[发明专利]厌氧脱氮与甲烷去除装置及方法、污水处理系统及方法

说明书

一种厌氧脱氮与甲烷去除装置及方法、污水处理系统及方法，该厌氧脱氮与甲烷去除装置包括：厌氧反应器，内部接种有厌氧氨氧化污泥和反硝化型厌氧甲烷硝化污泥；进水泵，与所述厌氧反应器连通，用于向所述厌氧反应器内输送含有甲烷、氨氮和亚硝态氮的污水；其中，所述污水中的氨氮和亚硝态氮在厌氧氨氧化污泥的作用下转化为氮气和硝态氮，所述亚硝态氮和厌氧氨氧化产生的硝态氮在反硝化型厌氧甲烷氧化污泥的作用下转化为氮气，甲烷在反硝化型厌氧甲烷氧化污泥的作用下被去除。本发明还提供了厌氧脱氮与甲烷去除的方法、污水处理系统及方法。本发明解决了高氨氮污水无法得到有效处理的问题。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，特别涉及厌氧脱氮与甲烷去除装置及方法、污水处理系统及方法。

背景技术

随着社会的进步，城镇化和工业化的发展越来越快，国民生活水平提高的同时，污水的排放量也越来越大。其中，畜禽养殖污水、垃圾渗滤液、污泥消化液、皮革污水以及焦化污水等高氨氮污水因其排放量大、氨氮浓度高、处理难度高的特点，如果不加以高效的处理，极易造成严重的环境问题。因此，高氨氮污水处理技术一直是国内外水处理的焦点。目前，以前端厌氧发酵产甲烷结合后端传统硝化反硝化为核心工艺的高氨氮污水的主流处理技术，因存在的一些不足，导致了高氨氮污水无法得到有效处理，这些不足主要包括以下几个：

(1)因前端厌氧发酵产甲烷阶段和好氧阶段的处理，污水中的大部分有机物被去除，导致后端可被反硝化菌利用的有效碳源过低，反硝化作用无法充分进行，导致工艺出水总氮浓度高，脱氮效果差；

(2)因传统硝化反硝化脱氮工艺在硝化阶段需要大量曝气实现氨氮的转化和脱除，导致工艺的能耗和运行成本较高；

(3)因甲烷在水中有一定的溶解度，在厌氧产甲烷阶段之后溶解在出水中的甲烷会在后续的处理单元中释放出来，导致工艺的温室气体排放量较高；

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供厌氧脱氮与甲烷去除装置及方法、污水处理系统及方法，以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。

为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供了一种厌氧脱氮与甲烷去除装置，包括：厌氧反应器，内部接种有厌氧氨氧化污泥和反硝化型厌氧甲烷硝化污泥；进水泵，与所述厌氧反应器连通，用于向所述厌氧反应器内输送含有甲烷、氨氮和亚硝态氮的污水；其中，所述污水中的氨氮和亚硝态氮在厌氧氨氧化污泥的作用下转化为氮气和硝态氮，所述亚硝态氮和厌氧氨氧化产生的硝态氮在反硝化型厌氧甲烷氧化污泥的作用下转化为氮气，甲烷在反硝化型厌氧甲烷氧化污泥的作用下被去除。

作为本发明的第二个方面，还提供了一种利用上述厌氧脱氮与甲烷去除装置进行的污水处理方法，包括：将含有甲烷、氨氮和亚硝态氮的污水通过进水泵泵入厌氧反应器，甲烷被去除，同时氨氮和亚硝态氮转化成氮气。

作为本发明的第三个方面，还提出一种污水处理系统，包括：缺氧短程硝化装置，包括：缺氧反应器，内部接种有短程硝化污泥；进水泵，与所述缺氧反应器连通，用于向所述缺氧反应器内部输送含有氨氮、甲烷的污水；曝气单元，位于所述缺氧反应器内，用于向所述缺氧反应器内持续通入空气，以提供缺氧环境；以及隔离单元，用于分离所述缺氧反应器产生的含亚硝态氮的泥水混合物中的污泥；其中，所述污水中的氨氮在所述缺氧环境中，在短程硝化污泥的作用下转化为亚硝态氮；以及所述厌氧脱氮与甲烷去除装置，分别和所述缺氧短程硝化装置的进水口和出水口连接，用于接收含有氨氮、甲烷的污水和含有亚硝态氮的污水并混合后，将所述亚硝态氮和氨氮转化为氮气，并且将甲烷去除。

作为本发明的第四个方面，还提出一种污水处理系统的使用方法，包括：将含有氨氮、甲烷的污水通过进水泵泵入缺氧短程硝化装置，以使污水中的氨氮转化为含亚硝态氮的污水；将含有氨氮、甲烷的污水和所述缺氧短程硝化装置输出的含亚硝态氮的污水泵入厌氧脱氮与甲烷去除装置，将所述亚硝态氮和氨氮转化为氮气，并且将甲烷去除。