[发明专利]一种基于厌氧氨氧化的城市污水处理升级改造工艺

说明书

一种基于厌氧氨氧化的城市污水处理升级改造工艺属于城市污水处理领域。该装置由两单元组成，第一单元为除碳工艺单元，第二单元为基于厌氧氨氧化的脱氮工艺单元。城市污水首先进入第一单元，通过曝气完成有机物的去除，经内置式沉淀池泥水分离、浓缩污泥回流，上清液进入工艺第二单元，实现短程硝化/厌氧氨氧化与反硝化/厌氧氨氧化。其中，通过复合式生物膜‑活性污泥反应器(IFAS)工艺形式及控制曝气实现短程硝化/厌氧氨氧化；通过对后置缺氧区投加填料、搅拌以及外加碳源等措施，实现反硝化/厌氧氨氧化。第二单元末设置好氧区，保障出水氨氮浓度低于限值。最后混合液进入沉淀池完成泥水分离，上清液直接排出，浓缩污泥回流实现深度脱氨。

技术领域

本发明涉及一种基于厌氧氨氧化的城市污水处理装置，属于城市污水处理与资源化领域。

背景技术

硝化和反硝化是传统污水生物脱氮的核心环节。传统污水生物脱氮基于硝化/反硝化作用，首先在好氧条件下硝化细菌将污水的氨氮氧化为硝态氮，随后在缺氧条件下，反硝化细菌利用有机物作为电子供体将硝态氮还原为氮气，从而将氮素从水中去除。但城市污水碳源不足，硝化反硝化运行方式难以达标，且脱氮效果受有机物影响。厌氧氨氧化现象的发现为解决以上问题提供了新的方向。相比于传统脱氮工艺，短程硝化/反硝化耦合厌氧氨氧化工艺具有对进水碳氮比和曝气量要求低、能耗少、占地面积小以及反应速率快等优点，自养生物脱氮技术越来越受到关注。随着厌氧氨氧化研究的不断深入，厌氧氨氧化生物脱氮工艺在实际污水处理中逐渐得到应用。

目前厌氧氨氧化工艺主要以短程硝化/厌氧氨氧化、反硝化/厌氧氨氧化等方式运行。短程硝化/厌氧氨氧化反应产物中含有相当一部分比例的硝态氮，对于这一部分硝态氮的去除，采用传统的反硝化工艺又会浪费大量的碳源。反硝化与厌氧氨氧化耦合相对于反硝化可节省59.7％的碳源。因此短程硝化/厌氧氨氧化与反硝化/厌氧氨氧化的耦合工艺具有显著的应用价值。

发明内容

将短程硝化/厌氧氨氧化工艺与反硝化/厌氧氨氧化工艺耦合，可强化城市污水深度脱氮，提高系统的出水效果。本发明涉及一种基于厌氧氨氧化的城市污水处理升级改造工艺，其方法特征及实现步骤如下：

原水由进水箱(1)经进水泵(11)进入推流式反应器(2)，推流式反应器(2)末端设出水口，通过出水管(25)连接沉淀池(3)；沉淀池 (3)的上部有系统出水口(20)，泥水分离后上清液从出水口(20)排出。沉淀池(3)底部设有污泥回流管(21)，浓缩污泥经污泥回流泵(13)回流至好氧区Ⅱ(6)和缺氧区(8)。

进水采用城市污水，原水由进水箱经进水泵(11)进入推流式反应器(2)。

好氧区Ⅰ(4)由1号鼓风机(14)、1号流量计(15)控制溶解氧在2-3mg/L，水力停留时间为2-3h，有机物在好氧区Ⅰ(4)得到去除。内置式沉淀池(5)进行泥水分离，上清液通过溢流堰(24)进入好氧区Ⅱ(6)；剩余污泥通过排泥管(28)排放；浓缩污泥经回流管(27)通过回流泵(12) 进行回流。

好氧区Ⅱ(6)由2号鼓风机(31)、2号流量计(32)控制溶解氧在0.1-0.3mg/L，水力停留时间为2-3h。混合液在好氧区Ⅱ(6)以IFAS方式运行，进行短程硝化/厌氧氨氧化反应，依靠聚氨酯填料对厌氧氨氧化菌吸附、固定，其中聚氨酯填料的填充比为10％-15％。混合液由好氧区Ⅱ(6)进入选择性曝气池(7)。

PLC系统(22)由实时氨氮在线监测探头(29)、硝态氮在线监测探头(30)、控制继电器(23)组成。氨氮浓度通过氨氮在线监测探头(29)、硝态氮浓度通过硝态氮在线监测探头(30)反馈给PLC控制系统(22)，经 PLC系统处理后将控制信号传送给控制继电器(23)控制选择性曝气池(7) 的曝气量。从而使混合液在进入缺氧区(8)之前，为反硝化/厌氧氨氧化反应提供合适比例的氨氮与硝态氮。