本实用新型专利技术提供一种污泥发酵原位反硝化耦合厌氧氨氧化集污泥减量的装置，设有污泥发酵原位反硝化耦合厌氧氨氧化主反应器（5）、硝化液进水池（1）、储泥池（2）、出水池（3）、排泥池（4），进水池（1）通过进水泵（19）与主反应器（5）的进水口相连、储泥池（2）通过进泥泵（20）与主反应器（5）的进泥口相连，主反应器（5）的排水口通过阀门（17）与排水池（3）相连，主反应器（5）的排泥口通过阀门（18）与排泥池（4）相连。本实用新型专利技术装置结构简单，改造容易，适用于低碳氮比废水硝化出水的深度处理，出水总氮浓度大大降低，同时实现了污水处理厂污泥的初步减量化。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种低碳氮比污水的生物处理技术，属于污水污泥的生物处理
通过水解酸化菌、反硝化菌和厌氧氨氧化菌的共同作用，在同一空间内实现废水总氮的高效去除及污泥的减量。具体是在单一反应器内，利用初沉污泥在水解酸化过程产生的短链脂肪酸将N03_-N还原为Ν02_-Ν和N2,并通过厌氧氨氧化反应将反硝化过程积累的NO2--N与水解酸化过程释放的氨氮得以去除。从而使出水总氮浓度大大降低，解决了低碳氮比污水脱氮难题。本技术适用于低碳氮比废水硝化出水的深度处理，同时实现了污水处理厂污泥的初步减量化。
技术介绍
随着国家对污水排放标准的提高，我国目前大概有95%的污水厂都难以达到现有标准，都需要升级改造，而改造过程中一个重要指标就是出水总氮达到排放标准。在污水的生物脱氮过程中，需要有机物作为碳源，一般认为碳氮比大于6利于反硝化作用进行完全，但我国城市污水(尤其是南方城市)碳氮比普遍较低，无法满足反硝化过程的需要。因此，碳源不足成为我国污水处理厂出水达不到标准的关键原因。另一方面，随着活性污泥法的大量应用，污水厂每天会产生大量的污泥，其处理成本高昂，大约占一个污水厂总成本的40%，且污泥的处理处置过程会引起二次污染。因此，如何经济高效地处置污水厂的污泥也是一个亟待解决的问题。目前，利用污泥发酵产碳源来强化低碳氮比污水的脱氮已有报道，但在污泥的水解酸化过程中会释放大量氨氮，高永青等在研究pH值对剩余污泥的水解酸化时，其实验结果得出氨氮的最大释放量达到200mg/L。因此利用污泥水解酸化来强化反硝化脱氮，虽然出水总氮浓度大大降低，但 由于氨氮浓度过高，最终还是难以达到排放标准。污泥发酵原位反硝化耦合厌氧氨氧化系统从根本上解决了上述问题，通过污泥水解酸化产生的碳源来进行反硝化，水解酸化过程产生的氨氮与反硝化过程产生的亚硝态氮进行厌氧氨氧化反应，并结合过程控制的方法，在充分利用污泥水解酸化产生碳源进行反硝化的同时，利用厌氧氨氧化反应去除水解酸化过程产生的氨氮，使出水总氮最终达到国家一级A标准。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种利用污泥水解酸化产生的碳源强化低碳氮比污水的反硝化作用，同时实现污泥的减量，并同步去除水解酸化过程产生的氨氮的装置。以实现低碳氮比污水的深度脱氮，同时完成污泥的初步减量化。本技术的技术方案为:一种利用污泥水解酸化产生的碳源强化低碳氮比污水的反硝化作用，同时实现污泥的减量，并同步去除水解酸化过程产生的氨氮的新装置，如图1，该装置设有污泥发酵原位反硝化耦合厌氧氨氧化反应器5，反硝化菌和水解酸化菌以絮体状生长于反应器内，厌氧氨氧化菌附着在海绵填料载体表面，通过栅格14使其浸没在液面以下。硝化液进水池1、储泥池2、排水池3及排泥池4 ;进水池I通过进水泵19与主反应器5的进水口相连、储泥池2通过进泥泵20与主反应器5的进泥口相连，主反应器5的排水口通过阀门17与排水池3相连，主反应器5的排泥口通过阀门18与排泥池4相连。主反应器5采用圆柱形密闭结构，其柱体上端中部设有水封装置21和搅拌装置9。反应器上方顶盖设有集气口 22，集气口通过缓冲瓶连接集气袋；主反应器5中产生的气体通过集气口 22由缓冲瓶11进入集气罐10，主反应器上方还设有温控系统，其由加热棒12、温度探头13和温控装置8组成，用于提供适宜的反应温度，主反应器5两侧安装有pH测定仪6和ORP测定仪7，用于实时监测反应的进程。本技术提供的污泥发酵原位反硝化耦合厌氧氨氧化装置的操作主要包含以下过程:I)系统启动:取污水处理厂排放的剩余污泥和厌氧消化所排污泥，按1:1的体积比混合，添加到反应器内，保持反应区污泥浓度在6000-8000mgMLSS/L。