申请/专利权人：北京工业大学

申请日：2022-09-28

公开（公告）日：2024-03-15

公开（公告）号：CN115403150B

主分类号：C02F3/30

分类号：C02F3/30;C02F3/12

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.15#授权;2022.12.16#实质审查的生效;2022.11.29#公开

摘要：一种利用IFAS‑SBR处理低碳氮比城市污水的装置及方法，属于污水生物处理领域。所述方法包括以下步骤：1IFAS‑SBR工艺的启动，按照顶部进水‑厌氧搅拌‑好氧曝气‑缺氧搅拌‑沉淀‑排水‑闲置七个阶段序批式运行，20天工艺启动成功；2同步硝化内源反硝化除磷工艺的运行，首先通过顶部进水和厌氧搅拌强化PAOs和GAOs内碳源贮存，同时PAOs厌氧释磷；其次进行好氧曝气，通过生物膜形成的微环境，实现同步硝化内源反硝化及PAOs好氧过量吸磷；最后缺氧段DNPAOs和DNGAOs利用亚氮和硝氮为电子受体进行反硝化除磷和内源反硝化。该方法培养的泥膜混合系统更加稳定，该工艺可在无需外碳源的情况下，在一个系统内实现低CN比城市污水的深度脱氮除磷，可用于工艺改造或者建筑面积紧凑的污水处理设施建设。

主权项：1.一种处理低碳氮比城市污水的方法，其特征在于，采用的装置包括生活污水进水水桶1、进水蠕动泵2、同步硝化内源反硝化除磷IFAS-SBR反应器3、出水蠕动泵4、出水水桶5、在线自动控制系统6；其中所述的生活污水进水水桶1通过进水蠕动泵2与同步硝化内源反硝化除磷IFAS-SBR反应器3进水口相连接，出水水桶5通过出水蠕动泵4与同步硝化内源反硝化除磷IFAS-SBR反应器3出水口相连接；所述同步硝化内源反硝化除磷IFAS-SBR反应器3配有pH、DO测定仪3.1、数显搅拌器3.2、底部的曝气盘3.3、内部的加热棒3.4，反应器内装填有生物载体3.7，曝气泵3.6经由气体流量计3.5与曝气盘3.3连接；所述在线自动控制系统6包括计算机6.1和与计算机6.1电连接的在线自动控制器6.2；在线自动控制器6.2包括进水蠕动泵继电器6.3、曝气泵继电器6.4、加热棒继电器6.5、搅拌器继电器6.6、出水蠕动泵继电器6.7、pH、DO测定仪数据信号接口6.8，进水蠕动泵继电器6.3与进水蠕动泵2电连接，曝气泵继电器6.4与曝气泵3.6电连接，加热棒继电器6.5与加热棒3.4电连接，搅拌器继电器6.6与数显搅拌器3.2电连接，出水蠕动泵继电器6.7与出水蠕动泵4电连接，pH、DO测定仪数据信号接口6.8与pH、DO测定仪3.1电连接；在线自动控制器6.2利用其内置的4G卡与计算机6.1通过网络进行数据连接，进而控制其参数设置；pH、DO测定仪3.1是一个组合的测试仪或两个独立的测试仪，对应的pH、DO测定仪数据信号接口6.8为一个或两个；污水在此装置中的处理流程为：生活污水进入同步硝化内源反硝化除磷IFAS-SBR反应器3后，先进行厌氧搅拌，PAOs进行厌氧释磷，PAOs和GAOs将水中易于微生物利用的挥发性脂肪酸转化为细胞内储存的内碳源物质PHAs，并伴随着糖原的分解，反硝化菌则利用充足的碳源将上周期剩余的亚氮和硝氮反硝化；随之进行好氧状态，置于生物膜外层的PAOs以溶解氧作为电子受体，利用厌氧段储存的内碳源进行过量的好氧吸磷，活性污泥中AOB、NOB完成硝化反应，将氨氮转化为亚氮和硝氮，主要以置于生物膜内层DNPAOs和DNGAOs利用储存在细胞内的碳源进行反硝化除磷和内源反硝化转化硝氮和亚氮；缺氧阶段，PAOs消耗反应器内剩余的溶解氧进行吸磷，DNPAOs利用储存在细胞内的碳源以亚氮和硝氮为电子受体将水中的正磷酸盐累积到细胞中，DNGAOs同样利用储存在细胞内的碳源以亚氮和硝氮为电子受体进行内源反硝化；最后进行沉淀排水；具体包括以下步骤：1生活污水：在25℃下运行同步硝化内源反硝化除磷IFAS-SBR反应器3，采用低CN比市政污水，进水COD201.7～308.5mgL，TN浓度为45.58～65.32mgL，TP浓度为5.77～9.55mgL，pH值在6.8～7.4之间；2接种污泥：同步硝化内源反硝化除磷IFAS-SBR反应器3接种污泥来自污水厂二沉池回流污泥；将取回的污泥经过150μm筛子筛洗后加入生活污水闷爆1～2天，取一定量闷爆后的污泥进行接种，接种后同步硝化内源反硝化除磷IFAS-SBR反应器3中的污泥浓度在3000～3500mgL；3活性污泥生物膜混合系统的启动：生物载体采用直接投加的方式，向同步硝化内源反硝化除磷IFAS-SBR反应器3中直接投加填充比30％的K3型生物载体，每天运行4个周期，每个周期6h；具体为：生活污水进水水桶1的进水首先通过进水蠕动泵2进入到同步硝化内源反硝化除磷IFAS-SBR反应器3中，同时开启搅拌器3.2进行80-100rmin厌氧搅拌2h；接着开启曝气泵3.6，进行2h的好氧曝气，通过气体流量计3.5将溶解氧控制在5-6mgL；之后80-100rmin缺氧搅拌102min；接下来是8min的沉淀，通过出水蠕动泵4排水8min，以及2min闲置，排水比50％；同步硝化内源反硝化除磷IFAS-SBR反应器3内污泥浓度维持在3000～3500mgL范围内,载体1300～1530mgL范围内；4同步硝化内源反硝化除磷工艺的优化运行：此工艺采用厌氧好氧缺氧的运行方式，目的在于强化同步硝化内源反硝化除磷IFAS-SBR反应器3中聚磷菌与聚糖菌的内碳源贮存作用；优化运行目的是提高SND，进一步降低出水总氮浓度，方式是通过延长好氧段时间，降低溶解氧，反应器改为每天运行3个周期，每个周期8个小时；具体为：生活污水进水水桶1的进水首先通过进水蠕动泵2进入到同步硝化内源反硝化除磷IFAS-SBR反应器3中，同时开启搅拌器3.2进行80-100rmin厌氧搅拌2h；接着开启曝气泵3.6，进行3h的好氧曝气，通过气体流量计3.5将溶解氧控制在3-4mgL左右；之后80-100rmin缺氧搅拌165min；接下来是5min的沉淀，通过出水蠕动泵4排水8min，以及2min闲置，排水比50％；同步硝化内源反硝化除磷IFAS-SBR反应器3内污泥浓度维持在3000～3500mgL范围内，载体1900～2320mgL。

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