一种低碳氮比城市污水AOA深度脱氮装置与方法

本发明涉及污水处理，尤其涉及一种混合液跨流实现低碳氮比城市污水aoa深度脱氮装置与方法。

背景技术：

1、常规污水处理工艺(如aao)由于微生物的代谢特性和脱氮路径对电子供体的依赖性，决定了其脱氮效果往往取决于碳源的充裕情况。进水有机物不足情况下，污水厂通常需采取提高碳源投加量的方式来降低出水无机氮，以满足日益严格的排放标准，这显然违背了碳达峰碳中和的可持续发展愿景。aoa工艺的提出以及新型生物脱氮路径的发现，为有效缓解污水厂在脱氮效果和运行成本之间的矛盾提供了新思路。相较于传统工艺，aoa工艺具有充分利用内碳源以及充分结合厌氧氨氧化(anammox)实现要素的优势。然而，现有aoa工艺的内碳源反硝化和厌氧氨氧化脱氮贡献率有待提升。

2、现有aoa工艺大多基于硝化反硝化、同步硝化反硝化等全程脱氮路径实现城市污水的脱氮处理，成本和环境效益并不显著。

3、少数研究成功在aoa工艺中耦合厌氧氨氧化，但其亚硝氮来源单一(只有一种产生途径：短程硝化(pn)或短程反硝化(pd))，深度脱氮效果不稳定。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种混合液跨流aoa实现低碳氮比城市污水深度脱氮装置与方法，旨在提高aoa工艺的内碳源反硝化(end)和anammox脱氮贡献率，以实现低碳氮比下更好的深度脱氮效果。

2、为了达到上述目的，本发明提出一种低碳氮比城市污水aoa深度脱氮装置，所述装置包括依次连接的厌氧单元、第一曝气单元、第二曝气单元、第一缺氧单元和第二缺氧单元；其中，所述厌氧单元的底部与所述第一缺氧单元的底部通过混合液跨流泵连接，跨过所述第一曝气单元和第二曝气单元；所述第一曝气单元和所述第二曝气单元的底部连接曝气总管；所述厌氧单元的上端、所述第一缺氧单元的底部连接污泥回流总管。

3、本发明进一步地技术方案是，所述装置还包括二沉池，所述污泥回流总管连接所述二沉池的底部。

4、本发明进一步地技术方案是，所述装置还包括原水桶，所述原水桶与所述厌氧单元连接。

5、为实现上述目的，本发明还提出一种低碳氮比城市污水aoa深度脱氮方法，所述方法应用于如上所述的低碳氮比城市污水aoa深度脱氮装置，所述方法包括以下步骤：

6、步骤s10，设置混合液跨流，强化内碳源反硝化作用；

7、步骤s20，在所述第一缺氧单元和所述第二缺氧单元联合填料和乙酸钠双投加，促进短程反硝化，在所述第一缺氧单元和所述第二缺氧单元生成亚硝氮；

8、步骤s30，在所述第一缺氧单元和所述第二缺氧单元外源植入厌氧氨氧化生物膜，形成短程反硝化耦合厌氧氨氧化；

9、步骤s40，在所述第一曝气单元和所述第二曝气单元引入填料联合羟胺干预，形成pnenda-aoa耦合体系，最终在低碳氮比条件下实现深度脱氮。

10、本发明进一步地技术方案是，所述步骤s10包括：将所述厌氧单元的泥水混合液按照20％比例传输到所述第一缺氧单元，绕过所述第一曝气单元和所述第二曝气单元，减少胞内碳源和有机物在好氧单元的消耗，使所述第一缺氧单元获得更多的电子供体进行反硝化，从而强化内碳源反硝化作用。

11、本发明进一步地技术方案是，所述步骤s20包括：在所述第一缺氧单元和所述第二缺氧单元投加填料，填充比为10％，填料形式为流化填料，成分为聚乙烯；所述乙酸钠则按照碳氮比为1.1-1.7的比例投加，投加位置为所述第一缺氧单元。

12、本发明进一步地技术方案是，所述步骤s30包括：将预培养的厌氧氨氧化生物膜以15％的填充比嫁接到所述第一缺氧单元和所述第二缺氧单元，形成短程反硝化耦合厌氧氨氧化。

13、本发明进一步地技术方案是，所述步骤s40包括：在所述第一曝气单元和所述第二曝气单元投加悬挂固定式填料形成短程硝化，产生更多更稳定的亚硝氮，由此形成完整的pnenda-aoa耦合体系，最终在低碳氮比条件下实现深度脱氮；

