申請(qǐng)日2015.09.13

　　公開(公告)日2016.01.06

　　IPC分類號(hào)C02F9/14

　　摘要

　　好氧吸磷與半短程硝化耦合厭氧氨氧化雙顆粒污泥系統(tǒng)深度脫氮除磷的方法屬于污水生物處理領(lǐng)域。該系統(tǒng)包括城市污水原水水箱，A/O-SBR反應(yīng)器，Anammox-SBR反應(yīng)器，PLC控制箱，計(jì)算機(jī)。城市污水首先進(jìn)入A/O-SBR反應(yīng)器，進(jìn)行厭氧釋磷反應(yīng)，控制DO<0.2mg/L，反應(yīng)結(jié)束后開始曝氣，進(jìn)行好氧吸磷與半短程硝化，通過(guò)計(jì)算機(jī)輸出控制硝化過(guò)程，反應(yīng)完成后靜置沉淀，排水進(jìn)入Anammox-SBR反應(yīng)器，進(jìn)行厭氧氨氧化作用，反應(yīng)結(jié)束后靜沉排水，采集出水氨氮和亞硝態(tài)氮濃度，根據(jù)其調(diào)整反應(yīng)時(shí)間。本發(fā)明充分發(fā)揮了顆粒污泥和自養(yǎng)脫氮的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)在線實(shí)時(shí)控制，優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行，自動(dòng)化程度高，可控性好，可實(shí)現(xiàn)低C/N生活污水的深度脫氮除磷。

　　摘要附圖

 

　　權(quán)利要求書

　　1.好氧吸磷與半短程硝化耦合厭氧氨氧化深度脫氮除磷的雙顆 粒污泥系統(tǒng)，其特征在于：

　　包括城市污水原水水箱(1)、A/O-SBR反應(yīng)器(2)、Anammox-SBR 反應(yīng)器(3)、PLC控制箱(20)、計(jì)算機(jī)(21);其中所述城市污水原 水水箱(1)通過(guò)第一進(jìn)水泵(4)與A/O-SBR反應(yīng)器(2)相連接; 所述A/O-SBR反應(yīng)器(4)設(shè)有第一攪拌器(6)、氣泵(8)、曝氣頭 (9)、氣體流量計(jì)(10)、第一排水閥(11)、排泥閥(13)、DO傳感 器(14)、第一NH4+傳感器(15)、第一NO2-傳感器(16)、NO3-傳感 器(17)，通過(guò)第二進(jìn)水泵(5)連接Anammox-SBR反應(yīng)器(3);所 述Anammox-SBR反應(yīng)器(3)設(shè)有第二攪拌器(7)、第二排水閥(12)、 第二NH4+傳感器(18)、第二NO2-傳感器(19);所述PLC控制箱(20) 連接DO傳感器(14)、第一NH4+傳感器(15)、第一NO2-傳感器(16)、 NO3-傳感器(17)、第二NH4+傳感器(18)、第二NO2-傳感器(19) 和計(jì)算機(jī)(21);所述計(jì)算機(jī)(21)實(shí)時(shí)接收并轉(zhuǎn)化、輸出各傳感器 采集到的信號(hào)，在線監(jiān)測(cè)A/O-SBR反應(yīng)器(2)內(nèi)的DO濃度、氨氮 濃度、亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮濃度以及Anammox-SBR反應(yīng)器(3)內(nèi)的 氨氮濃度、亞硝態(tài)氮濃度。

　　2.應(yīng)用權(quán)利要求1所述的好氧吸磷與半短程硝化耦合厭氧氨氧 化雙顆粒污泥系統(tǒng)深度脫氮除磷的方法，其特征在于：

　　1)城市污水由城市污水原水水箱(1)經(jīng)第一進(jìn)水泵(4)進(jìn)入 A/O-SBR反應(yīng)器(2)，進(jìn)水結(jié)束后，第一攪拌器(6)開始攪拌，進(jìn) 行厭氧釋磷反應(yīng)，控制DO<0.2mg/L，攪拌器轉(zhuǎn)速為60～80r/min，避 免轉(zhuǎn)速過(guò)快破壞好氧吸磷與半短程硝化顆粒污泥，厭氧反應(yīng) 90～120min;

