[发明专利]一种污水自养脱氮装置和方法

权利要求书

1.一种污水自养脱氮装置，其特征在于：该装置的主体结构包括进水水箱、短程硝化厌氧氨氧化耦合反硝化脱氮IFAS反应器、出水水箱、在线监测反馈控制系统；进水水箱通过进水泵与短程硝化厌氧氨氧化耦合反硝化脱氮IFAS反应器相连接；短程硝化厌氧氨氧化耦合反硝化脱氮IFAS反应器通过电动排水阀与出水水箱相连接；短程硝化厌氧氨氧化耦合反硝化脱氮IFAS反应器内置有搅拌桨、气泵、气体流量计、曝气头、取样口、电动排水阀、pH传感器和DO传感器，气体流量计的两端分别与气泵和曝气头连接，气泵与气体流量计之间设有电磁阀，曝气头设置在短程硝化厌氧氨氧化耦合反硝化脱氮IFAS反应器内部底端，搅拌桨的顶端与搅拌器相连，pH传感器和DO传感器设置在短程硝化厌氧氨氧化耦合反硝化脱氮IFAS反应器内部上端并分别与pH/DO测定仪，取样口和电动排水阀自上而下依次设置在短程硝化厌氧氨氧化耦合反硝化脱氮IFAS反应器外侧壁上；在线监测反馈控制系统包括计算机和可编程过程控制器，可编程过程控制器内置信号转换器AD转换接口、信号转换器DA转换接口、曝气继电器、进水继电器、搅拌器继电器、pH/DO数据信号接口、出水继电器；其中可编程过程控制器上的信号AD转换接口通过电缆线与计算机相连接，将传感器模拟信号转换成数字信号传递给计算机；计算机通过信号转换器DA转换接口与可编程过程控制器相连接，计算机的数字指令传递给可编程过程控制器；曝气继电器与电磁阀相连接；进水继电器与进水泵相连接；搅拌器继电器与搅拌器相连接；pH/DO数据信号接口通过传感器导线与pH/DO测定仪相连接；pH传感器、DO传感器分别与pH/DO测定仪相连接；出水继电器与电动排水阀相连接。

2.一种采用如权利要求1所述装置实现污水自养脱氮的方法，其特征在于：具体步骤如下：

(1)装置的启动：

将来自城市污水厂二沉池的剩余污泥或具有短程硝化性能的活性污泥接种到短程硝化厌氧氨氧化耦合反硝化脱氮IFAS反应器内，使接种后短程硝化厌氧氨氧化耦合反硝化脱氮IFAS反应器内活性污泥浓度达到2500mg/L～3000mg/L；将聚乙烯环的填充材料投加到短程硝化厌氧氨氧化耦合反硝化脱氮IFAS反应器中，使填充材料的体积占到短程硝化厌氧氨氧化耦合反硝化脱氮IFAS反应器有效容积的3/10～2/5；

2)运行时调节如下：

将人工配置模拟消化液污水加入进水水箱，启动进水泵将污水抽入到短程硝化厌氧氨氧化耦合反硝化脱氮IFAS反应器内，进水NH₄⁺-N浓度控制在190mg/L～200mg/L，先低氧搅拌5～8min；低氧搅拌结束时，向短程硝化厌氧氨氧化耦合反硝化脱氮IFAS反应器中添加额外的NaNO₂，使好氧末NO₂^--N的浓度在25mg/L～35mg/L；再缺氧搅拌18～25min，促进厌氧氨氧化菌(AAOB)在填充材料上附着生长并完成污水脱氮；短程硝化厌氧氨氧化耦合反硝化脱氮IFAS反应器运行时间达24h～25h时，进行沉淀排水，排水比为0.35～0.40，出水排入出水水箱；

短程硝化厌氧氨氧化耦合反硝化脱氮IFAS反应器运行时，当出水NO₃^--N浓度﹥15mg/L时，提高进水NH₄⁺-N浓度至380mg/L～400mg/L，抑制亚硝酸盐氧化菌(NOB)的活性；低氧搅拌阶段，短程硝化厌氧氨氧化耦合反硝化脱氮IFAS反应器内溶解氧浓度为0.7～1.3mg/L；短程硝化厌氧氨氧化耦合反硝化脱氮IFAS反应器内温度为25℃～30℃；

短程硝化厌氧氨氧化耦合反硝化脱氮IFAS反应器运行时无需排泥，使短程硝化厌氧氨氧化耦合反硝化脱氮IFAS反应器悬浮活性污泥浓度维持在2500mg/L～3000mg/L范围内。