[发明专利]一种污泥发酵同步处理高氨氮废水的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种污泥发酵同步处理高氨氮废水的装置和方法，属于污水污泥生物处理技术领域。首先通过控制曝气实现短程硝化，再在水解酸化菌、反硝化菌和厌氧氨氧化菌的共同作用下实现污泥的减量和废水总氮的高效去除。本技术适用于高氨氮废水的深度处理。

背景技术

污水生物脱氮通过硝化将NH₄⁺-N转化为NO₃^--N，再通过反硝化将NO₃^--N转化为氮气从水中逸出。反硝化阶段以NO₃^--N为电子受体，有机物作为电子供体，将硝氮转化为氮气完成生物脱氮。短程硝化技术将硝化过程控制在亚硝阶段，可节省25%的曝气量和40%的碳源，但一般城市生活污水由于氨氮浓度较低难以维持稳定的短程硝化。

我国大部分城市污水及高氨氮浓度的工业废水，存在碳源严重不足的问题，其自身的碳源无法满足脱氮的需求，进而成为污水生物处理总氮不达标的关键原因。国内现有污水生物处理系统往往通过投加甲醇等外碳源来补充碳源需求，这既增加了处理成本，又加剧了水厂中CO₂的排放和剩余污泥的大量产生。为解决反硝化碳源不足的问题，目前有研究利用剩余污泥发酵产生的有机物作为反硝化碳源，然而，剩余污泥在厌氧消化产酸过程同时也会释放大量的氨氮，从而降低了该技术的应用前景。

发明内容

针对上述不足之处，本发明的目的是提供一种使高氨氮废水深度脱氮的同时，还可以实现污泥有效利用的装置和方法。

为实现上述目的，本发明提供一种污泥发酵同步处理高氨氮废水的装置，包括原水池1、原水进水泵1.1、SBR反应器2、温控装置2.1、搅拌装置2.2、pH测定仪2.3、DO测定仪2.4、曝气头2.5、空气压缩机2.6、排空阀2.7、SBR排泥阀2.8、SBR排水阀2.9、中间水箱3、硝化液进水泵3.1、进水阀3.2、储泥池4、进泥泵4.1、进泥阀4.2、污泥发酵耦合反硝化同步自养脱氮反应器5、集气装置5.1、循环中间水箱5.2、循环泵5.3、循环阀5.4、出水管5.5、排泥阀5.6、三相分离器5.7、布水装置5.8。

原水池1通过原水进水泵1.1与SBR反应器2进水端相连。SBR反应器2中设置有温控装置2.1、搅拌装置2.2、pH测定仪2.3、DO测定仪2.4和曝气头2.5，SBR反应器2的排水端与中间水箱3的进水端相连，其排泥端与储泥池4的注泥端相连。中间水箱3的出水端通过硝化液进水泵3.1与污泥发酵耦合反硝化同步自养脱氮反应器5相连，储泥池4的排泥端通过进泥泵4.1与污泥发酵耦合反硝化同步自养脱氮反应器5相连。

污泥发酵耦合反硝化同步自养脱氮反应器5顶部设有三相分离器5.7，底部设有布水装置5.8，三相分离器通过管道和循环中间水箱连接；三相分离器通过出水管5.5进行排水。污泥发酵耦合反硝化同步自养脱氮反应器5外侧设有集气装置5.1和循环中间水箱5.2，循环中间水箱5.2设有排泥阀5.6，并通过循环泵5.3与污泥发酵耦合反硝化同步自养脱氮反应器5底部相连。

本发明同时提供一种污泥发酵同步处理高氨氮废水的方法，包括以下步骤：

（1）启动SBR反应器：以实际城市污水处理厂的硝化污泥为接种污泥注入SBR反应器，其污泥浓度为2000-4000mg/L，同时，以添加NH₄HCO₃的实际城市生活污水作为原水注入原水池，通过原水进水泵打入SBR反应器中；随后启动曝气系统对SBR反应器中的高氨氮废水进行硝化，反应过程中DO维持在1.5-2mg/L，pH值维持在7.8-8.5，通过调节NH₄HCO₃的添加量维持进水NH₄⁺-N负荷在200-250mg/L；SBR反应器充水比为0.5-0.7，每天运行4-5个周期，每个周期包括进水，搅拌，曝气，沉淀，排水，闲置，在上述条件下运行SBR反应器，当其出水亚硝酸盐累积率大于95%且持续维持15天以上时，SBR短程硝化得以实现。