低碳源城市污水改良UCT自養脫氮除磷裝置的應用方法，它屬于污水生物處理技術領域。它要解決傳統城市污水處理廠存在能耗高、碳排放量大、不經濟節約的問題。裝置包括城市污水原水箱、厭氧反應器、缺氧反應器、第一段短程硝化反應器、第一段厭氧氨氧化反應器、第二段短程硝化反應器、第二段厭氧氨氧化反應器、沉淀池和出水管。方法：一、單獨培養階段；二、啟動階段；三、連續運行。本發明專利技術綜合利用了反硝化除磷、短程硝化和厭氧氨氧化三種功能細菌，建立起了城市污水連續流自養脫氮工藝；本發明專利技術保證了系統脫氮除磷的高效性和穩定性；節省了有機碳源和曝氣量，減少了剩余污泥的排放量，降低了運行能耗費用，降低了溫室氣體排放。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于污水生物處理
，具體涉及一種連續流反硝化除磷和短程硝化厭氧氨氧化技術處理低碳源城市污水的同步脫氮除磷方法，
技術介紹
全球變暖和環境污染是當前國際關心的熱點話題。對于污水生物處理，在防止氮磷排放導致水體富營養化的同時，如何節約能耗和降低溫室氣體的排放成了行業發展急需解決的關鍵問題。傳統的污水生物脫氮工藝，大多基于好氧硝化和異養反硝化開發的工藝(典型的代表如Α/0、Α2/0工藝)。好氧硝化過程中，需要充足的曝氣保證氨氧化菌(Α0Β，Ammonia oxidat1n bacteria)和亞硝化氧化菌(NOB,Nitrite oxidat1n bacteria)的正常生長代謝，以實現氨氮(NH4+)向亞硝態氮(N02—)和硝態氮(N03—)的轉化;反硝化過程中，為實現高效脫氮，通常需要投加大量的外碳源(如甲醇)以實現NO3-和NO〗—向氮氣(N2)的轉化。可見，在傳統生物脫氮過程中，需要耗費大量的能源和碳源。此外，在好氧硝化和異養反硝化的過程中，由于不利條件(如低溶解氧(DO)、N02—積累、低C/N比)的誘導，會明顯釋放強溫室氣體N20。據報道，N2O的溫室效應比CO2強200?300倍，過去20年全球對流層中N2O的濃度以每年0.25%的速率增長。因此，面向節能減排(特指節約曝氣能耗、降低溫室氣體釋放)的污水生物處理技術將會順應行業的發展，成為新一代主流的工藝。厭氧氨氧化(Anaerobicammonium oxidat1n,Anammox)的發現，使低能耗、可持續污水處理技術成為可能。厭氧氨氧化自養脫氮工藝需要將部分的NH4+氧化為NO2-，而后得至IJ的NO2-再氧化剩余部分的NH4+,最終達到脫氮的目的。此過程中只需消耗0.Smol的O2;僅以CO2作為碳源，無需有機物的消耗；由于是全程自養脫氮，所以污泥產生量低，Imol氨氮的去除僅生成3g生物體。通過以上的分析，可以看出與傳統生物脫氮工藝相比，厭氧氨氧化自養脫氮技術可節省100%的有機碳源消耗，可節省60%的曝氣量，從而降低工藝的直接能耗和運行費用；同時污泥產量少，可以減少污泥處置費用;此外，厭氧氨氧化菌以二氧化碳作為碳源，且代謝途徑中沒有N2O等中間產物，因此可以減少溫室氣體的排放。隨著對生物脫氮除磷工藝研究的不斷深入，人們發現有一部分聚磷菌能夠以硝酸鹽或亞硝酸鹽作為電子受體，在進行反硝化的同時完成過量吸磷，實現“一碳兩用”，從而可降低生物脫氮除磷對有機碳源的需求量。尤其是以亞硝酸鹽作為電子受體的反硝化除磷則能進一步節省脫氮除磷對有機碳源的需求量，同時還可以降低脫氮除磷過程的能耗，并且避免有機物的存在對厭氧氨氧化菌的抑制作用。因此，同時實現短程硝化/厭氧氨氧化與反硝化除磷，可充分利用原水碳源，同時還可以降低運行能耗，降低溫室氣體排放，最終實現低碳源城市污水高效脫氮除磷的目的。
