[发明专利]三段式短程硝化/厌氧氨氧化处理城市污水的工艺和方法

说明书

技术领域

本发明涉及污水生物处理技术领域，尤其涉及一种三段式短程硝化/厌氧氨氧化处理城市污水的工艺和方法。

背景技术

当前我国正处于经济高速发展时期，随着经济的增长，人民生活水平的提高，用水量不断增长。现有的污水处理厂多采用传统生物脱氮工艺，以有机物作为碳源，通过反硝化作用将硝态氮转化为氮气，然而实际城市污水的C/N比较低，需投加甲醇、乙醇等外碳源以保证较高的总氮TN去除率，同时传统工艺还存在曝气时间长，处理效率不高，运行费用高等问题。因此，寻求高效低能耗的城市污水处理工艺显得越来越迫切。

厌氧氨氧化菌的发现给传统脱氮除磷工艺的改善提供了一个契机，与传统脱氮工艺相比优势明显：(1)不需要外加碳源，节省费用并防止二次污染；(2)与传统工艺相比节约60％曝气量；(3)原水中碳源可作为能源进行能量的回收；(4)厌氧氨氧化菌具有较高的比氨氮氧化速率，理论上厌氧氨氧化脱氮反应能达到较高的脱氮效率；(5)自养脱氮工艺中水力停留时间短，可节省工艺占地面积；(6)无氧化亚氮的产生，利用二氧化碳作为碳源，温室气体产量少。

目前厌氧氨氧化污水自养脱氮工艺的研究，主要集中在高氨氮废水处理，对低氨氮废水自养脱氮工艺的研究相对较少。一方面是由于连续流低氨氮短程硝化难于控制，影响NO₂^--N积累的控制因素比较复杂，并且硝化菌能迅速的将NO₂^--N转化为NO₃^--N；另一方面是人们对低氨氮自养脱氮技术的关注度不够，此项研究开展时间较短。

因此，当下需要迫切解决的一个技术问题就是：如何能够提出一种有效的措施，以解决现有技术中存在的问题。三段式短程硝化/厌氧氨氧化处理城市污水的工艺结合了序批式活性污泥法(SBR)反应器可控性强，易实现短程硝化的特点，将厌氧氨氧化技术应于生活污水的深度脱氮处理中，具有低耗氧量，无需外加碳源，无需中和剂等诸多优点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种三段式短程硝化/厌氧氨氧化处理城市污水的工艺和方法，实现高效低能耗的城市污水处理，同时通过在线监测短程硝化反应器内pH值，对短程硝化进行实时控制，保证系统短程硝化的稳定性。为了解决上述技术问题，本发明提供了一种三段式短程硝化/厌氧氨氧化处理城市污水的工艺，包括顺序串联的原水水箱、除有机物SBR反应器、第一调节水箱、短程硝化SBR反应器、短程硝化在线监测及反馈控制系统、第二调节水箱和自养脱氮UASB反应器；其中，所述原水水箱通过进水泵与除有机物SBR反应器相连；除有机物SBR反应器出水阀与第一调节水箱相连；第一调节水箱通过进水泵与短程硝化SBR反应器相连；短程硝化SBR反应器出水阀与第二调节水箱相连；第一调节水箱底部通过超越管与第二调节水箱相连并配有蠕动泵调节流量；最终第二调节水箱中污水进入自养脱氮UASB反应器。进一步地，所述除有机物SBR反应器内置有搅拌装置、曝气头、气体流量计、曝气泵、出水管和出水阀门。

进一步地，所短程硝化SBR反应器内置有搅拌装置、曝气头、气体流量计、曝气泵、出水管和出水阀门。

进一步地，所述短程硝化在线监测系统及反馈控制系统包括溶解氧浓度DO传感器、pH传感器、pH与DO测定仪、数据信号输入接口、计算机、数据信号输出接口、执行机构、进水继电器、出水继电器、曝气继电器、电动搅拌机继电器和信号输出接口。

进一步地，所述原水水箱为封闭箱体，设有溢流管和放空管。

进一步地，所述第一调节水箱为封闭箱体，设有溢流管和放空管。进一步地，所述第二调节水箱为封闭箱体，设有溢流管和放空管。

进一步地，所述自养脱氮反应器包括三相分离器、排气管、溢流堰和出水管。

本发明还提供了一种三段式短程硝化/厌氧氨氧化处理城市污水的方法，包括：

将城市污水厂剩余污泥投加至除有机物SBR反应器，使反应器内污泥浓度MLSS＝2500-5000mg/L；每周期厌氧搅拌10～30min，随后曝气搅拌30～60min，曝气量恒定50～300L/h，沉淀排水，排水比为20～60％，当除有机物SBR反应器处理水COD＜80mg/L，且硝化率＜5％，出水P＜1mg/L时，完成SBR除有机物反应器的启动；出水排入第一调节水箱；