[发明专利]一种实现发酵型短程反硝化除磷耦合厌氧氨氧化脱氮的装置和方法

说明书

本发明公开了一种实现发酵型短程反硝化除磷耦合厌氧氨氧化脱氮的装置和方法，属于污水生物处理技术领域。所述装置包括含慢速可生物降解有机物、氨氮和磷水箱，初次沉淀池，硝化反应器，发酵型短程反硝化除磷耦合厌氧氨氧化脱氮反应器以及二沉池。所述方法为：厌氧段，发酵型短程反硝化除磷菌将慢速可生物降解有机物转化为快速可生物降解有机物，并实现胞内碳源的储存与磷的释放；缺氧段，发酵型短程反硝化除磷菌利用胞内碳源将硝氮选择性还原为亚硝，并过量吸磷，产出的亚硝进一步供给厌氧氨氧化菌脱氮。本发明在充分利用慢速可生物降解有机物的基础上，实现了反硝化除磷与厌氧氨氧化脱氮技术的高效耦合。

技术领域

本发明涉及的一种实现发酵型短程反硝化除磷耦合厌氧氨氧化脱氮的装置和方法，属于污水生物处理技术领域，是一种解决在充分利用慢速可生物降解有机物的基础上实现反硝化除磷与厌氧氨氧化脱氮耦合的技术难题的方法。

背景技术

城市污水中氮磷污染物的低碳低能耗处理，是遏制水体富营养化、助力低碳环保的重要举措。

厌氧氨氧化是迄今为止最为经济高效的脱氮技术，与传统硝化反硝化技术相比，其可以节省100%的曝气能耗和100%的碳源需求，是污水生物脱氮领域研究的热点前沿。

反硝化除磷是一种经济高效的除磷技术，与传统的好氧除磷技术相比，其可以“一碳两用”在实现除磷的同时实现氮的去除，进而节省50%的碳源消耗和30%曝气能耗，是生物除磷领域的研究热点。

亚硝是厌氧氨氧化菌的必要基质之一，在污水中经常短缺，常需前端途径供给。如果可以调控反硝化除磷过程中稳定产出亚硝，就能将厌氧氨氧化技术与反硝化除磷技术联合，实现经济高效的同步脱氮除磷。这是一种有潜力的实现减污降碳、助力生态文明建设的技术路径。

碳源类型对于反硝化除磷过程中亚硝的积累和磷的去除均有着重要的影响。快速可生物降解有机物有利于反硝化过程中亚硝的稳定积累，也有利于反硝化除磷过程中胞内碳源的高效储存。在实际污水中快速可生物降解有机物常常短缺，常需外加碳源，造成极高的碳源投加费用；而污水中丰富的慢速可生物降解有机物目前还尚无法直接驱动亚硝的积累和磷的去除。

利用原位发酵技术，将慢速可生物降解有机物转化为快速可生物降解有机物并储存为胞内碳源，进而驱动短程反硝化除磷；随后通过碳氮比控制，富集出发酵型短程反硝化除磷菌，有望在充分利用慢速可生物降解有机物的基础上，实现反硝化除磷与厌氧氨氧化技术的高效耦合。目前这种方法还尚未有报道。

发明内容

本发明的目的就是提供一种实现发酵型短程反硝化除磷耦合厌氧氨氧化脱氮的装置和方法，在充分利用慢速可生物降解有机物的基础上，实现反硝化除磷与厌氧氨氧化脱氮技术的高效耦合。

本发明的技术原理如下：厌氧段，发酵型短程反硝化除磷菌将慢速可生物降解有机物转化为快速可生物降解有机物，并进一步实现胞内碳源的储存与磷的释放；缺氧段，发酵型短程反硝化除磷菌利用胞内碳源将硝氮选择性还原为亚硝，并过量吸磷，产出的亚硝进一步供给厌氧氨氧化菌脱氮。本发明在无需外加碳源，控制简单的前提下，通过发酵型短程反硝化除磷菌与厌氧氨氧化菌的联合，实现了经济高效的氮磷同步去除。有望在脱氮方面减少45%曝气能耗和79%的碳源消耗，在除磷方面节省30%的曝气能耗和70%碳源消耗。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：一种实现发酵型短程反硝化除磷耦合厌氧氨氧化脱氮的装置，包括含慢速可生物降解有机物、氨氮和磷水箱，初次沉淀池，硝化反应器，发酵型短程反硝化除磷耦合厌氧氨氧化脱氮反应器以及二沉池；其中所述含慢速可生物降解有机物、氨氮和磷水箱通过第一进水泵与初次沉淀池相连接；初次沉淀池通过第二进水泵与硝化反应器相连接；初次沉淀池通过第三进水泵与发酵型短程反硝化除磷耦合厌氧氨氧化脱氮反应器厌氧区相连接；硝化反应器通过第四进水泵与发酵型短程反硝化除磷耦合厌氧氨氧化脱氮反应器缺氧区相连接；发酵型短程反硝化除磷耦合厌氧氨氧化脱氮反应器通过第一出水管与二沉池相连接；二沉池通过污泥回流泵与发酵型短程反硝化除磷耦合厌氧氨氧化脱氮反应器厌氧区相连接；