将进水池中硝化液打入主反应器中，开启搅拌装置，反应12h后沉淀排水，每一周期添加1/10反应器有效容积的剩余污泥，排水结束后排出等体积的混合污泥，每一周期进入1/2反应器有效容积的高氨氮废水短程硝化液，硝化液中NO2--N= 180-280mg/L，N03--N=0_30mg/L，连续运行15个周期，系统中水解酸化菌和反硝化菌得到一定的富集，将附着在海绵填料上的厌氧氨氧化菌接种到反应器中，并用栅格固定上，使海绵填料悬浮于反应器内并浸没在液面以下，厌氧氨氧化菌污泥浓度控制在300-500mgMLSS/L，再运行15个周期，系统出水TN浓度小于30mg/L ；2)连续运行:系统启动成功后，将进入连续运行阶段，包含以下几个过程:I加泥:开启进泥泵，将储泥池中剩余污泥打入主反应器中，进泥体积为反应器有效容积的1/10，进泥结束后，进入下一道工序；II进水:进水泵开启的同时，打开温控系统和搅拌装置，将温度设置为30摄氏度，先将1/4反应器有效容积的硝化液注入主反应器，反应6h后，再将另外的1/4反应器有效容积的硝化液注入主反应器中；III沉淀:当系统中ORP测定仪数值小于-300IW或pH测定仪中数值不再上升时，关闭搅拌装置，主反应器开始进入沉淀阶段，同时，关闭温控系统，沉淀Ih后，进入下一道工序；IV排水:打开排水阀，系统开始排水，排水体积为反应器有效容积的1/2，排水结束后，进入下一道工序；V排泥:排水结束后，开启搅拌装置和排泥泵，待系统内混匀后，排出反应器有效容积1/10的混合污泥；W闲置:排泥结束后，关闭搅拌装置，系统开始进入闲置阶段。闲置Ih后，从工序I开始循环，进入下一个周期。污泥在水解酸化过程中产生短链脂肪酸，通过引入硝化液，使其进行反硝化作用。在no3_-n还原过程中，低浓度碳源易形成no2_-n的积累，水解酸化产碳源过程是缓慢进行的，系统中必会有一定的NO2--N累积；另外，污泥水解酸化过程会释放一定的氨氮，两者通过厌氧氨氧化菌的作用而被去除，从而使系统出水总氮浓度大大降低。从微生物学角度上讲，水解酸化细菌、反硝化细菌和厌氧氨氧化细菌能够很好的共存于一个系统中，首先，系统中低浓度的COD不会抑制厌氧氨氧化菌的作用，相反，有研究表明会有一定的促进作用；其次，在污泥的水解酸化过程中，其释放的短链脂肪酸和氨氮的过程是缓慢的，当系统中产生一点碳源，由于亚硝酸盐氮的存在，会被迅速消耗，而释放的氨氮与系统中的亚硝酸盐氮通过厌氧氨氧化菌的作用，也会慢慢的被去除，由于产生的短链脂肪酸和氨氮立即被消耗，这又促进了水解酸化的进程；另外，反硝化过程和厌氧氨氧化过程会使系统pH值升高,而水解酸化过程会使PH值降低，三者的共同作用，可以使系统维持在一个相对稳定的外部环境。本技术的技术优势主要体现在:I)利用污水厂自身排放的污泥作为反硝化碳源，节省了因外加碳源而产生的费用；2)系统运行过 程中，污泥进行了减量化，同时系统排放的污泥由于经过硝化液的作用，其脱水性能有很大提高，减轻了后续处理；3)很好的解决了污泥在水解酸化过程中释放的氨氮，系统出水总氮能达到国家标准，无需太多后处理就可以排放；4)采用海绵填料将厌氧氨氧化菌固定，排泥时不会导致厌氧氨氧化菌的流失。5)装置结构简单，改造容易，可通过初沉池等进行改造形成。附图说明图1为污泥发酵原位反硝化耦合厌氧氨氧化集污泥减量装置的结构示意图。图1中，I为硝化液进水池；2为储泥池；3为出水池；4为排泥池；5为污泥发酵同步反硝化厌氧氨氧化主反本文档来自技高网...
【技术保护点】
污泥发酵原位反硝化耦合厌氧氨氧化集污泥减量的装置，其特征在于：包括硝化液进水池（1）、储泥池（2）、出水池（3）、排泥池（4）、污泥发酵同步反硝化厌氧氨氧化主反应器（5）、pH测定仪（6）、ORP测定仪（7）、温控装置（8）、搅拌装置（9）、集气袋（10）、缓冲瓶（11）、加热棒（12）、温度探头（13）、栅格（14）、海绵填料（15）、取样口（16）、排水阀（17）、排泥阀（18）、进水泵（19）、进泥泵（20）、水封装置（21）、集气口（22）；进水池（1）通过进水泵（19）与主反应器（5）的进水口相连、储泥池（2）通过进泥泵（20）与主反应器（5）的进泥口相连，主反应器（5）的排水口通过阀门（17）与排水池（3）相连，主反应器（5）的排泥口通过阀门（18）与排泥池（4）相连；主反应器（5）采用密闭结构，内部装有附着有厌氧氨氧化菌的海绵填料，通过栅格（14）使其浸没在液面以下；主反应器（5）设有水封装置（21）和搅拌装置（9），上方设有集气口（22），集气口（22）通过缓冲瓶（11）连接集气袋（10）；主反应器（5）还设有温控系统，由加热棒（12）、温度探头（13）和温控装置（8）组成，并安装有pH测定仪（6）和ORP测定仪（7）。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王淑莹，操沈彬，吴程程，杜睿，彭永臻，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：实用新型
国别省市：
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