处理系统中亚硝态氮的获取主要采用短程硝化和短程反硝化，但前者的反应过程并不稳定，后者更具有普适性和稳定性。因而，基于短程反硝化耦合厌氧氨氧化的工艺应运而生，以此解决城市污水生物脱氮存在的问题。
3、虽然反硝化耦合厌氧氨氧化技术的研究较为广泛，但基于现有的城市污水的特性，对于该技术的推广仍面临着短程反硝化难启动、长期运行困难的问题，其原因之一在于功能菌无法定向筛选富集。cn 114180715a公开了一种连续流短程反硝化耦合厌氧氨氧化强化菌
4、cn 113603210a公开了一种高密度短程反硝化颗粒污泥的驯化方法，该方法包括富集启动阶段和代谢控制阶段，前者包括向序批式反应器中接种活性污泥，然后加入混合液反应，反应后沉淀，排水，闲置；富集启动阶段结束后，通过排泥调整反应器内的污泥浓度，然后加入混合液进行反应，重复沉淀，排水，闲置的过程，直至形成污泥颗粒；该方法以甘油为碳源，在sbr中控制硝氮和甘油的浓度，以实现高密度短程反硝化颗粒污泥的驯化，但仅局限于短程反硝化阶段，未形成短程反硝化与厌氧氨氧化技术的耦合，缺少高cod浓度下异养菌与厌氧氨氧化菌的协同竞争调控策略。
5、现有的城市污水处理工艺通常采用连续推流式，该方式与采用序批式反应器处理相比，运行和调控过程更为复杂，但目前也并不具备高硝氮浓度下颗粒污泥造粒的水力条件，从而造成驯化的短程反硝化污泥容易流失，因而采用短程反硝化耦合厌氧氨氧化的方法连续处理城市污水时，需要从装置的结构以及碳源的投加控制等方面进行改进，以实现功能菌的富集强化，保证城市污水的脱氮处理能够快速、高效，且运行过程稳定。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种基于功能菌富集构建短程反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水处理装置及方法，所述装置通过aoa生物膜反应单元的结构划分，尤其是后置生物膜缺氧池的设置，以及甘油投加、反冲洗、曝气等结构单元的设置，能够有效实现短程反硝化功能菌的定向富集与持留，并通过生物膜的脱落回流实现异位功能菌的补充、富集、更新活化，有效提高城市污水的脱氮效率，城市污水连续处理负荷高，还可有效降低设备及工艺成本。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一方面，本专利技术提供了一种基于功能菌富集构建短程反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水处理装置，所述处理装置包括进水单元、aoa生物膜反应单元、甘油投加单元、反冲洗单元和曝气单元，所述aoa生物膜反应单元按污水流向依次包括前置生物膜缺氧池、生物膜好氧池和后置生物膜缺氧池，所述aoa生物膜反应单元中均接种有完成生物膜挂膜的填料；
4、所述进水单元的出口与前置生物膜缺氧池的入口相连，所述后置生物膜缺氧池的出口经外部管路连接至前置生物膜缺氧池，所述甘油投加单元的出口与后置生物膜缺氧池的入口相连，所述反冲洗单元的出口与前置生物膜缺氧池的底部相连，所述曝气单元与生物膜好氧池的底部相连。
5、本专利技术中，为实现城市含氮污水的连续高效处理，所述装置以aoa生物膜反应单元为主体，将其依次划分为前置生物膜缺氧池、生物膜好氧池和后置生物膜缺氧池，并在aoa生物膜反应单元的不同位置分别连接进水、甘油投加、反冲洗和曝气等结构单元，生物膜好氧池内将氨氮氧化为硝态氮，再进入后置生物膜缺氧池，通过甘油的投加可实现短程反硝化功能菌的定向富集，从而构建短程反硝化耦合厌氧氨氧化，处理液再回流到前置生物膜缺氧池，脱落的生物膜也会回流，从而在前置生物膜缺氧池中构建异位短程反硝化耦合厌氧氨氧化过程，综合实现污水中氨氮的高效脱除；
6、本专利技术中通过后置生物膜缺氧池中生物膜的脱落回流、前置生物膜缺氧池的填料拦截作用以及反冲洗作用，实现异位短程反硝化功能菌和厌氧氨氧化菌的补充、富集、更新活化，避免了进水碳氮比过高导致的短程反硝化破坏现象；所述装置的结构设计，使其无需考虑进水水量、水质的波动，也不受原水碳氮比、ph值、cod等的影响，处理负荷高；所述装置结构简单，设备成本较低，应用范围较广。
7、以下作为本专利技术优选的技术方案，但不作为本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本专利技术的技术目的和有益效果。
8、作为本专利技术优选的技术方案，所述进水单元包括进水池、进水泵和进水流量计，所述进水池的出口管路上依次经过进水泵和进水流量计，再连接至前置生物膜缺氧池。
9、优选地，所述前置生物膜缺氧池和生物膜好氧池、所述生物膜好氧池和后置生物膜缺氧池分别由第一隔板和第二隔板隔开。
