申请日2014.11.29
公开(公告)日2015.04.22
IPC分类号C02F3/30
摘要
本发明公开了一种基于FNA处理污泥实现连续流城市污水自养脱氮的方法。城市污水首先进入除有机物反应器，通过污泥吸附作用去除污水中的有机物，而后其出水进入自养脱氮反应器，实现同步短程硝化厌氧氨氧化自养脱氮;通过每天定期排放剩余污泥控制污泥龄;定期采用游离亚硝酸处理活性污泥，控制活性污泥中亚硝酸盐氧化菌的增长，维持系统稳定短程硝化;最终实现连续流城市污水自养脱氮，从而减少污水处理能耗。
权利要求书
1.一种基于FNA处理污泥实现连续流城市污水自养脱氮的方法，其特征在 于，应用如下装置：设有城市污水原水箱(1)、除有机物反应器(2)、中间沉淀 池(3)、自养脱氮反应器(4)、二沉池(5)、污泥处理反应器(6);城市污水原 水箱(1)设有溢流管(1.1)和放空管(1.2);城市污水原水箱(1)通过进水泵 (2.1)与除有机物反应器(2)进水管相连接;除有机物反应器(2)分为数个 格室，按照水流方向上下交错设置过流孔连接各个格室，设有曝气头(2.3)、空 压机(2.7)、气体流量计(2.6)与气量调节阀(2.5);除有机物反应器(2)通 过中间沉淀池连接管(2.4)与中间沉淀池(3)连接;中间沉淀池(3)通过污 泥回流泵(2.2)与除有机物反应器(2)的进水管相连接;中间沉淀池出水管(3.3) 与自养脱氮反应器进水管(4.1)连接;自养脱氮反应器(4)分为7个格室，缺 氧区(4.3)与好氧区(4.4)交替布置，按照水流方向上下交错设置过流孔连接 各个格室，缺氧区设有搅拌器(4.6)，并加入悬浮填料;好氧区曝气系统;自养 脱氮反应器(4)通过二沉池连接管(4.7)与二沉池(5)连接;二沉池(5)通 过污泥回流泵(4.5)与自养脱氮反应器(4)第一格室相连接;污泥回流泵(4.5) 与污泥处理反应器进泥管(6.5)相连;污泥处理反应器(6)为一敞口池体，设 有放空管(6.1)、污泥投加泵(6.2)、加药管(6.3)、搅拌器(6.4)与进泥管(6.5); 污泥处理反应器(6)通过污泥投加泵(6.2)与自养脱氮反应器(4)第一格室 相连接;
方法的步骤为：
1)启动系统：接种传统污水处理厂活性污泥投加至除有机物反应器(2)， 使污泥浓度为2000-3000mg/L;接种具有硝化活性的活性污泥投加至自养脱氮反 应器(4)，使其浓度达到1500-3000mg/L;向自养脱氮反应器的缺氧区投加生物 悬浮填料，填充体积比为20-50%;
2)运行时调节操作如下：
2.1)除有机物反应器(2)的污泥龄控制为2-6天，好氧区溶解氧浓度控制 为0.5-1.5mg/L，污泥回流比为50-100%，水力停留时间为30-60min;
2.2)自养脱氮反应器(4)好氧区溶解氧浓度为0.3-0.8mg/L，通过排放剩余 污泥控制污泥龄为15-20天;
2.3)自养脱氮反应器(4)回流污泥量为该反应器进水量的0.5-1.5倍，其中 污泥回流量的5-10%输送至污泥处理反应器(6);
2.4)通过向污泥处理反应器(6)投加亚硝酸钠，使反应器内亚硝酸盐氮浓 度为300-2000mg/L，并通过投加酸或碱控制污泥处理反应器内pH为5.0-6.0，污 泥停留时间为12-24h。
说明书
基于FNA处理污泥实现连续流城市污水自养脱氮的方法
技术领域
本发明涉及一种基于FNA处理污泥实现连续流城市污水自养脱氮的方 法，属于污水生物处理技术领域。
背景技术
厌氧氨氧化菌的发现改变了人们对氨只能在有氧的条件下才能被氧化的 认识。厌氧氨氧化反应的发生使得污水自养脱氮成为可能，且近年来已被成 功应用于消化污泥脱水液、垃圾渗滤液等高氨氮污水脱氮处理。与传统硝化 反硝化脱氮技术相比，厌氧氨氧化自养脱氮需氧量低，使得系统能耗较低; 无需有机碳源，从而使得污水中的有机物可以最大程度地用于产甲烷，提高 污水中能量的回收利用率。与消化污泥脱水液等高氨氮污水相比，城市污水 的量更大，若能将厌氧氨氧化技术应用于城市污水脱氮，则有望大幅降低城 市污水厂能耗，同时提高污水厂甲烷产量，进而提高甲烷发电量。