　　2)厭氧反應(yīng)結(jié)束后，第一攪拌器(6)停止攪拌，氣泵(8)開 啟，通過(guò)氣體流量計(jì)(10)控制DO為1～3mg/L，進(jìn)行好氧吸磷與半 短程硝化反應(yīng);DO傳感器(14)、第一NH4+傳感器(15)、第一NO2-傳感器(16)和NO3-傳感器(17)將采集到的信號(hào)傳輸至PLC控制 箱(20)和計(jì)算機(jī)(21);

　　3)計(jì)算機(jī)(21)實(shí)時(shí)接收并轉(zhuǎn)化、輸出各傳感器采集到的信號(hào)， 在線監(jiān)測(cè)A/O-SBR反應(yīng)器(2)內(nèi)的DO濃度、氨氮濃度、亞硝態(tài)氮 濃度和硝態(tài)氮濃度，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)調(diào)整運(yùn)行參數(shù)、控制硝化過(guò) 程，當(dāng)氨氮與亞硝態(tài)氮質(zhì)量濃度之比為1:1～1:1.32時(shí)停止曝氣，將硝 化控制在半短程階段;

　　4)曝氣結(jié)束后，氣泵(8)關(guān)閉，靜置沉淀10min后泥水分離， 上清液通過(guò)第二進(jìn)水泵(5)注入Anammox-SBR反應(yīng)器(3);剩余 污泥經(jīng)排泥閥(13)排出，控制污泥齡10～12d，污泥濃度 2500～3000mg/L;

　　5)上清液注入Anammox-SBR反應(yīng)器(3)后，第二攪拌器(7) 開始攪拌，Anammox菌將其中的氨氮與亞硝態(tài)氮經(jīng)厭氧氨氧化作用 轉(zhuǎn)化為氮?dú)馊コ�，控制攪拌器轉(zhuǎn)速為60～80r/min，避免轉(zhuǎn)速過(guò)快破壞 厭氧氨氧化顆粒污泥;第二NH4+傳感器(18)和第二NO2-傳感器(19) 在線采集氨氮和亞硝態(tài)氮濃度，當(dāng)氨氮或亞硝態(tài)氮質(zhì)量濃度小于 1mg/L時(shí)停止攪拌，反應(yīng)結(jié)束;

　　6)厭氧氨氧化作用結(jié)束后，靜置沉淀10min進(jìn)行泥水分離，上 清液經(jīng)第二排水閥(12)排出。

　　說(shuō)明書

　　好氧吸磷與半短程硝化耦合厭氧氨氧化雙顆粒污泥系統(tǒng)深度脫氮除磷的方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及好氧吸磷與半短程硝化耦合厭氧氨氧化雙顆粒污泥系統(tǒng)深度脫氮除磷的 方法，屬于污水生物處理技術(shù)領(lǐng)域。

　　背景技術(shù)

　　近年來(lái)，由于水體“富營(yíng)養(yǎng)化”問(wèn)題愈發(fā)突出，污水排放標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格，污水處理技 術(shù)已經(jīng)從單一去除有機(jī)物為目的的階段進(jìn)入到去除有機(jī)物的同時(shí)脫氮除磷的深度處理階 段。

　　在傳統(tǒng)生物同時(shí)脫氮除磷系統(tǒng)中，氮和磷的去除是分別由污泥中同時(shí)存在的硝化菌、 反硝化菌和聚磷菌等菌群完成的，而這些菌群在生活習(xí)性方面存在一定的差異，如硝化菌 的世代期長(zhǎng)于聚磷菌，而在工藝設(shè)計(jì)中為使出水總氮能夠達(dá)標(biāo)，一般采取較長(zhǎng)的污泥齡， 這便影響了磷的去除效果;此外，聚磷菌與反硝化菌會(huì)競(jìng)爭(zhēng)污水中的碳源，而城市污水的 C/N一般較低，其中的碳源不能同時(shí)滿足二者的需要，因此，傳統(tǒng)的生物脫氮除磷工藝很 難達(dá)到良好的脫氮除磷效果。

　　厭氧氨氧化技術(shù)，是指在厭氧條件下，以氨氮為電子供體、亞硝態(tài)氮為電子受體，將 氨氮與亞硝態(tài)氮同時(shí)轉(zhuǎn)化為氮?dú)獾倪^(guò)程，期間不消耗有機(jī)碳源，克服了傳統(tǒng)脫氮除磷工藝 碳源不足的缺點(diǎn)，而且可以節(jié)省曝氣所需要的能源，剩余污泥量也大大降低。

