[发明专利]一种城市污水二级处理与深度脱氮耦合装置及其使用方法

权利要求书

1.一种城市污水二级处理与深度脱氮耦合装置，该装置基于短程反硝化与ANAMMOX工艺的耦合，其特征在于：该装置包括初沉池出水储水箱(1)、二级生物反应器(2)、沉淀池(3)、二级出水水箱(4)、外加碳源水箱(5)、短程反硝化反应器(6)、厌氧氨氧化反应器(7)；所述的二级生物反应器(2)设有初沉池出水第一进水泵(2.1)，缺氧搅拌器(2.2)、曝气器(2.3)、硝化液回流泵(2.4)、鼓风机(2.5)、污泥回流泵(2.6)；短程反硝化反应器(6)设有初沉池出水第二进水泵(6.1)、碳源投加泵(6.2)、二级出水进水泵(6.3)、厌氧氨氧化出水回流泵(6.4)；短程反硝化反应器(6)内安装有短程反硝化填料(6.5)；厌氧氨氧化反应器(7)内安装有厌氧氨氧化填料(7.1)；初沉池出水储水箱(1)通过初沉池出水第一进水泵(2.1)与二级生物反应器(2)相连接；初沉池出水储水箱(1)通过初沉池出水第二进水泵(6.1)与短程反硝化反应器(6)连接；鼓风机(2.5)与曝气器(2.3)相连接；外加碳源水箱(5)通过碳源投加泵(6.2)与短程反硝化反应器(6)连接；二级出水水箱(4)通过二级出水进水泵(6.3)与短程反硝化反应器(6)连接；厌氧氨氧化反应器(7)通过厌氧氨氧化出水回流泵(6.4)与短程反硝化反应器(6)连接。

2.根据权利要求1所述的一种城市污水二级处理与深度脱氮耦合装置，其特征在于：该装置还包括自动控制系统，所述自动控制系统包括可编程PLC控制器、布设于初沉池出水储水箱内的电加热器、设置于电机热器上用于实时检测电加热器加热温度的温度传感器、布设于鼓风机送风口的气体流量传感器、设置于二级生物反应器中用于分别实时检测进水氨氮浓度、出水氨氮浓度的第一浓度传感器、第二浓度传感器，以及设置于短程反硝化反应器中用于分别实时检测进水的氨氮浓度、硝态氮浓度、COD浓度的第三浓度传感器、第四浓度传感器、第五浓度传感器，所述温度传感器、气体流量传感器、第一浓度传感器、第二浓度传感器、第三浓度传感器、第四浓度传感器、第五浓度传感器分别与可编程控制器数据信号连接，并将实时检测的温度信号以及对应的浓度信号发送至可编程PLC控制器，所述可编程PLC控制器还分别与电加热器、鼓风机、初沉池出水第二进水泵控制连接，可编程PLC控制器将接收到的实时温度信号以及对应的浓度信号进行数据转换后，与预设的相应浓度阈值进行比较，根据比较的结果控制电加热器、鼓风机、初沉池出水第二进水泵的运行参数。

3.根据权利要求2所述的一种城市污水二级处理与深度脱氮耦合装置，其特征在于：所述电加热器的加热温度控制范围为15-35℃；所述二级生物反应器出水氨氮的预设浓度阈值为1-3mg/l、短程反硝化反应器进水氨氮浓度和硝态氮浓度的预设浓度阈值比值的为0.8-1.2、COD浓度与硝态氮浓度预设浓度阈值的比值为2-3。

4.根据权利要求2或3所述的一种城市污水二级处理与深度脱氮耦合装置，其特征在于：所述自动控制系统还包括与可编程PLC控制器相连接的在线检测云数据中心和远程控制组件，所述比较的结果存储于所述在线云数据中心，并经过无线网络组件发送至远程控制组件，远程控制组件包括远程监控中心的工控机或者智能移动终端。

5.一种根据权利要求1-4任一项所述的一种城市污水二级处理与深度脱氮耦合装置的使用方法，其特征在于，该使用方法包括以下步骤：

1)控制初沉池出水储水箱水温在15-35℃：

2)接种传统活性污泥至二级生物反应器，控制污泥浓度为3000-5000mg/L，接种短程反硝化菌种至短程反硝化反应器，接种的短程反硝化菌种的亚硝酸盐积累率大于80％，接种厌氧氨氧化菌种至厌氧氨氧化反应器中，接种的厌氧氨氧化菌种脱氮负荷大于1.0kg/m3·d；

3)开启初沉池出水第一进水泵提升初沉池出水至二级生物反应器，同时开启鼓风机、消化液回流泵、污泥回流泵；

4)通过调节鼓风机曝气量，控制二级生物反应器出水氨氮浓度Ce为1-3mg/L，若Ce＞3mg/Li，增大曝气量，若Ce＜1mg/L，减小曝气量；

5)开启初沉池出水第二进水泵，通过调整其流量，控制短程反硝化反应器进水氨氮浓度CA和硝态氮浓度CN的比例为0.8-1.2，若CA/CN＞1.2，降低初沉池出水第二进水泵的流量，若CA/CN＜0.8，增大初沉池出水第二进水泵的流量；

6)开启碳源投加泵，通过调整碳源投加泵流量，控制短程反硝化反应器进水中COD浓度CO与硝态氮浓度CN的比例为2-3，若CO/CN＜2，增大碳源投加泵的流量，若CO/CN＞3，减小碳源投加泵的流量；

7)开启厌氧氨氧化出水回流泵。