【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及同步实现生活污水有机质资源回收及碳氮污染物高效去除的装置与方法，属于生活污水生物脱氮。
技术介绍
1、生活污水中含有大量的有机物，目前大部分污水处理厂通过曝气来去除污水中的有机物，曝气过程会消耗大量的电能，能达到污水处理厂总能耗的50％-70％。厌氧消化，是一种典型的厌氧生物处理技术，其能够在厌氧的条件下，通过水解发酵菌、产氢产乙酸菌、同型产乙酸菌及产甲烷菌等细菌的作用，将复杂有机物分解成甲烷，同时促进污水中ph的降低。与通过曝气去除污水有机物的方法相比，厌氧消化无需曝气，节省100％曝气能耗；同时，反应产生的甲烷可以回收利用进行发电。既实现了对生活污水中有机资源的回收，同时也为嗜酸性短程硝化反应创造了酸性反应条件。
2、短程硝化是一个消耗碱度的过程，随着反应的进行，碱度逐渐降低，低碱度则会抑制短程硝化过程。而嗜酸性短程硝化过程与短程硝化过程相比有着过人之处，嗜酸性短程硝化细菌能够适应碱度逐渐降低的环境，在碱度匮乏的条件下仍能将污水中的nh4+继续氧化成no2-，同时能够降低污水的ph,在低ph的环境下，污水中的游离亚硝酸(fna)处于高浓度水平，能够稳定抑制污水中亚硝酸氧化细菌(nob)的活性，将nh4+氧化过程严格的控制在短程硝化阶段(nh4+→no2-)，避免nh4+过度氧化为no3-，进而实现对污水中nh4+深度转化。
3、作为一种清洁高效的新型生物脱氮技术，厌氧氨氧化工艺十分有发展前景。厌氧氨氧化菌在缺氧的条件下，以nh4+-n为电子供体，no2--n为电子受体，将nh4+-n氧化
4、本专利技术首次提出了同步实现生活污水有机质资源回收及碳氮污染物高效处理的装置与方法，用于实现生活污水的有机资源回收利用和深度脱氮处理。
技术实现思路
1、本专利技术提出的同步实现生活污水有机质资源回收及碳氮污染物高效去除的装置与方法，属于生活污水资源回收及生物处理
序批式厌氧生物反应器通过厌氧消化过程将生活污水中有机物代谢转化为生物质能源—甲烷，生成的甲烷通过气袋进行后续回收利用。厌氧消化反应器出水被引至碱度调节池，通过投加nahco3等碱性物质，控制调节池中污水co32-和nh4+摩尔比≤0.8，低于传统硝化过程nh4+被完全氧化为no-3所需的摩尔比(1:1)。调节池出水分别在嗜酸性短程硝化厌氧氨氧化反应器的好氧阶段和缺氧阶段初始，以1.32:1体积比分两次泵入。在反应器碱度匮乏的好氧阶段嗜酸性短程硝化严格将nh4+氧化控制在短程硝化阶段(nh4+→no2-)，避免进一步被氧化为no-3。随后停止曝气，二次进水，在缺氧阶段，生成的no2-和剩余的nh4+通过厌氧氨氧化反应同步转化为n2，实现含氮污染物的深度去除。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案来实验的：
3、同步实现生活污水有机质资源回收及碳氮污染物高效去除的装置，其特征在于，包括进水水箱(1)、序批式厌氧生物反应器(2)、碱度调节池(3)、嗜酸性短程硝化厌氧氨氧化反应器(4)、出水水箱(5)、自动控制系统(6)；
4、所述进水水箱(1)设有第一出水口(1.1)；所述序批式厌氧生物反应器(2)设有第一进水口(2.1)、第一进水蠕动泵(2.2)、气袋(2.3)、第二出水口(2.4)；所述碱度调节池(3)设有第二进水口(3.1)、第二进水蠕动泵(3.2)、第三出水口(3.3)、ph实时监测装置(3.4)、自动加药装置(3.5)；所述嗜酸性短程硝化厌氧氨氧化反应器设有第三进水口(4.1)、第三进水蠕动泵(4.2)、第四出水口(4.3)、空气压缩机(4.4)、气体流量计(4.5)、曝气砂头(4.6)、搅拌器(4.7)、ph/do实时监测装置(4.8)；所述出水水箱(5)设有第四进水口(5.1)、第四进水蠕动泵(5.2)；
