[发明专利]一种稳定实现生活污水厌氧氨氧化脱氮的潮汐-复合流生物滤池

说明书

本发明公开了一种稳定实现生活污水厌氧氨氧化脱氮的潮汐‑复合流生物滤池。所述生物滤池包括底部连通的进水侧和排水侧两个单元，所述进水侧从上到下依次设置为散水层、第一潮汐层、第一饱和淹水层、第一集水‑散水层；所述排水侧从上到下依次设置为第二潮汐层、排水层、第二饱和淹水层、第二集水‑散水层，还设有散水管、集水‑散水管、排水管、反冲洗进气管、反冲洗排泥管和反冲洗风机等。生物滤池采用间歇性方式运行，其上部潮汐层填料周期性的淹没和落干，形成缺氧‑好氧交替的环境；其下部饱和淹水层长期处于淹水状态，为缺氧功能区。本发明结构简单，供氧无能耗，易于调控，适用于不同碳氮比生活污水的深度脱氮。

技术领域

本发明属于环境工程中的污水处理技术领域，具体涉及一种稳定实现生活污水厌氧氨氧化脱氮的潮汐-复合流生物滤池。

背景技术

二十世纪六十年代，在研究缺氧峡湾的氮平衡时，在缺氧条件下无法解释的铵损失已经引起了人们的注意。但是，直到三十年后，科学家才首次在污水处理系统中发现缺氧条件下的氨氧化现象，并从实验室的富集培养物中鉴定出了厌氧氨氧化细菌。厌氧氨氧化是指在缺氧条件下，厌氧氨氧化细菌以亚硝酸盐为电子受体将铵氧化为氮气的过程，这一过程是自养的，利用CO₂作为唯一的碳源。因此，厌氧氨氧化具有节约能耗、节省碳源、产泥量少等优点。从厌氧氨氧化反应过程可知，其所需底物主要为氨氮、亚硝态氮和无机碳。生活污水中氨氮和无机碳含量均较高，而亚硝态氮几乎为零，因此稳定提供亚硝态氮对厌氧氨氧化应用至关重要。

在处理高浓度氨氮废水时，一般通过游离氨抑制实现短程硝化，从而为厌氧氨氧化稳定提供亚硝态氮；但是，在处理生活污水时，游离氨浓度不足以抑制亚硝酸盐氧化菌，因此难以通过游离氨抑制实现短程硝化。此外，短程硝化还可以通过调控硝化单元污水中溶解氧(DO)实现，例如控制系统DO保持在0.5mg/L。但是调控DO对控制系统要求高，系统维护复杂；而且，在不淹水曝气的系统则难以调节污水中DO。因此，基于短程硝化的厌氧氨氧化路径还难以在生活污水实际处理工程中应用。

已有研究表明，通过短程反硝化也可以稳定提供亚硝态氮(即将NO₃^-还原控制在NO₂^-阶段)，这一过程主要受进水碳氮比(2～3)影响，调控相对简单。而且，由于反硝化细菌和厌氧氨氧化细菌均需要缺氧环境，二者可以在缺氧条件下和谐共存。更重要的是，前人研究表明，在有氨氮存在的缺氧条件下，厌氧氨氧化细菌在竞争亚硝态氮时比反硝化细菌具有优势，从而，有利于形成短程反硝化(PDN)和厌氧氨氧化(AMX)的耦合。然而，现有PDN/AMX耦合系统均为缺氧系统，进水通常为氨氮和硝态氮的混合水，难以单独处理生活污水，必须与其它好氧单元结合起来使用，这增加了系统的复杂程度。如果能在无需动力供氧的条件下，在单一系统内实现硝化、PDN/AMX和反硝化三者耦合，则该系统不仅运行费用低、管理维护简便，而且能够实现对不同碳氮比生活污水的深度脱氮。

发明内容

针对当前生活污水处理工艺供氧耗能、难以低成本实现厌氧氨氧化脱氮等问题，本发明的目的在于提供一种稳定实现生活污水厌氧氨氧化脱氮的潮汐-复合流生物滤池，它能够将硝化、PDN/AMX及传统反硝化三者耦合，从而实现系统深度脱氮，反应器结构简单，供氧无能耗，易于调控。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种稳定实现生活污水厌氧氨氧化脱氮的潮汐-复合流生物滤池，所述生物滤池2包括底部连通的进水侧和排水侧两个单元，并设有散水层、第一潮汐层、第一饱和淹水层、第一集水-散水层、第二集水-散水层、第二饱和淹水层、排水层、第二潮汐层、散水管、集水-散水管、排水管、反冲洗进气管、反冲洗排泥管和反冲洗风机；所述进水侧和排水侧通过集水-散水管连通底部；

所述进水侧从上到下依次设置为散水层、第一潮汐层、第一饱和淹水层、第一集水-散水层；所述排水侧从上到下依次设置为第二潮汐层、排水层、第二饱和淹水层、第二集水-散水层；