[发明专利]分段进水短程硝化-厌氧氨氧化组合同步处理污水与污泥的装置与方法

说明书

分段进水短程硝化‑厌氧氨氧化工艺同步处理污水与污泥的装置与方法，属于高氨氮废水污泥生物处理领域。高氨氮负荷垃圾渗滤液首先泵入好氧反应器完成短程硝化过程；外源剩余污泥与短程硝化反应器出水一同打入缺氧反应器，实现剩余污泥发酵与反硝化的耦合过程；最终发酵耦合反硝化反应器出水分段泵入一体化自养脱氮反应器，一体化反应器共包含曝气和缺氧搅拌两个主要运行单元，氨氮在曝气阶段被氧化为亚硝态氮，生成的亚硝态氮与二次进水氨氮通过厌氧氨氧化过程得到进一步去除。本发明工艺运行稳定可靠易于调控，在无外碳源投加条件下完成对晚期垃圾渗滤液的深度处理，同时实现了外源剩余污泥的发酵减量目的。

技术领域

本发明涉及一种分段进水短程硝化-厌氧氨氧化工艺同步处理污水与污泥的装置与方法，属于高氨氮废水污泥生物处理领域。高氨氮负荷垃圾渗滤液首先泵入好氧反应器完成短程硝化过程；外源剩余污泥与短程硝化反应器出水一同打入缺氧反应器，实现剩余污泥发酵与反硝化的耦合过程；最终发酵耦合反硝化反应器出水分段泵入一体化自养脱氮反应器，一体化反应器共包含曝气和缺氧搅拌两个主要运行单元，氨氮在曝气阶段被氧化为亚硝态氮，生成的亚硝态氮与二次进水氨氮通过厌氧氨氧化过程得到进一步去除。本发明工艺运行稳定可靠，在无外碳源投加条件下完成对晚期垃圾渗滤液的深度处理，同时实现了外源剩余污泥的发酵减量目的。

背景技术

目前我国城市人均日产垃圾1.0-1.2公斤，中国城市人均每年产生量达400 公斤，据国家统计局数据直到2019年我国垃圾清运量高达22854万吨，垃圾总量世界第一。2025年全球固体废物的产量将增加到22亿吨，美国和中国垃圾填埋处理的固体废物分别占43％和58％以上，在填埋过程中，每吨废物可产生0.05～0.2吨垃圾渗滤液。垃圾渗滤液是一种氨氮浓度高、成分复杂、可生化性能极差的有机废水，若不加以妥善处置将会给自然环境和人类健康带来巨大威胁。目前大部分垃圾渗滤液处理过程仍采用传统硝化-反硝化生物脱氮工艺，但由于传统工艺对进水碳源要求高，难以实现对低C/N比垃圾渗滤液的有效处理。

作为污水处理的副产物，我国每年产生4000-6000万吨剩余污泥。而目前只有35％的剩余污泥得到了有效处理。剩余污泥中含有丰富的有机碳源，发酵过程可以将剩余污泥中的有机物得到释放，一旦释放的有机物被后续异养微生物所利用将会同时解决“进水碳源不足”和“剩余污泥产量大”两大环境热点问题。

发明内容

本发明提出了分段进水短程硝化-厌氧氨氧化工艺同步处理污水与污泥技术，具体是高氨氮负荷垃圾渗滤液首先泵入好氧反应器完成短程硝化过程；外源剩余污泥与短程硝化反应器出水一同打入缺氧反应器，实现剩余污泥发酵与反硝化的耦合过程；最终发酵耦合反硝化反应器出水分段泵入一体化自养脱氮反应器，一体化反应器共包含曝气和缺氧搅拌两个主要运行单元，氨氮在曝气阶段被氧化为亚硝态氮，生成的亚硝态氮与二次进水氨氮通过厌氧氨氧化过程得到进一步去除。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

分段进水短程硝化-厌氧氨氧化工艺同步处理污水与污泥的装置与方法，其特征在于，包括短程硝化反应器(1)、第一中间水箱(2)、储泥罐(3)、污泥发酵耦合反硝化反应器(4)、第二中间水箱(5)、一体化自养脱氮反应器(6)、PCL控制系统和在线检测设备(7)。

所述短程硝化反应器(1)设有第一搅拌器(1.1)、第一实时在线监测设备(1.2)、第一进水蠕动泵(1.3)、、第一进水口(1.4)、第一空气压缩机(1.5)、第一出水口(1.6)、第一出水蠕动泵(1.7)；所述第一中间水箱(2)设有第二进水口(2.1)、第二出水口(2.2)；所述储泥罐(3)设有第一出泥口(3.1)；所述污泥发酵耦合反硝化反应器(4)设有第二搅拌器(4.1)、第三进水口(4.3)、第一进泥口(4.2)、第三出水口(4.4)、第二实时在线监测设备(4.5)；所述第二中间水箱设有第四进水口(5.1)、第四出水口(5.2)；所述一体化自养脱氮设备(6)设有第三搅拌器(6.1)、第三在线监测设备(6.2)、第二进水蠕动泵(6.3)、第五进水口(6.4)、第二空气压缩机(6.5)、第五出水口(6.6)。