[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

说明书

本发明涉及一种利用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，属于污水处理领域。反应装置主要由污泥发酵罐、氢氧化钠处理单元、储泥罐、原水箱、主反应器、中间水箱和沉淀池构成，其中主反应器分为两部分，分别为AO‑SBR反应器和厌氧氨氧化反应器。短程硝化效果的稳定维持需要多个参数的联合控制，某个参数的改变可能会对该过程产生影响。有研究表明，向系统中投加污泥发酵物能够实现短程硝化。本发明通过设置污泥发酵罐和氢氧化钠处理单元，利用污泥碱性发酵产物实现短程硝化，并结合定期排泥以及后续的厌氧氨氧化过程，达到城市污水同步脱氮除磷的目的。该发明工艺流程简单，解决了短程硝化‑厌氧氨氧化与生物除磷较难共存的问题。

技术领域

本发明涉及一种利用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，属于污水生物处理领域。

背景技术

随着社会的发展以及科技的进步，人们对于生活环境的要求日益提高。近几年，我国出台了一系列针对环境保护的政策和条例，包括水环境、大气环境、土壤环境等，尤其对于水环境来说，“水十条”等条例的颁布对出水水质和达标水平做了进一步的要求，传统的污水生物处理工艺由于能耗高、投资大、产泥量多、处理效果一般，已不能适应新的标准和要求，因此，对于新的污水生物处理工艺的研究就显得格外重要。

短程硝化及厌氧氨氧化技术是近年来发展较快的新型污水生物处理技术，具有显著的优势和广泛的应用前景。短程硝化是指在有氧条件下，污水中的氨氮在氨氧化细菌(AOB)的作用下转化为亚硝态氮即停止，不再继续转化成硝态氮的过程，该技术具有诸多优点，比如节约能源、节省曝气量、产泥量少等。厌氧氨氧化是指在缺氧条件下，厌氧氨氧化菌(AnAOB)将污水中存在的氨氮和亚硝态氮一步转化成氮气的过程，该技术具有节约碳源、节省曝气量、产泥量少等优点。目前，通常将短程硝化及厌氧氨氧化这两种技术结合，即短程硝化-厌氧氨氧化工艺。

短程硝化-厌氧氨氧化工艺具有短程硝化和厌氧氨氧化各自的优点，不但节省碳源、节约成本、产泥量少，而且处理效果良好，出水水质易达标。但是，该工艺也存在一些难点，主要是短程硝化过程中亚硝态氮的积累以及厌氧氨氧化菌的持留。短程硝化过程的稳定实现就是要通过抑制硝化细菌(NOB)的活性或使其排出系统，从而使氨氧化细菌(AOB)优势生长，目前常用的方法主要有：(1)持续低氧曝气；(2)维持较高的反应温度；(3)利用游离氨(FA)和游离亚硝酸(FNA)的抑制策略；(4)维持较短的污泥龄等。但是这些方法均有一定的局限性：(1)持续低氧曝气会使反应速率变慢，处理效率下降，还容易造成污泥膨胀；(2)城市污水处理厂水量大，加热以维持较高反应温度的策略既不经济也不现实；(3)有研究表明，FA和FNA的抑制具有适应性，且长期投加并不经济；(4)AOB和NOB世代时间较为接近，较短污泥龄需要结合其他策略共同抑制NOB的活性。

有研究证明，投加一定量的污泥发酵物能够快速实现短程硝化并稳定维持，本方法便利用污泥发酵物的这一特性，再结合缺、好氧运行以及定期排泥的策略以达到同步氮磷去除的目的，实现了短程硝化-厌氧氨氧化耦合生物除磷的过程，节省了约100％的碳源和60％的曝气量，降低了成本，且能满足严格的出水标准，是一项符合我国可持续发展战略的绿色工艺，具有较高的应用价值和实际意义。

发明内容

本发明针对目前城市污水处理厂存在的运行成本高、出水氮磷含量较高等问题，提出了一种利用污泥发酵物实现两段式短程硝化-厌氧氨氧化的工艺，达到了城市污水的同步脱氮除磷的目的。

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，其特征在于：反应装置包括储泥罐(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)。