目前限制厌氧氨氧化技术在城市污水处理厂应用的瓶颈是厌氧氨氧化反 应的底物亚硝酸盐不能得到稳定供应。目前认为获得亚硝酸盐的主要途径是 通过氨氧化菌将污水中氨氮氧化为亚硝酸盐，同时避免亚硝酸盐进一步被亚 硝酸盐氧化菌氧化为硝酸盐，即实现短程硝化。连续流污水处理工艺是目前 城市污水厂应用最广泛的工艺之一。因此在连续流城市污水处理工艺中控制 亚硝酸盐氧化菌的控制，进而实现城市污水短程硝化厌氧氨氧化自养脱氮的 技术与方法，对于城市污水处理厂节能减排具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的就是针对实现城市污水厌氧氨氧化自养脱氮的瓶颈问题， 提出了一种基于FNA处理污泥实现连续流城市污水自养脱氮的方法，该方法 首先将城市污水中有机物在除有机物反应器中脱除，而后在自养脱氮反应器 实现同步短程硝化厌氧氨氧化将污水中的氨氮转化为氮气，达到污水脱氮的 目的;本方法实现自养脱氮的关键是采用游离亚硝酸盐(FNA)来处理部分 回流污泥，选择性抑制活性污泥中的亚硝酸盐氧化菌，从而控制亚硝酸盐氧 化菌的生长代谢，实现污水中亚硝酸盐的积累，即避免亚硝酸盐被氧化硝酸 盐，最终达到稳定为厌氧氨氧化菌提供底物亚硝酸盐的目的。
本发明的目的是通过以下解决方案来解决的：絮体污泥与颗粒污泥共生实 现城市污水自养脱氮装置设有城市污水原水箱1、除有机物反应器2、中间沉 淀池3、自养脱氮反应器4、二沉池5、污泥处理反应器6;城市污水原水箱1 设有溢流管1.1和放空管1.2;城市污水原水箱1通过进水泵2.1与除有机物 反应器2进水管相连接;除有机物反应器2分为数个格室，按照水流方向上 下交错设置过流孔连接各个格室，设有曝气头2.3、空压机2.7、气体流量计 2.6与气量调节阀2.5;除有机物反应器2通过中间沉淀池连接管2.4与中间沉 淀池3连接;中间沉淀池3通过污泥回流泵2.2与除有机物反应器2的进水管 相连接;中间沉淀池出水管3.3与自养脱氮反应器进水管4.1连接;自养脱氮 反应器4分为7个格室，缺氧区4.3与好氧区4.4交替布置，按照水流方向上 下交错设置过流孔连接各个格室，缺氧区设有搅拌器4.6，并加入悬浮填料; 好氧区曝气系统;自养脱氮反应器4通过二沉池连接管4.7与二沉池5连接; 二沉池5通过污泥回流泵4.5与自养脱氮反应器4第一格室相连接;污泥回流 泵4.5与污泥处理反应器进泥管6.5相连;污泥处理反应器6为一敞口池体， 设有放空管6.1、污泥投加泵6.2、加药管6.3、搅拌器6.4与进泥管6.5;污泥 处理反应器6通过污泥投加泵6.2与自养脱氮反应器4第一格室相连接。
城市污水在此装置中的处理流程为：城市污水与中间沉淀池回流污泥一 起进入除有机物反应器，通过活性污泥的吸附作用将水中的有机物吸附到污 泥中;而后除有机物反应器出水进入自养脱氮反应器，在第一个缺氧区利用 水中剩余的少量有机物进行反硝化反应，后续的好氧区发现氨氧化作用，将 氨氮转化为亚硝酸盐，在缺氧区发生厌氧氨氧化作用，将氨氮和亚硝酸盐氮 转化为氮气，随后再次重复以上作用;最终达到将氮从污水中脱除的目的。
絮体污泥与颗粒污泥共生实现城市污水自养脱氮装置实现自养脱氮的方 法，其特征在于包含以下内容：
1)启动系统：接种传统污水处理厂活性污泥投加至除有机物反应器(2)， 使污泥浓度为2000-3000mg/L;接种具有硝化活性的活性污泥投加至自养脱氮 反应器(4)，使其浓度达到1500-3000mg/L;向自养脱氮反应器的缺氧区投 加生物悬浮填料，填充体积比为20-50%。
2)运行时调节操作如下：
2.1)除有机物反应器(2)的污泥龄控制为2-6天，好氧区溶解氧浓度控 制为0.5-1.5mg/L，污泥回流比为50-100%，水力停留时间为30-60min;
2.2)自养脱氮反应器(4)好氧区溶解氧浓度为0.3-0.8mg/L，通过排放剩 余污泥控制污泥龄为15-20天;
2.3)自养脱氮反应器(4)回流污泥量为该反应器进水量的0.5-1.5倍，其 中污泥回流量的5-10%输送至污泥处理反应器(6);
2.4)通过向污泥处理反应器(6)投加亚硝酸钠，使反应器内亚硝酸盐氮 浓度为300-2000mg/L，并通过投加酸或碱控制污泥处理反应器内pH为 5.0-6.0，污泥停留时间为12-24h。
本发明基于FNA处理污泥实现连续流城市污水自养脱氮的方法，与传统 硝化反硝化脱氮工艺相比具有以下优势：
1)自养脱氮无需有机物，城市污水中的有机物可先被吸附到活性污泥中， 而后再用于厌氧发酵产甲烷，从而提高污水处理厂产能。
2)实现了氨氧化菌和厌氧氨氧化菌的分离，氨氧化菌主要富集在活性污 泥中，而厌氧氨氧化菌则主要富集在悬浮填料上，从而实现了氨氧化菌的单 独处理。
3)短程硝化厌氧氨氧化脱氮技术需氧量低，污水处理能耗低。