10、优选地，所述前置生物膜缺氧池、生物膜好氧池和后置生物膜缺氧池的容积比为(1.5～2):(1.5～2):1，例如1.5:1.5:1、1.8:1.5:1、2:1.5:1、1.5:1.8:1、1.8:1.8:1、2:1.8:1、1.5:2:1、1.8:2:1或2:2:1等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
11、优选地，所述第一隔板和第二隔板的上部均设有连通口，所述连通口处设有进水阀。
12、本专利技术中，所述前置生物膜缺氧池主要用于原水中有机物和回流携带的硝态氮的去除，以避免原水中有机物浓度的波动对后续生物膜好氧池和后置生物膜缺氧池中功能菌活性的影响；在消除原水中有机物或碳氮比波动的因素条件下，更有本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于功能菌富集构建短程反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水处理装置，其特征在于，所述处理装置包括进水单元、AOA生物膜反应单元、甘油投加单元、反冲洗单元和曝气单元，所述AOA生物膜反应单元按污水流向依次包括前置生物膜缺氧池、生物膜好氧池和后置生物膜缺氧池，所述AOA生物膜反应单元中均接种有完成生物膜挂膜的填料；
2.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述进水单元包括进水池、进水泵和进水流量计，所述进水池的出口管路上依次经过进水泵和进水流量计，再连接至前置生物膜缺氧池；
3.根据权利要求1或2所述的处理装置，其特征在于，所述前置生物膜缺氧池、生物膜好氧池和后置生物膜缺氧池的底部分别设有第一上流式布水管、第二上流式布水管和第三上流式布水管；
4.根据权利要求1-3任一项所述的处理装置，其特征在于，所述甘油投加单元包括甘油储蓄池和甘油计量泵，所述甘油计量泵设置在甘油储蓄池与后置生物膜缺氧池的连接管路上；
5.根据权利要求1-4任一项所述的处理装置，其特征在于，所述装置还包括澄清池，所述前置生物膜缺氧池靠近生物膜好氧池一侧的侧壁上
6.根据权利要求1-5任一项所述的处理装置进行基于功能菌富集构建短程反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水处理方法，其特征在于，所述处理方法包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的处理方法，其特征在于，步骤(1)所述活性污泥包括硝化-反硝化活性污泥，所述填料包括塑料填料；
8.根据权利要求6或7所述的处理方法，其特征在于，步骤(2)所述装置的启动先是进行进水单元、AOA生物膜反应单元和曝气单元的启动，然后启动甘油投加单元，开始运行后定期启动反冲洗单元；
9.根据权利要求6-8任一项所述的处理方法，其特征在于，步骤(2)接种的厌氧氨氧化生物填料的填充比例为15％～30％；
10.根据权利要求6-9任一项所述的处理方法，其特征在于，步骤(3)所述后置生物膜缺氧池的搅拌周期为6～8天，每次搅拌时间为5～15min；
...【技术特征摘要】
1.一种基于功能菌富集构建短程反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水处理装置，其特征在于，所述处理装置包括进水单元、aoa生物膜反应单元、甘油投加单元、反冲洗单元和曝气单元，所述aoa生物膜反应单元按污水流向依次包括前置生物膜缺氧池、生物膜好氧池和后置生物膜缺氧池，所述aoa生物膜反应单元中均接种有完成生物膜挂膜的填料；
2.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述进水单元包括进水池、进水泵和进水流量计，所述进水池的出口管路上依次经过进水泵和进水流量计，再连接至前置生物膜缺氧池；
3.根据权利要求1或2所述的处理装置，其特征在于，所述前置生物膜缺氧池、生物膜好氧池和后置生物膜缺氧池的底部分别设有第一上流式布水管、第二上流式布水管和第三上流式布水管；
4.根据权利要求1-3任一项所述的处理装置，其特征在于，所述甘油投加单元包括甘油储蓄池和甘油计量泵，所述甘油计量泵设置在甘油储蓄池与后置生物膜缺氧池的连接管路上；
5.根据权利要求1-4任一项所述的处理装置，其特征在于，所述装置还包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：庞洪涛，杨慎华，张璐晶，江乐勇，孙事昊，呼广辉，
申请(专利权)人：信开环境投资有限公司，
类型：发明
国别省市：
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