[发明专利]利用污泥发酵液实现高氨氮废水深度脱氮和污泥减量的方法和装置

说明书

利用污泥发酵液实现高氨氮废水深度脱氮和污泥减量的方法和装置，属于高氨氮废水生化处理及污泥减量领域。高氨氮废水进入短程硝化/厌氧氨氧化反应器中，在预缺氧段，反硝化菌将硝态氮反硝化生成氮气；在好氧段通过部分短程硝化作用将氨氮部分转化为亚硝态氮；在缺氧段，厌氧氨氧化菌利用剩余氨氮及亚硝态氮反应产生氮气完成脱氮。剩余污泥在厌氧发酵产生含有挥发性脂肪酸的发酵物，将发酵物离心后取上清液置于发酵液储存箱，随后中间水箱中的硝态氮废水及发酵液储存箱中的发酵液进行短程反硝化产生亚硝态氮，厌氧氨氧化菌利用亚硝态氮和发酵液中的氨氮进一步脱氮。本方法在节省曝气及碳源的同时实现了污水深度脱氮与污泥减量化。

技术领域

本发明涉及一种利用污泥发酵液实现高氨氮废水深度脱氮和污泥减量的方法和装置，属于高氨氮废水生化处理及污泥减量技术领域。首先通过短程硝化/厌氧氨氧化脱氮，再利用污泥中温碱性发酵罐中产生的挥发性脂肪酸作为短程反硝化/厌氧氨氧化系统的碳源进行深度脱氮的同时实现了污泥减量化。本技术适用于高氨氮废水深度处理及污泥减量化处理。

背景技术

近年来，我国经济的飞速发展和工业化程度的提高加剧了受纳水体的污染，我国水资源短缺的形式日益严峻，为了贯彻可持续发展战略并缓解水污染问题，我国对传统污水处理厂提出了更为严格的排放标准。我国多数高氨氮废水存在碳源严重不足的问题，无法满足其脱氮需求，现有污水处理厂常额外投加甲醇、乙醇、葡萄糖及乙酸钠等碳源来满足脱氮需求实现达标排放，而这些方式不仅增加了吨水处理成本，加剧了温室气体的排放，还增加了剩余污泥的产量。

厌氧氨氧化作为一种自养脱氮技术应运而生，利用氨氮和亚硝态氮在缺氧环境中直接反应生成氮气。该技术相较于传统硝化反硝化具有节省60％曝气量、节省100％碳源和减少90％剩余污泥产量的优势，但该技术需要稳定的亚硝态氮来源。稳定的亚硝态氮可以由短程硝化和短程反硝化来提供，两者各有优劣。

另外，由于长期的“重水轻泥”，导致我国污泥处置存在污泥产量大且增长迅速、污泥处理率较低以及污泥资源化利用率低的问题，传统污泥处理过程多为填埋和焚烧，其费用几乎占据污水厂建设和运行费用的一半，且常因处理不当而对环境造成更加严重的污染。

因此，利用短程硝化/厌氧氨氧化串联短程反硝化/厌氧氨氧化满足高氨氮废水的脱氮需求，再利用污泥中温碱性发酵罐中产生的挥发性脂肪酸作为外加碳源，实现系统深度脱氮的同时又实现了污泥减量化及资源化。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种实现高氨氮废水深度脱氮的同时进行污泥减量化及资源化利用的装置和方法。高氨氮废水进入短程硝化/厌氧氨氧化反应器中，在预缺氧段，反硝化菌利用进水中的有机物将上一阶段剩余的硝态氮反硝化生成氮气；在好氧段通过部分短程硝化作用将氨氮部分转化为亚硝态氮；在缺氧段，厌氧氨氧化菌利用剩余氨氮及亚硝态氮反应产生氮气完成脱氮，出水进入中间水箱。生物脱氮系统排出的剩余污泥在污泥中温碱性厌氧发酵罐中厌氧发酵产生含有挥发性脂肪酸的发酵物，将发酵物离心后取上清液置于发酵液储存箱，随后中间水箱中的硝态氮废水及发酵液储存箱中的发酵液一同进入短程反硝化/厌氧氨氧化反应器，利用发酵液提供的碳源进行短程反硝化产生亚硝态氮，厌氧氨氧化菌利用亚硝态氮和发酵液中的氨氮进一步脱氮，从而在节省曝气能耗及碳源的同时实现了高氨氮废水的深度脱氮与污泥减量化。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种利用污泥发酵液实现高氨氮废水深度脱氮和污泥减量装置，其特征在于，包括：进水水箱(1)、短程硝化/厌氧氨氧化反应器(2)、中间水箱(3)、短程反硝化/厌氧氨氧化反应器(4)、出水水箱(5)、污泥中温碱性厌氧发酵罐(6)、发酵液储存箱(7)；