14、其中，填料填充比为15％，成分为聚乙烯；羟胺干预浓度采取8→6→4→2.7→1.3mgn/l阶梯式递减方式进行投加，8mgn/l投加27天，6mgn/l、4mgn/l、2.7mgn/l按顺序分别投加7天，1.3mgn/l为长期投加浓度，以上浓度梯度的羟胺投加方式均为瞬时投加，每6小时/次。

15、本发明低碳氮比城市污水aoa深度脱氮装置及方法的有益效果是：

16、本发明在连续流aoa体系中，通过采取包括“增设混合液跨流、缺氧段投加乙酸钠+填料、缺氧段耦合anammox生物膜、好氧段投加羟胺+填料”在内的内部及外部联合调控措施，构建集end、pn、pd和anammox于一体的aoa工艺，形成基于pn和pd的亚硝氮双生产通道，为anammox提供稳定的亚硝氮来源，成功实现对低碳氮比城市污水的深度脱氮处理。

技术特征：

1.一种低碳氮比城市污水aoa深度脱氮装置，其特征在于，所述装置包括依次连接的厌氧单元、第一曝气单元、第二曝气单元、第一缺氧单元和第二缺氧单元；其中，所述厌氧单元的底部与所述第一缺氧单元的底部通过混合液跨流泵连接，跨过所述第一曝气单元和第二曝气单元；所述第一曝气单元和所述第二曝气单元的底部连接曝气总管；所述厌氧单元的上端、所述第一缺氧单元的底部连接污泥回流总管。

2.根据权利要求1所述的低碳氮比城市污水aoa深度脱氮装置，其特征在于，所述装置还包括二沉池，所述污泥回流总管连接所述二沉池的底部。

3.根据权利要求1所述的低碳氮比城市污水深度脱氮装置，其特征在于，所述装置还包括原水桶，所述原水桶与所述厌氧单元连接。

4.一种低碳氮比城市污水aoa深度脱氮方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1至3任意一项所述的低碳氮比城市污水深度脱氮装置，所述方法包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的低碳氮比城市污水aoa深度脱氮方法，其特征在于，所述步骤s10包括：将所述厌氧单元的泥水混合液按照20％比例传输到所述第一缺氧单元，绕过所述第一曝气单元和所述第二曝气单元，减少胞内碳源和有机物在好氧单元的消耗，使所述第一缺氧单元获得更多的电子供体进行反硝化，从而强化内碳源反硝化作用。

6.根据权利要求5所述的低碳氮比城市污水aoa深度脱氮方法，其特征在于，所述步骤s20包括：在所述第一缺氧单元和所述第二缺氧单元投加填料，填充比为10％，填料形式为流化填料，成分为聚乙烯；所述乙酸钠则按照碳氮比为1.1-1.7的比例投加，投加位置为所述第一缺氧单元。

7.根据权利要求6所述的低碳氮比城市污水aoa深度脱氮方法，其特征在于，所述步骤s30包括：将预培养的厌氧氨氧化生物膜以15％的填充比嫁接到所述第一缺氧单元和所述第二缺氧单元，形成短程反硝化耦合厌氧氨氧化。

8.根据权利要求7所述的低碳氮比城市污水aoa深度脱氮方法，其特征在于，所述步骤s40包括：在所述第一曝气单元和所述第二曝气单元投加悬挂固定式填料形成短程硝化，产生更多更稳定的亚硝氮，由此形成完整的pnenda-aoa耦合体系，最终在低碳氮比条件下实现深度脱氮；

技术总结本发明提供了一种低碳氮比城市污水AOA深度脱氮装置及方法，该装置包括依次连接的厌氧单元、第一曝气单元、第二曝气单元、第一缺氧单元和第二缺氧单元；其中，厌氧单元的底部与第一缺氧单元的底部通过混合液跨流泵连接，跨过第一曝气单元和第二曝气单元；第一曝气单元和第二曝气单元的底部连接曝气总管；厌氧单元的上端、第一缺氧单元的底部连接污泥回流总管。本发明通过采取包括“设置混合液跨流、缺氧段投加乙酸钠+填料、缺氧段耦合Anammox生物膜、好氧段投加羟胺+填料”在内的内部及外部联合调控措施，为Anammox提供稳定的亚硝氮来源，成功实现对低碳氮比城市污水的深度脱氮处理。技术研发人员：董文艺,刘华光,王宏杰,张靓,刘杰,侯子泷,李彦辰,陈硕,史开源受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学（深圳）（哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院）技术研发日：技术公布日：2024/11/4