公布日：2024.03.12

申請日：2023.12.15

分類號：C02F3/30(2023.01)I;C02F3/12(2023.01)I;C02F7/00(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N

摘要

本發(fā)明涉及同步自養(yǎng)異養(yǎng)耦合厭氧氨氧化脫氮的污水處理方法與裝置，所述裝置包括SBR反應(yīng)器和曝氣泵；所述曝氣泵與所述SBR反應(yīng)器相連，用于調(diào)整所述SBR反應(yīng)器內(nèi)的曝氣強度；所述SBR反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)置有隔板；所述隔板將所述SBR反應(yīng)器內(nèi)部沿縱向劃分為微好氧功能區(qū)與限氧功能區(qū)兩個連通的部分，使得所述微好氧功能區(qū)與所述限氧功能區(qū)內(nèi)的物質(zhì)可以相互流通；所述微好氧功能區(qū)用于供需氧型細(xì)菌代謝，所述限氧功能區(qū)用于供缺氧型細(xì)菌代謝。本申請通過對曝氣強度調(diào)控，在同步自養(yǎng)-異養(yǎng)代謝過程中利用微好氧與限氧的環(huán)境、進(jìn)水有機物與硝酸鹽副產(chǎn)物實現(xiàn)了NO2--N的循環(huán)，降低NOB抑制難度的同時強化了anammox性能，高效脫氮。

權(quán)利要求書

1.一種同步自養(yǎng)異養(yǎng)耦合厭氧氨氧化脫氮的污水處理裝置，其特征在于，包括：SBR反應(yīng)器和曝氣泵；所述曝氣泵與所述SBR反應(yīng)器相連，用于調(diào)整所述SBR反應(yīng)器內(nèi)的曝氣強度；所述SBR反應(yīng)器設(shè)置有進(jìn)水口和出水口；其中，待處理的污水通過所述進(jìn)水口進(jìn)入所述SBR反應(yīng)器內(nèi)，所述SBR反應(yīng)器內(nèi)的出水通過所述出水口排出；所述SBR反應(yīng)器內(nèi)接種有污泥；所述污泥用于向所述SBR反應(yīng)器內(nèi)帶入污水處理所需的細(xì)菌；所述SBR反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)置有隔板；所述隔板將所述SBR反應(yīng)器內(nèi)部沿縱向劃分為微好氧功能區(qū)與限氧功能區(qū)兩個連通的部分，使得所述微好氧功能區(qū)與所述限氧功能區(qū)內(nèi)的物質(zhì)可以相互流通；所述微好氧功能區(qū)用于供需氧型細(xì)菌代謝，所述限氧功能區(qū)用于供缺氧型細(xì)菌代謝。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步自養(yǎng)異養(yǎng)耦合厭氧氨氧化脫氮的污水處理裝置，其特征在于：所述隔板兩側(cè)與所述SBR反應(yīng)器內(nèi)壁連接，所述隔板底部與所述SBR反應(yīng)器的底部之間設(shè)有預(yù)設(shè)長度的距離，所述隔板頂端低于所述SBR反應(yīng)器內(nèi)部液體的高度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的同步自養(yǎng)異養(yǎng)耦合厭氧氨氧化脫氮的污水處理裝置，其特征在于：所述隔板將所述SBR反應(yīng)器的內(nèi)部沿所述隔板所在的縱向方向分成體積比為2：1的兩個區(qū)域，所述微好氧功能區(qū)處于體積較大區(qū)域內(nèi)，所述限氧功能區(qū)處于體積較小區(qū)域內(nèi)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的同步自養(yǎng)異養(yǎng)耦合厭氧氨氧化脫氮的污水處理裝置，其特征在于：所述進(jìn)水口與蠕動泵連接，待處理的污水通過蠕動泵從所述進(jìn)水口進(jìn)入所述SBR反應(yīng)器中；所述出水口與所述電磁閥連接，所述電磁閥用于控制出水時間。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的同步自養(yǎng)異養(yǎng)耦合厭氧氨氧化脫氮的污水處理裝置，其特征在于：所述SBR反應(yīng)器外周包覆有恒溫件，所述恒溫件與恒溫控制器連接，所述恒溫控制器用于控制所述恒溫件將所述SBR反應(yīng)器溫度維持在30±1℃。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的同步自養(yǎng)異養(yǎng)耦合厭氧氨氧化脫氮的污水處理裝置，其特征在于：所述微好氧功能區(qū)內(nèi)設(shè)置有多孔曝氣石。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的同步自養(yǎng)異養(yǎng)耦合厭氧氨氧化脫氮的污水處理裝置，其特征在于：所述微好氧功能區(qū)和所述限氧功能區(qū)內(nèi)均設(shè)置有測量儀；所述測量儀包括采集端與顯示器；所述采集端設(shè)置在所述微好氧功能區(qū)和所述限氧功能區(qū)的液體內(nèi)；所述顯示器設(shè)置于所述SBR反應(yīng)器外，用于讀取所述采集端采集到的數(shù)值；所述測量儀包括PH測量儀與DO測量儀；所述PH測量儀用于監(jiān)測PH值，所述DO測量儀用于監(jiān)測DO值。