5、进水水箱(1)第一出水口(1.1)通过第一进水蠕动泵(2.2)与序批式厌氧生物反应器(2)第一进水口(2.1)相连；序批式厌氧生物反应器(2)第二出水口(2.4)通过第二进水蠕动泵(3.2)与碱度调节池(3)第二进水口(3.1)相连；药品通过自动加药装置(3.5)加入到碱度调节池(3)中；碱度调节池(3)第三出水口(3.3)通过第三进水蠕动泵(4.2)与嗜酸性短程硝化厌氧氨氧化反应器(4)第三进水口(4.1)相连；空气通过空气压缩机(4.4)和曝气砂头(4.6)泵入嗜酸性短程硝化厌氧氨氧化反应器中；嗜酸性短程硝化厌氧氨氧化反应器(4)第四出水口(4.3)通过第四进水蠕动泵(4.2)与出水水箱(5)相连。
6、利用所述装置同步实现生活污水有机质资源回收及碳氮污染物高效去除的方法，其特征在于，包括以下过程：
7、1)向厌氧生物反应器、嗜酸性短程硝化厌氧氨氧化反应器中接种污泥,控制投加后各个反应器混合液污泥浓度分别为5500-6500mg/l、3500-4000mg/l。
8、2)将进水水箱中的生活污水泵入序批式厌氧生物反应器，厌氧生物反应过程能够产生甲烷，反应生成的甲烷排入气袋进行收集回收利用，反应后的污水沉淀20min后以50％的排水比排入碱度调节池。
9、3)打开第二进水蠕动泵将经过序批式厌氧生物反应器处理后的污水泵入碱度调节池中，通过ph实时监测装置监测污水的碱度，并通过自动控制系统控制自动加药装置向碱度调节池中投加nahco3等碱性物质，维持污水中co32-、nh4+二者的摩尔比≤0.8，将满足碱度条件的污水分别在嗜酸性短程硝化厌氧氨氧化反应器的好氧阶段和缺氧阶段的初始，以1.32:1体积比分两次泵入。
10、4)打开第三进水蠕动泵将碱度调节池中的一部分污水快速泵入嗜酸性短程硝化厌氧氨氧化反应器中，打开搅拌器和空气压缩机，控制嗜酸性短程硝化厌氧氨氧化反应器的溶解氧浓度在0.5-0.6mg/l。通过ph/do实时监测装置来监测嗜酸性短程硝化反应过程中系统ph变化进而控制系统的曝气时间。当反应过程中ph曲线出现拐点并停止下降时，自动控制系统控制关闭空气压缩机。再次打开第三进水蠕动泵，将碱度调节池中剩余部分污水泵入嗜酸性短程硝化厌氧氨氧化反应器中，反应进入厌氧氨氧化过程。
11、5)通过ph/do实时监测装置监测厌氧氨氧化过程中系统ph变化，当ph曲线出现拐点并停止上升时自动控制系统控制关闭搅拌器，沉淀20min后，由第四进水蠕动泵，通过第四出水口以70％的排水比将上清液排至出水水箱。
12、技术原理
13、本专利技术提出的同步实现生活污水有机质资源回收及碳氮污染物高效去除的装置与方法，属于生活污水资源回收及生物处理
序批式厌氧生物反应器通过厌氧消化过程能够将生活污水中有机物代谢转化为生物质能源—甲烷，生成的甲烷通过气袋进行后续回收利用。厌氧消化反应器出水被引至碱度调节本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.同步实现生活污水有机质资源回收及碳氮污染物高效去除的装置，其特征在于，包括进水水箱(1)、序批式厌氧生物反应器(2)、碱度调节池(3)、嗜酸性短程硝化厌氧氨氧化反应器(4)、出水水箱(5)、自动控制系统(6)；
2.利用权利要求1所述装置同步实现生活污水有机质资源回收及碳氮污染物高效去除的方法，其特征在于，包括以下过程：
【技术特征摘要】
1.同步实现生活污水有机质资源回收及碳氮污染物高效去除的装置，其特征在于，包括进水水箱(1)、序批式厌氧生物反应器(2)、碱度调节池(3)、嗜酸性短程硝化厌氧氨氧化反应器...
【专利技术属性】
技术研发人员：张方斋，杜子屹，任朝阳，高瑞恩，郝剑锋，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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