申请/专利权人：北京工业大学

申请日：2022-09-07

公开（公告）日：2024-04-19

公开（公告）号：CN116143280B

主分类号：C02F3/28

分类号：C02F3/28;C02F101/16

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.19#授权;2023.06.09#实质审查的生效;2023.05.23#公开

摘要：本发明公开了一种硫自养反硝化强化短程反硝化厌氧氨氧化实现低碳氮比城市污水深度脱氮的装置与方法，属于污水生物处理领域。主体反应器为UASB反应器，包括短程反硝化厌氧氨氧化下反应区与硫自养反硝化厌氧氨氧化上反应区，采用气、液循环自下而上实现污泥、硫粒充分流化，增强传质效果。城市污水与A2O硝化区出水共同进入反应器，下反应区内异养反硝化菌利用污水内易降解碳源驱动短程反硝化反应，继而通过厌氧氨氧化作用同步去除氨氮与亚硝态氮；上反应区内硫氧化菌以生物膜形式附着于硫粒外部，以单质硫为底物进行自养反硝化反应，同时协同厌氧氨氧化菌去除剩余氨氮，提升反应器对污水水质波动的抵抗力，进一步强化低碳氮比城市污水深度脱氮效果。

主权项：1.硫自养反硝化强化短程反硝化厌氧氨氧化实现低碳氮比城市污水深度脱氮的方法，其特征在于：该方法所用装置设有城市污水原水水箱（1）、硝化液原水水箱（2）、硫自养反硝化强化短程反硝化厌氧氨氧化UASB反应器（3）；城市污水原水水箱（1）、硝化液原水水箱（2）分别设一号进水蠕动泵（1.1）、二号进水蠕动泵（2.1）与硫自养反硝化强化短程反硝化厌氧氨氧化UASB反应器（3）的三号进水蠕动泵（3.1）相连；所述的硫自养反硝化强化短程反硝化厌氧氨氧化UASB反应器（3）设有短程反硝化厌氧氨氧化下反应区（3.3）、硫自养反硝化厌氧氨氧化上反应区（3.9），主要包括三号进水蠕动泵（3.1）、进水口（3.2）、第一液循环出水口（3.5）、第一液回流管（3.6）、第一液回流泵（3.7）、第一液循环进水口（3.8）、气体循环进气口（3.11）、带孔隔板（3.12）、第二液循环出水口（3.13）、第二液回流管（3.14）、第二液回流泵（3.15）、第二液循环进水口（3.16）、三相分离器（3.17）、出水口（3.18）、排气孔（3.19）、气体循环泵（3.20）、气体循环管（3.21）、厌氧氨氧化颗粒污泥（3.4）、单质硫颗粒（3.10）；短程反硝化厌氧氨氧化下反应区（3.3）与硫自养反硝化厌氧氨氧化上反应区（3.9）由带孔隔板连接，第一、第二液回流管、第一、第二液回流泵连接对应液循环出水口、进水口，气体循环管道、气体循环泵与进气口、出气口相连；该方法包括以下过程：（1）单质硫颗粒预处理；序批式SBR反应器内接种城市污水处理厂二沉池污泥，同时投加单质硫颗粒，污泥浓度保持为2500-3500mgL，单质硫颗粒填充比为30%，进水为硝态氮浓度30mgL的人工配水；SBR反应器运行分为两个阶段，阶段一共运行7天，每天4个周期，每周期6h，进水10min，搅拌180min,沉淀10min，闲置160min，排水比50%；阶段二排出全部絮体污泥，每天运行6个周期，每周期4h，进水10min，搅拌180min,沉淀10min，闲置40min，排水比50%；运行20天及以上通过镜检可观察到单质硫颗粒表面有生物膜附着，说明硫单质硫表面生物膜形成；（2）硫自养反硝化强化短程反硝化厌氧氨氧化UASB反应器启动与实际运行；按污泥质量浓度1:3的比例向升流式UASB反应器的短程反硝化厌氧氨氧化下反应区接种短程反硝化污泥与厌氧氨氧化颗粒污泥，接种后污泥浓度保持为3000-4000mgL；接种厌氧氨氧化颗粒及预处理单质硫颗粒至硫自养反硝化厌氧氨氧化上反应区，污泥浓度为2000±500mgL，单质硫颗粒填充比40%；进水采用人工配水，碳源由乙酸钠提供，COD与硝态氮质量浓度比2.0-2.5，硝态氮浓度为45mgL-75mgL，氨氮浓度为30mgL-60mgL；开启进水蠕动泵，各废水箱内废水连续泵入升流式UASB反应器，短程反硝化厌氧氨氧化下反应区第一液循环出水回流量与进水流量比为50%-100%，硫自养反硝化厌氧氨氧化上反应区气体循环流量与进水流量比为30%-40%，UASB反应器第二液循环出水回流量与进水流量比为100%-200%；当出水总氮浓度小于5mgL，表明升流式UASB反应器启动成功；随后城市污水与A2O硝化液按硝态氮与氨氮质量浓度比为1.0-1.2的比例进入UASB反应器，控制水力停留时间为3-4h，短程反硝化厌氧氨氧化下反应区第一液循环出水回流量与进水流量比为50%-100%，硫自养反硝化厌氧氨氧化上反应区气体循环流量与进水流量比为30%-40%，UASB反应器第二液循环出水回流量与进水流量比为100%-200%；最后尾水经U形管出水口溢流排出，上浮流出污泥被收集。

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