专利名称：一种同步短程硝化与生物膜式厌氧氨氧化的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明属于环境保护、污水治理领域，涉及一种同步短程硝化与生物膜式厌氧氨氧化的方法与装置，具体说是一种将短程硝化技术与生物膜式厌氧氨氧化技术同步在一个反应器中对废水进行高效脱氮处理的方法与装置。
背景技术：
当前，水体富营养化已日益成为影响水资源环境、制约经济与社会可持续发展的重要因素。去除氨氮是当今废水处理系统中的一个重要问题，国家也出台了新的规定标准对工业生产出水中的氨氮含量进行进一步限制。传统生物脱氮途径一般包括硝化和反硝化两个阶段，硝化和反硝化反应分别由硝化菌和反硝化菌作用完成。硝化反应发生在好氧条件下，借助硝化菌的作用，将氨氮氧化为硝酸盐氮；反硝化反应则是一个厌氧反应，在无氧条件下，反硝化菌把硝酸盐氮还原为氮气。由此发展而来的生物脱氮工艺是将缺氧区与好氧区分开的分级硝化反硝化工艺，以便硝化与反硝化能够独立地进行。传统硝化反硝化生物脱氮工艺在废水脱氮方面起了相当重要的作用。前置反硝化利用废水中部分快速易降解有机物做反硝化所需碳源，节约了反硝化阶段外加碳源的费用，后置反硝化充分保证了出水中氮的含量。但这些工艺明显存在各自的不足。前置反硝化对氮的去除不完全，不能保证出水中亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的含量，若想获得较高的氮去除率，必须加大内循环比，这样相应地能耗也就大大提高。后置反硝化则有赖于快速易降解有机碳源的投加，这又使得出水受到有机物的二次污染，使出水有机物水质不能得到保证，因此，传统工艺存在诸多问题。荷兰Delft技术大学利用硝化菌在较高温度下生长速率明显低于亚硝化菌生长速率的特点，通过控制温度和停留时间，开发了将硝化控制在NO2-阶段的短程反硝化SHARON工艺。其基本原理可用方程式I和方程式2表示，即碱度充足的有氧条件下，污水中50%的氨氮被亚硝化菌氧化为N02_，然后在缺氧条件下，以有机物为电子供体，将亚硝酸盐反硝化，生成氮气。0.5NH/+0.7 502 — 0.5N02>H++0.5H20 (I)NCV+3 [H] — 0.5N2+2H20 (2)厌氧氨氧化(ANAMM0X)反应是在厌氧条件下，以NH/-N为电子供体，以NO2--N或no3_-n为电子受体，将nh4+-n、no2_-n或no3_-n转变成N2的生物氧化过程。参与厌氧氨氧化的细菌是自养菌，因此不需要添加有机物来维持反硝化，其反应的可能途径如
图1，可能发生的反应方程式及反应自由能变化见表I。表1:
权利要求
1.一种同步短程硝化与生物膜式厌氧氨氧化的方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)污水进入进水箱，调节pH至7.5-8.5 ； (2)污水进入同步短程硝化与生物膜式厌氧氨氧化反应器，与污泥接触反应；其中，同步短程硝化与生物膜式厌氧氨氧化反应器先投加短程硝化污泥，并控制反应器温度在30-340C，溶解氧0.9-1.4mg/L ;在出水亚硝酸盐累积率>70%时，加入厌氧氨氧化污泥填料，然后减小溶解氧，使得溶解氧浓度为0.5-0.8mg/L ； (3)反应器出水进入沉淀池，经沉淀后出水； (4)沉淀池污泥回流，回流比在80%-120%。
2.根据权利要求1所述的一种同步短程硝化与生物膜式厌氧氨氧化的方法，其特征在于，所述的步骤(2)中，短程硝化污泥的投加量为5-10gMLSS/L，厌氧氨氧化污泥填料的填充比为同步短程硝化与生物膜式厌氧氨氧化反应器的有效容积的30%-60%。
3.一种同步短程硝化与生物膜式厌氧氨氧化的装置，包括依次顺序连接的进水箱、进水泵、同步短程硝化与生物膜式厌氧氨氧化反应器、沉淀池，沉淀池的排泥管通过回流泵连接至同步短程硝化与生物膜式厌氧氨氧化反应器，同步短程硝化与生物膜式厌氧氨氧化反应器还连接有气泵，其特征在于，所述的同步短程硝化与生物膜式厌氧氨氧化反应器包括一壳体，壳体顶部设有顶盖，壳体内并列设有多列格室，其中，奇数列格室的进水口在格室下部，出水口在对应上部；偶数格室的进水口在格室上部，出水口在对应下部，使得废水在反应器内折返推流流动；其中第一个格室底部设有污泥回流口，第一个格室顶部设有溢流口 ；最后一个格室设有出水口。
4.根据权利要求3所述的一种同步短程硝化与生物膜式厌氧氨氧化的装置，其特征在于，所述的格室为两排 或以上设置。
5.根据权利要求3所述的一种同步短程硝化与生物膜式厌氧氨氧化的装置，其特征在于，所述的每个格室底部设有取样口，格室的顶部设有挡板，格室内设有温控加热棒、曝气头以及搅拌器。
6.根据权利要求3所述的一种同步短程硝化与生物膜式厌氧氨氧化的装置，其特征在于，所述的顶盖为不透光材质，顶盖外层包有黑色保温棉。
全文摘要
本发明公开了一种同步短程硝化与生物膜式厌氧氨氧化方法与装置，包括以下步骤污水进入进水箱，调节pH至7.5-8.5；污水进入同步短程硝化与生物膜式厌氧氨氧化反应器，与污泥接触反应；其中，同步短程硝化与生物膜式厌氧氨氧化反应器先投加短程硝化污泥，并控制反应器温度在30-34℃，溶解氧0.9-1.4mg/L；在出水亚硝酸盐累积率>70%时，加入厌氧氨氧化污泥填料，然后减小溶解氧，使得溶解氧浓度为0.5-0.8mg/L；反应器出水进入沉淀池，经沉淀后出水；沉淀池污泥回流，回流比在80%-120%。本发明还提供了一种同步短程硝化与生物膜式厌氧氨氧化装置。本发明的工艺和装置，相对于传统脱氮装置，能够大大节省占地面积及能源消耗，节省运行费用，污泥产量少，操作管理简单。
文档编号C02F3/30GK103172175SQ20131009343
公开日2013年6月26日 申请日期2013年3月22日 优先权日2013年3月22日
发明者姚宏, 田盛, 王珏楷, 左陆珅, 许建民 申请人:北京交通大学