　　然而為實(shí)現(xiàn)厭氧氨氧化，就需要有氨氮與亞硝態(tài)氮分別作為反應(yīng)的電子供體與電子受 體。本發(fā)明通過(guò)將聚磷菌和短程硝化菌與厭氧氨氧化菌相分開，創(chuàng)造對(duì)其各自有利的微生 態(tài)環(huán)境，并通過(guò)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制變量，不斷優(yōu)化運(yùn)行方案，可以穩(wěn)定的維持半短程 硝化，實(shí)現(xiàn)氮磷的同步高效去除。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　針對(duì)當(dāng)前生活污水C/N低，傳統(tǒng)脫氮除磷工藝脫氮除磷效果不好，能耗大等問(wèn)題，本 發(fā)明提供的是一種好氧吸磷與半短程硝化耦合厭氧氨氧化雙顆粒污泥系統(tǒng)深度脫氮除磷 的方法，在解決傳統(tǒng)脫氮除磷工藝碳源不足問(wèn)題的同時(shí)，可以節(jié)省曝氣所需要的能源，同 時(shí)采用實(shí)時(shí)控制，提高裝置的可控性和靈活性，實(shí)現(xiàn)氮磷的同步深度去除。

　　好氧吸磷與半短程硝化耦合厭氧氨氧化深度脫氮除磷的雙顆粒污泥系統(tǒng)，其特征在 于：包括城市污水原水水箱(1)、A/O-SBR反應(yīng)器(2)、Anammox-SBR反應(yīng)器(3)、 PLC控制箱(20)、計(jì)算機(jī)(21);其中所述城市污水原水水箱(1)通過(guò)第一進(jìn)水泵(4) 與A/O-SBR反應(yīng)器(2)相連接;所述A/O-SBR反應(yīng)器(4)設(shè)有第一攪拌器(6)、氣泵 (8)、曝氣頭(9)、氣體流量計(jì)(10)、第一排水閥(11)、排泥閥(13)、DO傳感 器(14)、第一NH4+傳感器(15)、第一NO2-傳感器(16)、NO3-傳感器(17)，通過(guò) 第二進(jìn)水泵(5)連接Anammox-SBR反應(yīng)器(3)，主要進(jìn)行好氧吸磷與半短程硝化反應(yīng); 所述Anammox-SBR反應(yīng)器(3)設(shè)有第二攪拌器(7)、第二排水閥(12)、第二NH4+傳感器(18)、第二NO2-傳感器(19)，主要進(jìn)行厭氧氨氧化作用;所述PLC控制箱(20) 連接DO傳感器(14)、第一NH4+傳感器(15)、第一NO2-傳感器(16)、NO3-傳感器 (17)、第二NH4+傳感器(18)、第二NO2-傳感器(19)和計(jì)算機(jī)(21);所述計(jì)算機(jī) (21)實(shí)時(shí)接收并轉(zhuǎn)化、輸出各傳感器采集到的信號(hào)，在線監(jiān)測(cè)A/O-SBR反應(yīng)器(2)內(nèi) 的DO濃度、氨氮濃度、亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮濃度以及Anammox-SBR反應(yīng)器(3)內(nèi)的氨氮 濃度、亞硝態(tài)氮濃度。

　　利用好氧吸磷與半短程硝化耦合厭氧氨氧化雙顆粒污泥系統(tǒng)深度脫氮除磷的方法，主 要包括以下步驟：

　　1)城市污水由城市污水原水水箱(1)經(jīng)第一進(jìn)水泵(4)進(jìn)入A/O-SBR反應(yīng)器(2)， 進(jìn)水結(jié)束后，第一攪拌器(6)開始攪拌，控制DO<0.2mg/L，聚磷菌利用城市污水中的有 機(jī)物合成PHA，同時(shí)進(jìn)行厭氧釋磷反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間90～120min;控制攪拌器轉(zhuǎn)速為 60～80r/min，避免轉(zhuǎn)速過(guò)快破壞好氧吸磷與半短程硝化顆粒污泥;

