針對(duì)低C/N城鎮(zhèn)污水及工業(yè)廢水的深度脫氮處理。通過將富集馴化的低溶解氧硝化反應(yīng)器與短程反硝化厭氧氨氧化工藝相結(jié)合，在無外加碳源條件下，通過優(yōu)化工藝參數(shù)及進(jìn)水流量分配實(shí)現(xiàn)該裝置的深度脫氮同時(shí)降低處理能耗，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，便于推廣。

1引言

活性污泥法廣泛用于各類污水中的氮磷等污染物的去除，利用活性污泥法進(jìn)行的傳統(tǒng)生物脫氮過程是在好氧條件下將氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，缺氧階段利用有機(jī)物作為電子供體將硝態(tài)氮還原為氮?dú)鈱?shí)現(xiàn)氮的去除。但城市生活污水普遍存在碳源不足的問題，在使用傳統(tǒng)活性污泥處理工藝時(shí)會(huì)導(dǎo)致碳源不足引起的脫氮效率較低，難以達(dá)標(biāo)排放。若增加深度處理則會(huì)提高運(yùn)行成本高、增加占地面積。

因此，如何通過耦合污水脫氮處理的關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)出節(jié)能降耗污水深度脫氮工藝，提高低C/N比生活污水中碳源的有效利用，在保證廢水高效脫氮基礎(chǔ)上降低處理成本及運(yùn)行費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、高效深度脫氮技術(shù)于一體的組合系統(tǒng)，已成為現(xiàn)階段污水處理領(lǐng)域的重大需求。

2工藝思路

針對(duì)處理低C/N城市污水面臨處理效率低和運(yùn)行能耗高的兩大技術(shù)難題，結(jié)合馴化富集低溶解氧硝化污泥、同步硝化反硝化和短程反硝化厭氧氨氧化聯(lián)用等關(guān)鍵技術(shù)，提出一種節(jié)能降耗深度處理低C/N生活污水的裝置及方法，即生活污水分為兩股依次進(jìn)入兩個(gè)SBR中，在第一個(gè)SBR中，富集馴化低溶解氧全程硝化污泥，同時(shí)通過優(yōu)化進(jìn)水方式充分利用第一股進(jìn)水中的有機(jī)碳源，強(qiáng)化系統(tǒng)的同步硝化反硝化效果；

在第二個(gè)SBR中，首先利用第二股生活污水中的有機(jī)碳源將第一個(gè)SBR反應(yīng)器出水中的硝態(tài)氮還原為亞硝態(tài)氮，隨后厭氧氨氧化菌以還原產(chǎn)物亞硝態(tài)氮和進(jìn)水中的氨氮為底物進(jìn)行自養(yǎng)脫氮，厭氧氨氧化反應(yīng)產(chǎn)生的部分硝態(tài)氮可以在下一個(gè)周期中被還原為亞硝態(tài)氮而得到去除，使系統(tǒng)中不會(huì)發(fā)生硝態(tài)氮的積累，提高總氮去除率。

3技術(shù)方案

一種低氧硝化耦合短程反硝化厭氧氨氧化處理生活污水的裝置，主要由污水水箱、SND-SBR反應(yīng)器、中間水箱、A-SBR反應(yīng)器和出水箱組成；污水水箱經(jīng)進(jìn)水管由SND-SBR進(jìn)水泵和A-SBR進(jìn)水泵分別連接到SND-SBR反應(yīng)器和A-SBR反應(yīng)器，SND-SBR反應(yīng)器通過中間水箱及回流泵與A-SBR反應(yīng)器連接，A-SBR反應(yīng)器經(jīng)過排水閥與出水箱連接。

其特征在于：SND-SBR反應(yīng)器和A-SBR反應(yīng)器中均安裝有攪拌器；SND-SBR反應(yīng)器中設(shè)有曝氣裝置；SND-SBR反應(yīng)器中安裝有溶解氧測(cè)定儀，在線對(duì)曝氣裝置的曝氣量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證SND-SBR反應(yīng)器反應(yīng)過程中的DO濃度在0.2-0.4mg/L范圍內(nèi)；SND-SBR反應(yīng)器和A-SBR反應(yīng)器中均填充有聚氨酯泡沫懸浮生物填料。

在SND-SBR反應(yīng)器中，填料的體積填充比為40%-50%，全部功能微生物均附著生長(zhǎng)在泡沫填料上，以省去泥水分離環(huán)節(jié)，在增加排水比的同時(shí)防止污泥流失。

低氧硝化耦合短程反硝化厭氧氨氧化處理生活污水的方法，該方法的具體步驟為：

（1）反應(yīng)器的啟動(dòng)運(yùn)行：在SND-SBR反應(yīng)器中，接種取自傳統(tǒng)污水處理廠的回流污泥，接種后混合液污泥濃度為4200-5500mg/L。利用含NH4+-N濃度為45-55mg/L人工配水馴化富集低溶解氧硝化細(xì)菌。NH4+-N硝化反應(yīng)過程中，控制較低的曝氣量使DO濃度維持在0.15-0.35mg/L濃度范圍內(nèi)。

