【技术实现步骤摘要】
本专利技术公开了一种利用间歇曝气和分段进水的方式强化城市污水双短程厌氧氨氧化的方法，属于污水处理领域。
技术介绍
1、传统硝化反硝化脱氮技术，受限于原水有限的碳源，很难满足日益严格的脱氮标准。加之硝化反硝化过程需要需要巨大的曝气能耗以及碳源消耗，使得传统的污水处理成为了一种高耗能过程。
2、以厌氧氨氧化为代表的自养脱氮技术因其节省曝气能耗、无需外加碳源等优势受到了广泛关注。而在处理低c/n比城市污水的系统中，厌氧氨氧化菌往往生长缓慢、持留困难、脱氮贡献率难以提高。目前，厌氧氨氧化反应所需底物亚硝主要可通过短程硝化、短程反硝化两个途径获得。将短程硝化、短程反硝化与厌氧氨氧化耦合，即双短程厌氧氨氧化技术。相较于广泛研究的pna技术，短程反硝化的加入，使好氧段硝化反应及缺氧段厌氧氨氧化反应产生的少量硝氮直接被还原为亚硝供厌氧氨氧化菌利用，可以有效提高厌氧氨氧化技术的最大脱氮效率。
3、将硝化反应控制在短程硝化阶段，可节省约60％的曝气能耗。而对于低c/n比的城市污水，短程硝化的稳定较难维持，nob难以抑制。在pna一体式工艺中通过间歇曝气维持短程硝化，是抑制nob的重要策略。另外，通过间歇曝气，可以控制系统亚硝浓度维持在较低水平，减轻高浓度亚硝对系统功能菌的抑制。
4、厌氧-好氧-缺氧的aoa运行模式下，氮去除主要依靠后置缺氧段的内源反硝化作用，可以充分利用原水中的碳源，具有节省碳源，节能降耗等优势，适合低c/n比生活污水深度脱氮。但现有内源反硝化工艺仍存在内碳源储存能力不足、内碳源利用耗时长、脱氮
5、基于主流城市污水处理中面临的问题和挑战，本专利技术以双短程厌氧氨氧化工艺为主导，通过分段进水技术使原水中的cod分别通过内源转化及外源吸收得到充分利用，克服内源反硝化耗时过长的问题；通过间歇曝气维持系统短程硝化稳定性，并控制系统亚硝浓度维持在较低水平，减轻因缺氧段亚硝浓度过高对微生物造成的毒害作用，为厌氧氨氧化菌提供更合适的生存环境，提高厌氧氨氧化脱氮贡献率。本专利技术为城市污水深度脱氮提供了稳定高效的新技术，促进双短程厌氧氨氧化工艺在污水处理中的推广应用。本研究为城市污水深度处理及节能降耗提供必要的理论基础和技术支撑，具有重要研究意义与应用价值。
技术实现思路
1、本专利技术提出了利用间歇曝气和分段进水的方式强化城市污水双短程厌氧氨氧化的方法。运用间歇曝气aoaoaoa的方式运行双短程厌氧氨氧化工艺，用于维持短程硝化稳定运行，为厌氧氨氧化菌提供稳定的底物来源；运用分段进水先将4/5的原水泵入sbr反应器，在厌氧条件下储存内碳源，剩余1/5原水在间歇曝气的第二个好氧末泵入，原水中的cod直接被反硝化菌利用。间歇曝气最后一段好氧-缺氧设置通过控制好氧及缺氧时间控制出水总氮维持在较低水平。该方法解决了双短程厌氧氨氧化工艺中涉及的短程硝化不稳定、短程反硝化碳源需求大、厌氧氨氧化脱氮贡献率低、内源反硝化耗时长等问题，为低c/n比城市污水的处理提供了新思路。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
3、一种利用间歇曝气和分段进水的方式强化城市污水双短程厌氧氨氧化的方法，其特征在于，包括以下步骤：
4、1)接种短程硝化絮体污泥至有效体积10l的sbr反应器，污泥浓度保持在3000～4000mg/l，污泥沉降时间按每5天减少5min的设置逐渐从30min降低至5min，不主动排泥。水力停留时间20h，排水比50％，每天运行两个周期，不控制温度。每个周期按照厌氧-好氧-缺氧aoa模式运行，驯化富集内源反硝化菌，厌氧2h，好氧2～3h，缺氧5～6h。好氧段溶解氧保持在0.5～2mg/l。原水为生活污水，氨氮浓度为55～65mg/l，cod/tin比为2～3。当系统运行30d以上，好氧末氨氮小于5mg/l、亚硝积累率大于90％，出水亚硝10～15mg/l，总氮去除率70％～80％，说明短程硝化-内源反硝化系统启动成功。