技術實現思路
本專利技術目的是為了解決傳統城市污水處理廠為實現出水水質達標通常采用過量曝氣、過量投加碳源的運行方式，故而造成了污水處理能耗高、碳排放量大、不經濟節約的問題，而提供低碳源城市污水改良UCT自養脫氮除磷裝置及其應用方法。本專利技術低碳源城市污水改良UCT自養脫氮除磷裝置，它包括依次連接的城市污水原水箱、厭氧反應器、缺氧反應器、第一段短程硝化反應器、第一段厭氧氨氧化反應器、第二段短程硝化反應器、第二段厭氧氨氧化反應器、沉淀池和出水管；所述各反應器之間以硅膠管連接，采用重力流的方式進行污水的流動;所述的城市污水原水箱上設置進水管、溢流管和放空管;所述的城市污水原水箱和厭氧反應器之間采用進水栗連接;所述的厭氧反應器、缺氧反應器、第一段短程硝化反應器、第一段厭氧氨氧化反應器、第二段短程硝化反應器和第二段厭氧氨氧化反應器均設有攪拌器和取樣口；第一段短程硝化反應器和第二段短程硝化反應器的底部均設有曝氣裝置和DO傳感器，曝氣裝置由空氣壓縮機通過空氣轉子流量計與黏砂塊曝氣頭連通，DO傳感器由數據線與DO測定儀連接;第一段厭氧氨氧化反應器和第二段厭氧氨氧化反應器的外部均設置污泥內循環栗，內部均采用海綿填料進行填充;沉淀池底部通過回流污泥控制閥和污泥外回流栗與缺氧反應器連通，剩余污泥通過剩余污泥排放控制閥排出系統;缺氧反應器的污泥內回流管路上設置污泥內回流栗與厭氧反應器連通。本專利技術中的厭氧反應器:城市污水通過進水栗的抽吸作用與內回流污泥同時進入厭氧反應器，與厭氧反應器內的泥水混合液進行混合。在厭氧條件下，聚磷菌大量吸收原水中可生物降解的有機物，并以內碳源PHB的形式儲存在生物體內，同時向水體中釋放大量的溶解性正磷酸鹽。本專利技術中的缺氧反應器:沉淀池回流污泥在污泥外回流栗的作用下與厭氧反應器的泥水混合液同時進入缺氧反應器。在攪拌器的攪拌作用下異養反硝化細菌利用污水中剩余的有機物將回流污泥攜帶的少量硝態氮和亞硝態氮進行反硝化反應，同時部分反硝化除磷菌以硝態氮或亞硝態氮為電子受體，以厭氧條件下儲存在細胞體內的PHB為電子供體完成反硝化除磷反應，實現氮磷的同步去除。本專利技術中的第一段短程硝化反應器:缺氧反應器的泥水混合液出水直接進入第一段短程硝化反應器。在曝氣的作用下，異養菌利用氧氣將剩余的少量有機物進行氧化分解，同時AOB將原水中的部分NH4+氧化為N02—，為后續厭氧氨氧化反應提供底物，聚磷菌(包括反硝化聚磷菌)利用氧氣為電子受體發生好氧吸磷反應。曝氣量的大小根據運行狀態和進出水的水質情況運用轉子流量計進行調節，控制反應器內的溶解氧濃度為0.2?0.5mg/L，同時控制第一段短程硝化反應器出水中的NH4+濃度大于NO〗—濃度，若NH4+濃度低于NO〗—濃度，則降低第一段好氧區的水力停留時間。本專利技術中的第一段厭氧氨氧化反應器:第一段短程硝化反應器的泥水混合液出水直接進入第一段厭氧氨氧化反應器。