　　2)厭氧反應(yīng)結(jié)束后，第一攪拌器(6)停止攪拌，同時(shí)氣泵(8)開啟，通過(guò)氣體流 量計(jì)(10)控制DO為1～3mg/L，聚磷菌以氧氣為電子受體，以厭氧段合成的PHA為電子 供體進(jìn)行好氧吸磷，同時(shí)短程硝化菌進(jìn)行半短程硝化反應(yīng);DO傳感器(14)、第一NH4+傳感器(15)、第一NO2-傳感器(16)和NO3-傳感器(17)將采集到的信號(hào)傳輸至PLC 控制箱(20)和計(jì)算機(jī)(21);

　　3)計(jì)算機(jī)(21)實(shí)時(shí)接收并轉(zhuǎn)化、輸出各傳感器采集到的信號(hào)，在線監(jiān)測(cè)A/O-SBR 反應(yīng)器(2)內(nèi)的DO濃度、氨氮濃度、亞硝態(tài)氮濃度和硝態(tài)氮濃度，當(dāng)亞硝積累率NO2-/NOx-≤90%時(shí)，減小曝氣量，控制DO為1.0～1.5mg/L，當(dāng)亞硝積累率NO2-/NOx->90%時(shí)，維持 現(xiàn)狀即可;當(dāng)氨氮與亞硝態(tài)氮質(zhì)量濃度之比達(dá)到1:1～1:1.32時(shí)停止曝氣，將硝化過(guò)程控制 在半短程階段;

　　4)曝氣結(jié)束后，氣泵(8)關(guān)閉，靜置沉淀10min后泥水分離，上清液通過(guò)第二進(jìn)水 泵(5)注入Anammox-SBR反應(yīng)器(3);剩余污泥經(jīng)排泥閥(13)排出，控制污泥齡10～12d， 污泥濃度2500～3000mg/L;

　　5)上清液注入Anammox-SBR反應(yīng)器(3)后，第二攪拌器(7)開始攪拌，Anammox 菌將其中的氨氮與亞硝態(tài)氮經(jīng)厭氧氨氧化作用轉(zhuǎn)化為氮?dú)馊コ�，控制攪拌器轉(zhuǎn)速為 60～80r/min，避免轉(zhuǎn)速過(guò)快破壞厭氧氨氧化顆粒污泥;第二NH4+傳感器(18)和第二NO2-傳感器(19)在線采集氨氮和亞硝態(tài)氮濃度，當(dāng)氨氮或亞硝態(tài)氮質(zhì)量濃度小于1mg/L時(shí)停 止攪拌;

　　6)厭氧氨氧化作用結(jié)束后，靜置沉淀10min進(jìn)行泥水分離，上清液經(jīng)第二排水閥(12) 排出，排放的水量等于系統(tǒng)最初的進(jìn)水量。

　　好氧吸磷與半短程硝化耦合厭氧氨氧化雙顆粒污泥系統(tǒng)深度脫氮除磷的方法，具有下 列優(yōu)點(diǎn)：

　　1)將聚磷菌和短程硝化菌與厭氧氨氧化菌分開，創(chuàng)造適合其各自生長(zhǎng)的微環(huán)境，有 利于深度脫氮除磷。

　　2)厭氧氨氧化作用為自養(yǎng)脫氮，不消耗有機(jī)碳源，有利于解決城市污水碳源不足的 問(wèn)題，且節(jié)省曝氣能耗。

　　3)好氧吸磷和半短程硝化污泥與厭氧氨氧化污泥均為顆粒污泥，具有良好的沉降性 能和抗沖擊負(fù)荷能力，污水處理負(fù)荷高。

　　4)采用SBR反應(yīng)器，運(yùn)行方式靈活，并通過(guò)實(shí)時(shí)控制，提高系統(tǒng)的可控性，優(yōu)化系 統(tǒng)運(yùn)行，易于實(shí)現(xiàn)并穩(wěn)定維持半短程硝化和厭氧氨氧化作用，此外，聯(lián)合好氧吸磷作用， 可實(shí)現(xiàn)氮磷的同步深度去除。

　　5)工藝簡(jiǎn)潔，布置緊湊，適合處理低C/N生活污水。

　　6)污泥產(chǎn)率低，可降低運(yùn)行成本。