在進(jìn)水曝氣2.5h內(nèi)，混合液中NH4+-N<4.5mg/L時(shí)，認(rèn)為SND-SBR反應(yīng)器低溶解氧硝化細(xì)菌富集完成。此時(shí)，向SND-SBR反應(yīng)器中投加懸浮生物填料，填料的體積填充比為35%-45%，同時(shí)SND-SBR的進(jìn)水由人工配水改為實(shí)際生活污水，當(dāng)混合液中NH4+-N<4.5mg/L，NO3--N<30mg/L時(shí)，確認(rèn)SND-SBR反應(yīng)器啟動(dòng)完成，進(jìn)入平穩(wěn)運(yùn)行階段；在A-SBR反應(yīng)器中，接種已經(jīng)掛好短程反硝化生物膜的懸浮生物填料和厭氧氨氧化顆粒，A-SBR反應(yīng)器中填料的體積填充比為20%-25%，厭氧氨氧化顆粒污泥濃度為3000-4000mg/L。

（2）當(dāng)SND-SBR反應(yīng)器啟動(dòng)結(jié)束之后，生活污水分為兩部分經(jīng)SND-SBR進(jìn)水泵和A-SBR進(jìn)水泵進(jìn)入SND-SBR反應(yīng)器和A-SBR反應(yīng)器。第一股原水通過脈沖進(jìn)水方式進(jìn)入SND-SBR反應(yīng)器，在DO濃度為0.2-0.4mg/L條件下連續(xù)曝氣3-4.5h，附著生長(zhǎng)在填料外部的低溶解氧硝化菌通過硝化作用將原水中的氨氮轉(zhuǎn)換為硝態(tài)氮，附著在填料內(nèi)部的異養(yǎng)菌利用原水中的有機(jī)物將產(chǎn)生的硝態(tài)氮進(jìn)行反硝化脫氮處理。

（3）曝氣結(jié)束后，富含硝態(tài)氮的出水排入到中間水箱，后與第二股原水體積比按3：1分別經(jīng)回流泵和A-SBR進(jìn)水泵進(jìn)入A-SBR反應(yīng)器，A-SBR反應(yīng)器進(jìn)水混合后的硝態(tài)氮和氨氮質(zhì)量濃度比在1.5-1.7范圍內(nèi)。

缺氧攪拌2-3h，附著生長(zhǎng)在填料上的短程反硝化菌以原水中有機(jī)物為電子供體，將硝態(tài)氮還原至亞硝態(tài)氮，厭氧氨氧化顆粒將產(chǎn)生的亞硝態(tài)氮和原水中的氨氮轉(zhuǎn)換為氮?dú)?。厭氧氨氧化顆粒污泥濃度2000-3000mg/L。反應(yīng)結(jié)束后，出水經(jīng)排水閥排入出水箱，排水比75%。

4運(yùn)行實(shí)例

在該運(yùn)行條件下，以南京某小區(qū)實(shí)際生活污水為處理對(duì)象（COD=160-320mg/L，TN=45-68mg/L）。在調(diào)試完成連續(xù)運(yùn)行的3個(gè)月中，COD和TN的平均去除率分別為91%和87%，在未排泥的情況下，污泥濃度維持穩(wěn)定，系統(tǒng)具有良好的處理效果和污泥減量作用。

5小結(jié)

通過將馴化富集低溶解氧硝化污泥、同步硝化反硝化和短程反硝化厭氧氨氧化聯(lián)用等關(guān)鍵技術(shù)有機(jī)結(jié)合并對(duì)進(jìn)水方式和工藝運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行合理優(yōu)化，最大限度利用原水中有機(jī)碳源，實(shí)現(xiàn)低能耗、深度脫氮于一體的組合系統(tǒng)。

（1）馴化富集的低溶解氧硝化污泥在低溶解氧（DO=0.2-0.4mg/L）條件下，以相對(duì)穩(wěn)定的硝化速率實(shí)現(xiàn)氨氮的高效氧化。與傳統(tǒng)硝化污泥相比，節(jié)省曝氣量，降低運(yùn)行成本；

（2）最大限度的利用了原水中的有機(jī)碳源，用于反硝化脫氮和短程反硝化為厭氧氨氧化反應(yīng)提供底物，在無需額外投加有機(jī)碳源條件下，實(shí)現(xiàn)低C/N比污水的深度脫氮；

（3）通過投加懸浮填料的方式使功能微生物附著生長(zhǎng)在填料上，增加系統(tǒng)中的生物量，同時(shí)創(chuàng)造有利于異養(yǎng)反硝化菌生長(zhǎng)的微環(huán)境，提高脫氮效率，減少泥水分離時(shí)間；

（4）工藝啟動(dòng)運(yùn)行簡(jiǎn)單易控，能夠快速實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定脫氮。

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