8.一種同步自養(yǎng)異養(yǎng)耦合厭氧氨氧化脫氮的污水處理方法，應(yīng)用于如權(quán)利要求1至7任意一項所述的同步自養(yǎng)異養(yǎng)耦合厭氧氨氧化脫氮的污水處理裝置，其特征在于，包括：在第一預(yù)設(shè)時間內(nèi)，控制SBR反應(yīng)器內(nèi)的曝氣流量為100-150mL/min，測量微好氧功能區(qū)和限氧功能區(qū)內(nèi)的DO值，并使所述微好氧功能區(qū)和所述限氧功能區(qū)內(nèi)的DO值均小于0.20mg/L；所述第一預(yù)設(shè)時間為40天；在第二預(yù)設(shè)時間內(nèi)，調(diào)節(jié)所述SBR反應(yīng)器內(nèi)的曝氣流量至200-250mL/min，且曝氣時間為5h；所述第二預(yù)設(shè)時間為60天；在第三預(yù)設(shè)時間內(nèi)，將所述SBR反應(yīng)器內(nèi)的曝氣流量提升至300-320mL/min，且曝氣時間維持在5h；所述第三預(yù)設(shè)時間為60天。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的同步自養(yǎng)異養(yǎng)耦合厭氧氨氧化脫氮的污水處理方法，其特征在于：所述第一預(yù)設(shè)時間內(nèi)，所述SBR反應(yīng)器內(nèi)的水利停留時間為7小時；所述第二預(yù)設(shè)時間內(nèi)，所述SBR反應(yīng)器內(nèi)的水利停留時間為5小時；所述第三預(yù)設(shè)時間內(nèi)，所述SBR反應(yīng)器內(nèi)的水利停留時間為5小時。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的同步自養(yǎng)異養(yǎng)耦合厭氧氨氧化脫氮的污水處理方法，其特征在于：所述SBR反應(yīng)器內(nèi)每天進(jìn)行4個循環(huán)，每個所述循環(huán)依次包括進(jìn)料、連續(xù)曝氣、沉降、出水以及閑置五個階段；所述進(jìn)料階段持續(xù)10分鐘，所述連續(xù)曝氣階段持續(xù)5小時，所述沉降階段持續(xù)20分鐘，所述出水階段持續(xù)15分鐘且排液率為50％，所述閑置階段持續(xù)15分鐘。

發(fā)明內(nèi)容

為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中缺乏長期穩(wěn)定的NOB抑制策略，硝酸鹽副產(chǎn)物的積累嚴(yán)重影響脫氮效能，操作難度大和成本高的問題。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種同步自養(yǎng)異養(yǎng)耦合厭氧氨氧化脫氮的污水處理方法與裝置，通過同步自養(yǎng)-異養(yǎng)微生物的協(xié)同作用，優(yōu)化系統(tǒng)脫氮的同時消除進(jìn)水有機物與副產(chǎn)物硝酸鹽的不利影響。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的主要技術(shù)方案包括：

第一方面，本發(fā)明提供一種同步自養(yǎng)異養(yǎng)耦合厭氧氨氧化脫氮的污水處理裝置，包括：SBR反應(yīng)器和曝氣泵；所述曝氣泵與所述SBR反應(yīng)器相連，用于調(diào)整所述SBR反應(yīng)器內(nèi)的曝氣強度；所述SBR反應(yīng)器設(shè)置有進(jìn)水口和出水口；其中，待處理的污水通過所述進(jìn)水口進(jìn)入所述SBR反應(yīng)器內(nèi)，所述SBR反應(yīng)器內(nèi)的出水通過所述出水口排出；所述SBR反應(yīng)器內(nèi)接種有污泥；所述污泥用于向所述SBR反應(yīng)器內(nèi)帶入污水處理所需的細(xì)菌；所述SBR反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)置有隔板；所述隔板將所述SBR反應(yīng)器內(nèi)部沿縱向劃分為微好氧功能區(qū)與限氧功能區(qū)兩個連通的部分，使得所述微好氧功能區(qū)與所述限氧功能區(qū)內(nèi)的物質(zhì)可以相互流通；所述微好氧功能區(qū)用于供需氧型細(xì)菌代謝，所述限氧功能區(qū)用于供缺氧型細(xì)菌代謝。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述隔板兩側(cè)與所述SBR反應(yīng)器內(nèi)壁連接，所述隔板底部與所述SBR反應(yīng)器的底部之間設(shè)有預(yù)設(shè)長度的距離，所述隔板頂端低于所述SBR反應(yīng)器內(nèi)部液體的高度。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述隔板將所述SBR反應(yīng)器的內(nèi)部沿所述隔板所在的縱向方向分成體積比為2：1的兩個區(qū)域，所述微好氧功能區(qū)處于體積較大區(qū)域內(nèi)，所述限氧功能區(qū)處于體積較小區(qū)域內(nèi)。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述進(jìn)水口與蠕動泵連接，待處理的污水通過蠕動泵從所述進(jìn)水口進(jìn)入所述SBR反應(yīng)器中；所述出水口與所述電磁閥連接，所述電磁閥用于控制出水時間。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述進(jìn)水口與蠕動泵連接，待處理的污水通過蠕動泵從所述進(jìn)水口進(jìn)入所述SBR反應(yīng)器中；所述出水口與所述電磁閥連接，所述電磁閥用于控制出水時間。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述微好氧功能區(qū)內(nèi)設(shè)置有多孔曝氣石。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述微好氧功能區(qū)和所述限氧功能區(qū)內(nèi)均設(shè)置有測量儀；所述測量儀包括采集端與顯示器；所述采集端設(shè)置在所述微好氧功能區(qū)和所述限氧功能區(qū)的液體內(nèi)；所述顯示器設(shè)置于所述SBR反應(yīng)器外，用于讀取所述采集端采集到的數(shù)值；所述測量儀包括PH測量儀與DO測量儀；所述PH測量儀用于監(jiān)測PH值，所述DO測量儀用于監(jiān)測DO值。