在攪拌器的攪拌作用下，海綿填料上掛膜的厭氧氨氧化菌利用NH4+和NO2-發生厭氧氨氧化反應，進行脫氮。開啟污泥內循環栗促進第一段厭氧氨氧化反應器內部污泥的混合均勻。檢測反應器出水NO〗—濃度，若出水中還含有N02—，則延長第一段厭氧氨氧化反應器的水力停留時間。本專利技術中的第二段短程硝化反應器:功能同第一段短程硝化反應器，第一段的厭氧氨氧化反應器的泥水混合液出水直接進入第二段短程硝化反應器。在曝氣的作用下，AOB將剩余的NH4+部分氧化為NO2-，發生半短程硝化反應器，為第二段厭氧氨氧化細菌提供底物。同樣控制反應器內的溶解氧濃度為0.2?0.5mg/L，并控制第二段短程硝化反應器出水中的NH4+濃度大于N02—濃度，若NH4+濃度低于N02—濃度，則降低第二段好氧區的水力停留時間。本專利技術中的第二段厭氧氨氧化反應器:功能同第一段厭氧氨氧化反應器。在攪拌器和污泥內循環栗的作用下，海綿填料上的厭氧氨氧化細菌利用原水中剩余的NH4+和NO2一發生厭氧氨氧化反應。監測反應器出水NH4+濃度和NO〗—濃度，若出水中還含有NO〗—，則延長第二段厭氧氨氧化反應器的水力停留時間，若出水中還含有NH4+,則延長短程硝化反應器的水力停留時間。本專利技術中的沉淀池:第二段厭氧氨氧化反應器的泥水混合液出水進入沉淀池進行泥水分離，上清液外排，污泥沉淀在污泥斗，回流污泥經過污泥外回流栗回流至缺氧反應器，剩本文檔來自技高網...
【技術保護點】
低碳源城市污水改良UCT自養脫氮除磷裝置，其特征在于它包括依次連接的城市污水原水箱(1)、厭氧反應器(2)、缺氧反應器(3)、第一段短程硝化反應器(4)、第一段厭氧氨氧化反應器(5)、第二段短程硝化反應器(6)、第二段厭氧氨氧化反應器(7)、沉淀池(8)和出水管(9)；所述各反應器之間以硅膠管連接，采用重力流的方式進行污水的流動；所述的城市污水原水箱(1)上設置進水管(22)、溢流管(23)和放空管(24)；所述的城市污水原水箱(1)和厭氧反應器(2)之間采用進水泵(11)連接；所述的厭氧反應器(2)、缺氧反應器(3)、第一段短程硝化反應器(4)、第一段厭氧氨氧化反應器(5)、第二段短程硝化反應器(6)和第二段厭氧氨氧化反應器(7)均設有攪拌器(10)和取樣口(25)；第一段短程硝化反應器(4)和第二段短程硝化反應器(6)的底部均設有曝氣裝置和DO傳感器(21)，曝氣裝置由空氣壓縮機(13)通過空氣轉子流量計(17)與黏砂塊曝氣頭(16)連通，DO傳感器(21)由數據線與DO測定儀(20)連接；第一段厭氧氨氧化反應器(5)和第二段厭氧氨氧化反應器(7)的外部均設置污泥內循環泵(15)，內部均采用海綿填料(26)進行填充；沉淀池(8)底部通過回流污泥控制閥(18)和污泥外回流泵(14)與缺氧反應器(3)連通，剩余污泥通過剩余污泥排放控制閥(19)排出系統；缺氧反應器(3)的污泥內回流管路上設置污泥內回流泵(12)與厭氧反應器(2)連通。...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：彭永臻，劉文龍，王淑瑩，馬琳娜，
申請(專利權)人：哈爾濱工業大學，
類型：發明
國別省市：黑龍江;23
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