[发明专利]一种污水自养脱氮装置和方法

说明书

本发明属于污水生物处理技术领域，涉及一种污水自养脱氮装置和方法，污水进入短程硝化厌氧氨氧化耦合反硝化脱氮IFAS反应器后，首先进行低氧曝气搅拌，氨氧化菌利用进水中的氨氮在低氧条件下进行短程硝化反应，生成亚硝酸盐氮；之后停止曝气，进入缺氧搅拌阶段，通过采用间歇曝气的方式，抑制亚硝酸盐氧化菌的活性，并为厌氧氨氧化菌的自生成创造条件；自生成功的厌氧氨氧化菌将污水中剩余的氨氮和亚硝酸盐氮进行厌氧氨氧化反应，产生氮气和少量的硝酸盐氮，剩余的硝酸盐氮可被反硝化菌利用并通过反硝化反应，产生氮气，实现系统中总氮和有机物的深度去除；其结构简单，操作方便，无需外加碳源和接种厌氧氨氧化污泥，节能减排，经济高效。

技术领域：

本发明属于污水生物处理技术领域，涉及一种污水自养脱氮装置和方法，特别是一种自生成厌氧氨氧化菌并抑制亚硝酸盐氧化菌富集实现污水自养脱氮的装置和方法。

背景技术：

在城市污水生化处理过程中，会产生大量的剩余污泥，需要对其进行厌氧消化处理，厌氧消化是在厌氧情况下，有机氮氨化，合成NH₄⁺-N转移到污泥消化液中。污泥消化液是典型的高NH₄⁺-N低C/N污水(NH₄⁺-N的浓度甚至会超过800mg/L，C/N比仅为0.7～0.8)，虽然处理量很少，但是所含NH₄⁺-N的负荷在城市污水总氮负荷中占比可高达15％～25％。目前，污泥消化液的处理方式是将其直接回流到城市污水中，与城市污水一起进行脱氮处理，这就导致城市污水的C/N进一步地降低，脱氮效率下降。因此，针对污泥消化液这类废水的水质特性，避免其中高NH₄⁺-N回流对主流城市污水处理的影响，研究出一种高效、经济的新型工艺尤为重要。

短程硝化厌氧氨氧化耦合反硝化工艺，与传统的生物脱氮过程相比，可减少供氧量，降低曝气能耗；减少外加碳源的投加，解决污水中碳源缺乏的问题；剩余污泥产量低，碱度投加量少。此外，厌氧氨氧化菌(AAOB)常以颗粒污泥的形态存在，生物量大，适用于处理高氨氮废水。现有的同步硝化厌氧氨氧化耦合反硝化(SNAD)启动方式以先启动同步硝化反硝化(SND)后投加厌氧氨氧化(Anammox)为主：一方面AAOB的富集培养时间较长；另一方面SND与Anammox耦合及其稳定维持较为困难。因此，迫切需要寻求一种新的脱氮方法，结合SNAD工艺和生物膜Anammox反应器的优势，通过联合调控缺氧时间、进水NH₄⁺-N和NO₂^--N浓度可实现AAOB的自生成，并有效抑制亚硝酸盐氧化菌(NOB)富集，为SNAD的启动和稳定运行提供新思路，为可持续获取Anammox生物膜提供新途径，助推污水自养脱氮的实际工程应用。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，设计提供一种自生成厌氧氨氧化菌并抑制亚硝酸盐氧化菌富集实现污水自养脱氮的装置和方法，针对高NH₄⁺-N、低C/N比废水的水质特点实现其深度自养脱氮，并达到解决传统生物脱氮工艺有机碳源不足、进水NH₄⁺-N高影响其性能以及脱氮效率低的目的。