第二方面，本發(fā)明提供一種同步自養(yǎng)異養(yǎng)耦合厭氧氨氧化脫氮的污水處理方法，應(yīng)用于上述同步自養(yǎng)異養(yǎng)耦合厭氧氨氧化脫氮的污水處理裝置，包括：在第一預(yù)設(shè)時間內(nèi)，控制SBR反應(yīng)器內(nèi)的曝氣流量為100-150mL/min，測量微好氧功能區(qū)和限氧功能區(qū)內(nèi)的DO值，并使所述微好氧功能區(qū)和所述限氧功能區(qū)內(nèi)的DO值均小于0.20mg/L；所述第一預(yù)設(shè)時間為40天；在第二預(yù)設(shè)時間內(nèi)，調(diào)節(jié)所述SBR反應(yīng)器內(nèi)的曝氣流量至200-250mL/min，且曝氣時間為5h；所述第二預(yù)設(shè)時間為60天；在第三預(yù)設(shè)時間內(nèi)，將所述SBR反應(yīng)器內(nèi)的曝氣流量提升至300-320mL/min，且曝氣時間維持在5h；所述第三預(yù)設(shè)時間為60天。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述第一預(yù)設(shè)時間內(nèi)，所述SBR反應(yīng)器內(nèi)的水利停留時間為7小時；所述第二預(yù)設(shè)時間內(nèi)，所述SBR反應(yīng)器內(nèi)的水利停留時間為5小時；所述第三預(yù)設(shè)時間內(nèi)，所述SBR反應(yīng)器內(nèi)的水利停留時間為5小時。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述SBR反應(yīng)器內(nèi)每天進(jìn)行4個循環(huán)，每個所述循環(huán)依次包括進(jìn)料、連續(xù)曝氣、沉降、出水以及閑置五個階段；所述進(jìn)料階段持續(xù)10分鐘，所述連續(xù)曝氣階段持續(xù)5小時，所述沉降階段持續(xù)20分鐘，所述出水階段持續(xù)15分鐘且排液率為50％，所述閑置階段持續(xù)15分鐘。

本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明所述的同步自養(yǎng)異養(yǎng)耦合厭氧氨氧化脫氮的污水處理方法與裝置，在SBR反應(yīng)器中基于隔板氣升式反應(yīng)器進(jìn)行改良，在SBR反應(yīng)器內(nèi)形成微好氧功能區(qū)和限氧功能區(qū)，微好氧/限氧交替環(huán)境為自養(yǎng)-異養(yǎng)功能微生物的協(xié)同代謝創(chuàng)造更佳適宜條件；本申請在微好氧/限氧的SBR反應(yīng)器中建立厭氧氨氧化系統(tǒng)處理城市污水，采用連續(xù)曝氣運行模式，通過對曝氣強度和水利停留時間的調(diào)控以及與有限有機物的共同誘導(dǎo)，實現(xiàn)自養(yǎng)與異養(yǎng)菌的協(xié)同代謝，充分利用進(jìn)水有機物與anammox進(jìn)行脫氮，長期穩(wěn)定的抑制NOB，通過同步自養(yǎng)-異養(yǎng)微生物的協(xié)同作用，優(yōu)化脫氮性能的同時消除進(jìn)水有機物與副產(chǎn)物硝酸鹽的不利影響；本申請在同步自養(yǎng)-異養(yǎng)代謝過程中利用進(jìn)水有機物與硝酸鹽副產(chǎn)物實現(xiàn)了NO2--N的循環(huán)，降低NOB抑制難度的同時強化了anammox性能，高效脫氮。

（發(fā)明人：張曉秾;周力;吳鵬;宋小康;陰方芳）