[实用新型]一种基于厌氧氨氧化的SBR+SBBR城市污水高效生物处理装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于厌氧氨氧化的SBR+SBBR城市污水高效生物处理的装置，属于污水生物处理技术领域。

背景技术

水体富营养化日益严重，污水中氮磷排放是引起其重要原因。氮磷污染物的去除已经成为污水处理和再生回用的关键问题。我国2002年颁布的《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中要求所有排污单位出水水质为氨氮小于5mg/L，总氮小于15mg/L，同时2006年1月1日之后建设的污水处理厂总磷小于0.5mg/L。现有污水处理厂的能耗很高,其中很多污水处理厂出水水质并不能达到一级排放标准，需要进行升级改造。如何在实现高效脱氮除磷的同时降低水处理能耗，降低处理费用，对于污水处理的可持续发展有着重要意义。

生物除磷主要由一类统称为聚磷菌的微生物完成。活性污泥在厌氧和好氧状态下交替运行，污泥中聚磷菌在厌氧状态下释放磷，在好氧状态下过量地摄取磷；经过排放富磷剩余污泥，其结果与传统活性污泥法相比，可高效去除污水中的磷污染物。SBR工艺在厌氧-好氧下交替运行，过量积聚磷酸盐的聚磷菌占优势生长，使活性污泥含磷量比普通活性污泥高。同时厌氧阶段与好氧阶段的交替运行有利于活性污泥的颗粒化，使污泥沉降性能大幅提高，提高污染物去除效率。

传统的生物脱氮技术一般采用硝化－反硝化工艺，通过硝化菌在好氧条件下将氨氮氧化成硝态氮，然后在缺氧环境下反硝化菌利用有机物将硝态氮还原成氮气。传统工艺的局限性是需要有机物作为反硝化过程中完成硝酸盐还原的电子供体。我国城市污水处理厂的进水碳氮比普遍较低，碳源的缺乏成为脱氮除磷效率无法提高的瓶颈，而外加碳源又会大幅度增加污水处理费用。厌氧氨氧化菌的发现使得污水全程自养脱氮成为可能，该菌种具有独特的代谢途径，可利用亚硝酸盐作为电子供体将氨氮氧化生成氮气。相比传统脱氮工艺厌氧氨氧化技术具有明显的优势：1.厌氧氨氧化菌是化能自养菌，以无机碳作为碳源，由此脱氮过程中无需投加有机碳源，节省运行费用；2.硝化过程只需将50%的氨氮氧化至亚硝酸盐，大幅减少供氧能耗；3.厌氧氨氧化技术的脱氮效率和去除负荷较高，产生很少量剩余污泥；4.可大量减少温室气体氧化亚氮的排放，环境效益明显。

作为一种可持续发展的生物脱氮技术，厌氧氨氧化工艺有着良好的前景。但是厌氧氨氧化菌属于自养菌，细胞产率低，不容易在短时间内富集。目前报道的厌氧氨氧化菌倍增时间为11d，甚至更长。同时反应器初期的时候污泥容易流失，导致厌氧氨氧化菌顺利富集更加困难。本实用新型为缩短厌氧氨氧化工艺的启动时间，需要强化反应器的污泥持留能力，以促进厌氧氨氧菌的快速富集。采用新型的生物膜技术可强化污泥持留和富集的能力。试验证明通过在系统内投加填料可一定程度上缩短厌氧氨氧化工艺的启动时间。

目前厌氧氨氧化技术的研究与应用主要集中在高温高氨氮废水处理中，而常温下城市污水厌氧氨氧化技术的研究应用比较少。基于厌氧氨氧化技术的城市污水同步脱氮除磷工艺鲜有报道。目前厌氧氨氧化技术处理城市污水的推广应用需要解决的问题包括：如何在反应器内有效的持留并富集厌氧氨氧化菌；如何协调反应器不同菌种的相互比例从而提高反应运行的稳定性；如何降低系统运行维护的复杂程度。因此，需要提出新型的利用厌氧氨氧化工艺处理城市污水的装置。

实用新型内容

本实用新型的目的就是针对现有城市污水处理能耗高、出水稳定性差、部分出水氮磷不能达到一级A标的问题，提出了一种基于厌氧氨氧化的SBR+SBBR城市污水高效生物处理装置，该装置首先将污水通入SBR反应器，通过厌氧释磷过程-好氧吸磷过程交替运行排出富磷污泥实现生物除磷，同时在好氧过程中通过异养菌去除进水中的部分有机物；而后污水通入SBBR反应器，通过短程硝化-厌氧氨氧化进行自养脱氮。该SBBR装置应用新型填料和悬浮活性污泥有效的持留富集厌氧氨氧化菌，提高对污泥的持留能力，增加微生物的浓度。SBBR反应器在悬浮污泥和生物膜上形成不同的优势菌属，从而将活性污泥法和生物膜法的优点有机的结合起来，可显著提高系统的处理能力和运行稳定性。并通过合理的反应器结构和水力流态为不同功能的微生物提供的适宜生长环境，实现厌氧氨氧化工艺的快速启动，并提高系统的脱氮效率以及工艺的稳定性。