[发明专利]一种以颗粒有机物为碳源实现氮素去除的两段式水解酸化短程反硝化厌氧氨氧化工艺

说明书

一种以颗粒有机物为碳源实现氮素去除的两段式水解酸化短程反硝化厌氧氨氧化工艺属于污水生物处理领域。整套装置共包含进水箱、序批式水解酸化原位短程反硝化反应器、中间水箱、颗粒有机物储备罐、序批式厌氧氨氧化反应器以及PLC自动控制系统。整套装置采用两段式水解酸化短程反硝化+后置厌氧氨氧化工艺，并配合PLC自动控制系统，增加了整套工艺运行的智能性和灵活性，实现了氮素的高效去除。

技术领域

本研究涉及一种以颗粒有机物为碳源实现氮素去除的两段式水解酸化短程反硝化厌氧氨氧化工艺，属于废水生物处理领域。

背景技术

随短程反硝化技术的发现和研究，以短程反硝化为亚硝供给途径的厌氧氨氧化工艺已经成为了研究热点；与硝化反硝化过程相比，短程反硝化厌氧氨氧化工艺的污泥产量减少了84％；较短程硝化厌氧氨氧化工艺来说，虽需外加0.78mg/L短程反硝化的碳源，但依然比传统生物脱氮节约了45％的曝气能耗和约80％的有机碳源投加，为同步处理生活污水与工业硝酸盐废水提供了一种新思路。

现有的关于短程反硝化厌氧氨氧化工艺的研究当中，学者们多采用如乙酸钠这样的小分子快速生物降解有机物作为短程反硝化过程中的碳源，而很少利用慢速生物降解有机物。实际的生活污水以及工业废水中含有大量的慢速生物降解有机物，作为污水的碳储库，存在着极高的开发与利用价值。如果我们能将原水中这大部分的慢速生物降解有机物加以利用，将其转化为易生物降解有机物为短程反硝化过程提供碳源的话，就能实现废水的深度脱氮除碳。

因化学性质独特、结构复杂且易获取等优势，颗粒淀粉常被学者们用作慢速生物降解有机物的代表物，基于此，本发明开发了一种以颗粒淀粉为碳源的两段式水解酸化短程反硝化厌氧氨氧化工艺，研究颗粒淀粉在优质短程反硝化碳源产出方面的应用潜能，以期为实现无外加碳源条件下的生活污水与工业硝酸盐废水深度脱氮除碳提供理论基础，最终目标是促进该工艺的大规模工程应用。

发明内容

本发明构建了一种以颗粒有机物为碳源实现氮素去除的两段式水解酸化短程反硝化厌氧氨氧化工艺。

一种以颗粒有机物为碳源实现氮素去除的两段式水解酸化短程反硝化厌氧氨氧化工艺，其特征在于：所用装置包括进水箱，序批式水解酸化原位短程反硝化反应器，颗粒有机物储备罐，中间水箱，序批式厌氧氨氧化反应器，出水箱，PLC控制柜和PLC自动控制系统；

所述工艺，其特征在于，包含以下步骤：

(1)初期系统中各反应器启动阶段：

①序批式厌氧氨氧化反应器5的启动阶段：

序批式厌氧氨氧化反应器5的种泥是粒径在8～12mm的厌氧氨氧化颗粒污泥，设置排水比为60％，运行方式是缺氧搅拌，通过第二加热棒5.1控制反应器运行时的温度为30±2℃，以含有质量浓度为110～120mg/L的氯化铵和质量浓度为145～150mg/L的亚硝酸钠的废水来启动厌氧氨氧化过程，设定第一阶段进水中的NH₄⁺-N和NO₂^--N的质量浓度均为30±5mg/L，待每阶段序批式厌氧氨氧化反应器5进出水总无机氮即TIN质量浓度之差与进水TIN质量浓度的比值高于0.8时，TIN质量浓度的计算公式为TIN＝NH₄⁺-N+NO₂^--N+NO₃^--N；以10mg/L为基质的质量浓度梯度，逐步提升进水中NH₄⁺-N和NO₂^--N的质量浓度，直至最后一阶段进水中的NH₄⁺-N和NO₂^--N的质量浓度为50±5mg/L时，序批式厌氧氨氧化反应器5进出水总无机氮即TIN质量浓度之差与进水TIN质量浓度的比值高于0.8并稳定维持10d以上，即认为序批式厌氧氨氧化反应器5成功启动；