5、短程硝化-内源反硝化系统启动成功后，向反应器中接种厌氧氨氧化颗粒污泥和短程反硝化絮体污泥，使反应器中短程硝化絮体污泥、厌氧氨氧化颗粒污泥、短程反硝化絮体污泥的mlvss比为3:1:1。污泥浓度保持在3000～4000mg/l，污泥沉降时间保持在5min，不主动排泥。水力停留时间15h，排水比50％，每天运行三个周期，一个周期耗时7.5h，不控制温度。每个周期按照厌氧-好氧-缺氧-好氧-缺氧-好氧-缺氧aoaoaoa的方式运行，时间分别为1.5h，30min，30min，30min，3h，30min，1h。好氧段的溶解氧浓度控制在0.5～2mg/l。原水为生活污水，氨氮浓度为55～65mg/l，cod/tin比为2～3。运用分段进水先将4/5的原水泵入sbr反应器，剩余1/5原水在间歇曝气的第二个好氧末泵入。当系统运行90d以上，检测到好氧段亚硝积累率大于93％，缺氧段厌氧氨氧化脱氮贡献率为55％～60％，出水氨氮浓度小于5mg/l、亚硝浓度小于5mg/l、硝氮浓度小于1mg/l，总氮去除率大于85％，说明利用间歇曝气和分段进水的方式强化的城市污水双短程厌氧氨氧化工艺启动成功并稳定运行。
6、3)系统稳定运行过程时，一个典型周期为：先将4/5的原水泵入sbr反应器，经过2h的厌氧搅拌，原水中可生物利用的cod被储存为微生物内碳源；然后进行30min好氧曝气，短程硝化菌将进水中30％±3％的氨氮转化为亚硝，然后经过30min缺氧搅拌，共去除15％～20％的总氮；然后再进行30min好氧曝气，通过短程硝化反应将进水中30％±3％的氨氮转化为亚硝，在好氧末泵入剩余的1/5原水，接着进行3h的缺氧搅拌，共去除50％～55％的总氮。然后再进行30min好氧曝气和1h缺氧搅拌，去除20％～25％的总氮。系统总氮去除率保持在85％以上。
7、本专利技术提供的一种利用间歇曝气和分段进水的方式强化城市污水双短程厌氧氨氧化的方法，具有以下优势：
8、1)本专利技术构建双短程厌氧氨氧化工艺，通过短程硝化降低生物脱氮过程中所需曝气能耗，通过短程反硝化将好氧硝化及厌氧氨氧化反应产生的少量硝氮还原为亚硝，通过厌氧氨氧化自养脱氮减少缺氧段碳源需求量。
9、2)本专利技术通过间歇曝气强化系统短程硝化稳定性，使系统好氧段亚硝积累率大于90％。
10、3)本专利技术通过间歇曝气，使系统亚硝浓度始终小于15mg/l，减轻高浓度亚硝可能对微生物带来的毒害作用。通过调控曝气后缺氧段时间，为多途径脱氮提供了合适的环境。
11、4)本专利技术利用分段进水的方式，不仅通过厌氧段储存内碳源的方式减少了好氧段cod损失，抑制好氧异养菌繁殖，而且通过好氧末再次进水的方式为缺氧段反硝化补充外部碳源，为短程反硝化菌提供合适本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种利用间歇曝气和分段进水的方式强化城市污水双短程厌氧氨氧化的方法，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种利用间歇曝气和分段进水的方式强化城...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭永臻，崔艳如，王淑莹，张琼，李夕耀，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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