[发明专利]一种利用PN/A工艺实现低C/N比城市污水联合污泥发酵物深度脱氮除磷的装置及方法

权利要求书

1.一种利用PN/A工艺实现低C/N比城市污水联合污泥发酵物深度脱氮除磷的方法，该方法所用装置包括储泥罐（1）、污泥发酵罐（2）、原水箱（3）、AO-SBR反应器（4）、氢氧化钠处理单元（5）、中间水箱（6）和厌氧氨氧化反应器（7）；

所述的储泥罐（1）上设置有排泥口，通过进泥泵（8）与污泥发酵罐（2）相连；所述的污泥发酵罐（2）上设置有进泥口和排泥口，产生的发酵物通过排泥泵（11）从排泥口排出，并流入AO-SBR反应器（4）；所述的原水箱（3）上设置有出水口，通过第一进水泵（12）与AO-SBR反应器（4）以及中间水箱（6）相连；所述的AO-SBR反应器（4）上设置有进水口、出水口和曝气盘（14），出水口上还设置有挡泥滤网（15），流出的水流入中间水箱（6），曝气盘与气泵（16）相连；所述的氢氧化钠处理单元（5）上设置有排药口，配制的氢氧化钠溶液通过排药泵（13）从排药口排出，并流入污泥发酵罐（2）；所述的中间水箱（6）上设置有进水口和出水口，出水口通过第二进水泵（17）与厌氧氨氧化反应器（7）相连；所述的厌氧氨氧化反应器（7）上设置有进水口和出水口，内部挂有海绵填料（18），出水由出水口排出，流出的水即为处理完成的水；污泥发酵罐（2）、AO-SBR反应器（4）、厌氧氨氧化反应器（7）均设置有搅拌器（10）、取样口和pH/DO测定仪（9）；

其特征在于：

1）污泥发酵系统启动阶段；取城市污水处理厂二沉池的回流污泥作为接种污泥，将其储存在储泥罐（1）中备用，用蒸馏水淘洗回流污泥2～3次后加入至污泥发酵罐（2）中，并将污泥浓度控制在7000mg/L～8000mg/L，发酵罐顶部密封，防止空气中的氧气进入干扰发酵过程；配制浓度为4mol/L的NaOH溶液，并储存于氢氧化钠处理单元（5）中，通过蠕动泵将其注入至污泥发酵罐（2）中，加入量根据发酵罐中pH值的范围（10±0.5）进行调控，控制NaOH溶液加入量与污泥发酵罐有效容积的比例为3∶1000，加入周期为1次/d，通过水浴加热的方式控制发酵温度为30±2℃，调整搅拌器（10）转速为70～80r/min，监测发酵罐内pH值及DO，以使污泥发酵处于厌氧、碱性的环境中；每天取出污泥发酵罐（2）有效容积1/5的污泥发酵混合物，同时加入等体积的新鲜活性污泥，使污泥发酵系统的污泥龄为5d；污泥发酵系统的稳定运行需要30～45d的时间，取样周期为2d，测定系统产生的SCOD和VFA浓度，待VFA与SCOD浓度的比值≥40%时，则污泥发酵系统的启动阶段完成；

2）短程硝化及生物除磷稳定运行阶段；启用AO-SBR反应器（4），通过第一进水泵（12）将原水箱（3）中城市污水体积的70%注入其中，该反应器的运行方式分为进水、缺氧搅拌、好氧曝气、沉淀、排水、闲置六个阶段，各个阶段的运行时间分别为进水15min，缺氧搅拌180min，好氧曝气165min，沉淀60min，排水15min，闲置45min，共480min（8h），每天运行3个周期，搅拌器转速为90～100r/min，在进水后，随着缺氧搅拌的开始，向其中投加污泥发酵物，污泥发酵物∶待处理生活污水的投配体积比为1∶33～1∶20，控制转子流量计的气速，使好氧曝气阶段DO测定仪的示数为1～3mg/L，在排水阶段，通过反应器上的挡泥滤网（15）阻止污泥外流，排水比为70%，即水力停留时间为8.6h，同时，在闲置阶段排出剩余污泥，使AO-SBR反应器的污泥龄为8～10d；每个周期内测定进水及出水的NH₄⁺-N、NO₂^--N、NO₃^--N及PO₄^3--P浓度，通过前三个监测指标计算出亚硝积累率NAR，当NAR≥80%且测得出水PO₄^3--P≤0.5mg/L时，则AO-SBR系统已达稳定；

3）厌氧氨氧化耦合阶段；AO-SBR反应器（4）的出水与原水箱（3）中剩余30%的城市污水一同进入到中间水箱（6）中，通过第二进水泵（17）将混合后的出水注入到厌氧氨氧化反应器（7）中，并将已挂好厌氧氨氧化生物膜的海绵填料（18）接种至反应器中，其填充体积比为30%～40%，搅拌器转速控制在60～70 r/min范围内；测定进出水的NH₄⁺-N、NO₂^--N、NO₃^--N及TN浓度，待出水NO₃^--N≤3mg/L且TN≤15mg/L时，厌氧氨氧化系统已达稳定。