[发明专利]一种分段进水耦合同步短程硝化反硝化的生物脱氮装置及方法

说明书

本发明公开了一种分段进水耦合同步短程硝化反硝化的生物脱氮装置及方法，包括短程硝化反硝化SBR反应器、自控系统。市政污水分四阶段等比例进水处理。第一阶段污水进入SBR反应器内，先缺氧搅拌，之后进行低氧曝气搅拌，当DO达到1.5g/L左右后停止曝气，再进行缺氧搅拌；之后进行第二、三、四阶段进水。缺氧、四段进水完成后，SBR反应器沉淀排水，污泥浓度控制在3000‑4000mg/L。将等比例分段进水结合短程硝化反硝化耦合，原水分段进入到各缺氧段，利用原水中的碳源进行反硝化,解决硝态氮的问题，将低氧氧缺氧交替的运行方式，解决抑制亚硝酸盐氧化菌的问题；实现低C/N市政污水不需外加碳源的条件下高效脱氮效果，并节省能耗降低市政污水处理费用。

技术领域

本发明涉及市政污水生物处理技术领域，尤其涉及分段进水耦合同步短程硝化反硝化实现低碳氮比污水高效生物脱氮的装置及方法。

背景技术

分段进水工艺是一种高效的污水生物脱氮工艺，是近年来国内外开发的生物脱氮除磷工艺。交替缺氧/好氧的设置充分利用了原水碳源进行反硝化，不设消化液回流，节省动力消耗以及节省了碳源药剂。同时具有较强的抗冲击负荷的能力。等比例分段进水SBR工艺通过时间上的分段进水运行方式，充分利用盐水的重点额有机作为反硝化反应的碳源，从而低碳氮比条件下高效脱氮成为可能。

短程硝化反硝化(PND)脱氮技术是通过调控运行条件将NH₄⁺-N在有限的溶解氧浓度下氧化至NO₂^--N，反硝化阶段中NO₂^--N还原至N2，从而实现污水的脱氮。与传统生物脱氮技术相比，短程硝化反硝化脱氮技术可以节省部分碳源(约40％),节省部分曝气量(约25％)。

同步硝化反硝化(SND)技术是指在同一反应器的同一处理空间实现硝化过程、反硝化过程同时发生。硝化过程仅为短程硝化时，又称作同步短程硝化反硝化(SPND)。SPND现象的产生为今后污水处理系统的装置简化。

因此，在一个SBR反应器内将等比例分段进水技术与短程硝化反硝化技术耦合应用于地碳氮比污水的高效脱氮过程，优势互补。一方面,分段进水可实现原水中有机碳源的高效利用；另一方面，在低氧条件下，同步短程硝化反硝化又能实现低碳氮比下污水的高效脱氮，氨氧化菌(AOB)进行短程硝化又能富集NO₂-N，便于实现短程硝化-厌氧氨氧化。

发明内容

本发明目的是提供分段进水耦合同步短程硝化反硝化实现低碳氮比污水高效生物脱氮的装置及方法，解决了传统生物工艺处理需外加碳源、出水水质不易达标、过度消耗有限的有机资源及运行成本较高等问题。该装置结合了分段进水和短程硝化反硝化技术的各自优势，可在最大程度利用原水的碳源的同时，实现市政污水高效率、低能耗的脱氮除磷，并且具有工艺流程简单、运行费用低等特点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种分段进水耦合同步短程硝化反硝化的生物脱氮装置，包括原水水箱1、短程硝化反硝化SBR反应器2、出水水箱3和在线检测和反馈控制系统4；原水水箱1通过进水泵2.1与短程硝化反硝化SBR反应器2相连接，短程硝化反硝化SBR反应器2通过电控排水阀2.8与出水水箱3相连接；在线检测和反馈控制系统4与短程硝化反硝化SBR反应器2连接。

所述短程硝化反硝化SBR反应器2包括有搅拌桨2.2、搅拌器2.3、曝气泵2.4、进气阀2.5、气体流量计2.6、曝气头2.7、电控排水阀2.8、采样口2.9、排泥阀2.10；曝气泵2.4与进气阀2.5、气体流量计2.6、曝气头2.7相连接；所述在线检测和反馈控制系统4包括DO测定仪2.11、DO在线监测探头2.12和可编程逻辑控制器4.6，可编程逻辑控制器4.6内置有曝气继电器4.1、搅拌器继电器4.2和DO数据信号接口4.3；可编程过程控制器4.6通过控制柜操作面板，设置短程硝化反硝化SBR反应器2各个阶段运行时长及控制各个负载启动工作；