[发明专利]ANAMMOX-PD同步处理高氮素废水和城市污水装置与方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种利用厌氧氨氧化与部分反硝化技术同步处理高氮素废水与城市生活污水的方法，属于污水生物处理技术领域。该方法以城市生活污水中的碳源作为电子供体，将高氮素废水厌氧氨氧化反应器出水中的NO₃^--N通过部分反硝化作用还原为NO₂^--N，再与城市生活污水中的氨氮通过厌氧氨氧化作用去除。该方法不仅实现了对高氮素废水厌氧氨氧化出水的深度脱氮，而且同时对城市生活污水进行了有机物与氨氮的去除。

背景技术

近几年来，由水体中氮、磷浓度过量导致的富营养化现象日趋严重，严重影响水域生态环境和人类的健康，为此我国对城市污水处理厂的出水水质,尤其是对出水的氮、磷指标提出了更加严格的要求，当前我国的城市污水处理厂出水必须符合2002年颁布的污水排放标准中的一级A标准，出水总氮小于15mg/L。

生物脱氮是目前应用最广泛的污水脱氮技术，也是相对比较经济的一种脱氮途径，但其仍然是一高能耗大户，尤其在处理低碳氮比城市污水时，需要额外投加外碳源来提高处理效果，进一步增加了污水厂的运行费用。

污水生物脱氮过程中会产生大量的剩余污泥，其含有大量的有机物。传统的处理方式是将污泥浓缩后直接填埋或脱水后进行焚烧，这不仅对环境造成二次污染也浪费了这部分有机碳源。为降低污水处理运行成本，当前大型污水处理厂对剩余污泥主要采取厌氧消化的处理方式，这样不仅产生了可燃气体，进行发电，而且对污泥进行了减量化处理。但污泥厌氧处理时的消化液和脱水液中含有大量的氨氮，如果回流到污水处理工艺曝气池中，会增加系统处理负荷，进而影响处理效果，因此往往需要单独进行处理。

厌氧氨氧化是指在厌氧条件下，厌氧氨氧化菌以亚硝酸盐氮为电子受体，与氨氮发生反应转化为氮气的生物过程。在这个反应中需要亚硝酸盐氮，因此在应用该技术处理实际的氨氮废水时常常设置一道短程硝化工序以产生所需要的亚硝酸盐氮。污泥消化液和脱水液属于高浓度氨氮废水，其在硝化过程中容易实现稳定的亚硝酸盐氮积累，因而可以采用厌氧氨氧化工艺进行单独处理，该过程无需有机碳源、污泥产量低和无需曝气，可以大大减少污水处理工程的运行费用和污泥的处置费用。但在厌氧氨氧化脱氮过程中，其最大氮素去除率为89％，会产生11％的进水总氮的硝酸盐氮，因此在高浓度氮素废水时，其出水仍需进一步处理。

在硝酸盐还原的反硝化过程中，一定条件下可以实现较高的亚硝酸盐积累。我们之前的试验表明，在污泥发酵耦合反硝化系统中，可以驯化出一种高亚硝酸盐积累率的反硝化污泥，该污泥在长期运行过程中亚硝酸盐积累率能够稳定维持在80％左右。

城市生活污水中含有一定的有机碳源可供反硝化菌利用。因此本发明在高氮素污泥消化液厌氧氨氧化处理出水串联部分反硝化反应器，以生活污水中的有机碳源作为还原NO₃^--N为NO₂^--N的电子供体，然后再与生活污水中的氨氮通过厌氧氨氧化反应去除，从而达到深度处理高氮素废水和城市生活污水的目的。

发明内容

本发明根据实际污水处理厂中存在的高能耗特点和厌氧氨氧化装置的巨大优势，提供了一种ANAMMOX-PD同步处理高氮素废水和城市生活污水的装置与方法，低能耗的实现了高氮素厌氧氨氧化出水的深度脱氮，同时对城市生活污水进行了有机物和氮素的深度去除。

为实现本发明的目的，本发明提供了一种ANAMMOX-PD同步处理高氮素废水和城市生活污水装置，包括进水箱、厌氧氨氧化UASB反应器、第一中间水箱、生活污水储存箱、部分反硝化SBR反应器和第二中间水箱；其中，所述的进水箱通过第一蠕动泵与厌氧氨氧化UASB反应器底部第一进水口相连；厌氧氨氧化反应器回流口通过第二蠕动泵与第一中间水箱相连；第一中间水箱通过第三蠕动泵与部分反硝化SBR反应器第一进水口相连；生活污水储存箱通过第四蠕动泵与部分反硝化反应器第二进水口相连；部分反硝化SBR反应器出水口与第二中间水箱相连；第二中间水箱通过第五蠕动泵与厌氧氨氧化UASB反应器第二进水口相连。

另外，所述的厌氧氨氧化UASB反应器包括三相分离器、排气口、集气瓶、进水口、出水口、取样口和排泥阀。

所述的部分反硝化SBR反应器包括有搅拌装置、pH或ORP插口、进水口、出水口、取样口和排泥阀。

本发明中ANAMMOX-PD同步处理高氮素废水和城市生活污水的方法是按以下过程进行的：