基于fna处理污泥实现连续流城市污水自养脱氮的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基于FNA处理污泥实现连续流城市污水自养脱氮的方法，属于污 水生物处理技术领域。
【背景技术】
[0002] 厌氧氨氧化菌的发现改变了人们对氨只能在有氧的条件下才能被氧化的认识。厌 氧氨氧化反应的发生使得污水自养脱氮成为可能，且近年来已被成功应用于消化污泥脱水 液、垃圾渗滤液等高氨氮污水脱氮处理。与传统硝化反硝化脱氮技术相比，厌氧氨氧化自养 脱氮需氧量低，使得系统能耗较低；无需有机碳源，从而使得污水中的有机物可以最大程度 地用于产甲烷，提高污水中能量的回收利用率。与消化污泥脱水液等高氨氮污水相比，城市 污水的量更大，若能将厌氧氨氧化技术应用于城市污水脱氮，则有望大幅降低城市污水厂 能耗，同时提高污水厂甲烷产量，进而提高甲烷发电量。
[0003] 目前限制厌氧氨氧化技术在城市污水处理厂应用的瓶颈是厌氧氨氧化反应的底 物亚硝酸盐不能得到稳定供应。目前认为获得亚硝酸盐的主要途径是通过氨氧化菌将污水 中氨氮氧化为亚硝酸盐，同时避免亚硝酸盐进一步被亚硝酸盐氧化菌氧化为硝酸盐，即实 现短程硝化。连续流污水处理工艺是目前城市污水厂应用最广泛的工艺之一。因此在连续 流城市污水处理工艺中控制亚硝酸盐氧化菌的控制，进而实现城市污水短程硝化厌氧氨氧 化自养脱氮的技术与方法，对于城市污水处理厂节能减排具有重要的意义。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的就是针对实现城市污水厌氧氨氧化自养脱氮的瓶颈问题，提出了一 种基于FNA处理污泥实现连续流城市污水自养脱氮的方法，该方法首先将城市污水中有机 物在除有机物反应器中脱除，而后在自养脱氮反应器实现同步短程硝化厌氧氨氧化将污水 中的氨氮转化为氮气，达到污水脱氮的目的；本方法实现自养脱氮的关键是采用游离亚硝 酸盐（FNA)来处理部分回流污泥，选择性抑制活性污泥中的亚硝酸盐氧化菌，从而控制亚 硝酸盐氧化菌的生长代谢，实现污水中亚硝酸盐的积累，即避免亚硝酸盐被氧化硝酸盐，最 终达到稳定为厌氧氨氧化菌提供底物亚硝酸盐的目的。
[0005] 本发明的目的是通过以下解决方案来解决的：絮体污泥与颗粒污泥共生实现城市 污水自养脱氮装置设有城市污水原水箱1、除有机物反应器2、中间沉淀池3、自养脱氮反应 器4、二沉池5、污泥处理反应器6 ;城市污水原水箱1设有溢流管I. 1和放空管1. 2 ;城市污 水原水箱1通过进水泵2. 1与除有机物反应器2进水管相连接；除有机物反应器2分为数 个格室，按照水流方向上下交错设置过流孔连接各个格室，设有曝气头2. 3、空压机2. 7、气 体流量计2. 6与气量调节阀2. 5 ;除有机物反应器2通过中间沉淀池连接管2. 4与中间沉 淀池3连接；中间沉淀池3通过污泥回流泵2. 2与除有机物反应器2的进水管相连接；中 间沉淀池出水管3. 3与自养脱氮反应器进水管4. 1连接；自养脱氮反应器4分为7个格室， 缺氧区4. 3与好氧区4. 4交替布置，按照水流方向上下交错设置过流孔连接各个格室，缺氧 区设有搅拌器4. 6,并加入悬浮填料；好氧区曝气系统；自养脱氮反应器4通过二沉池连接 管4. 7与二沉池5连接；二沉池5通过污泥回流泵4. 5与自养脱氮反应器4第一格室相连 接；污泥回流泵4. 5与污泥处理反应器进泥管6. 5相连；污泥处理反应器6为一敞口池体， 设有放空管6. 1、污泥投加泵6. 2、加药管6. 3、搅拌器6. 4与进泥管6. 5 ;污泥处理反应器6 通过污泥投加泵6. 2与自养脱氮反应器4第一格室相连接。
[0006] 城市污水在此装置中的处理流程为：城市污水与中间沉淀池回流污泥一起进入 除有机物反应器，通过活性污泥的吸附作用将水中的有机物吸附到污泥中；而后除有机物 反应器出水进入自养脱氮反应器，在第一个缺氧区利用水中剩余的少量有机物进行反硝化 反应，后续的好氧区发现氨氧化作用，将氨氮转化为亚硝酸盐，在缺氧区发生厌氧氨氧化作 用，将氨氮和亚硝酸盐氮转化为氮气，随后再次重复以上作用；最终达到将氮从污水中脱除 的目的。
[0007] 絮体污泥与颗粒污泥共生实现城市污水自养脱氮装置实现自养脱氮的方法，其特 征在于包含以下内容：
[0008] 1)启动系统：接种传统污水处理厂活性污泥投加至除有机物反应器⑵，使污泥 浓度为2000-300()mg/L ;接种具有硝化活性的活性污泥投加至自养脱氮反应器（4)，使其 浓度达到1500-3000mg/L ;向自养脱氮反应器的缺氧区投加生物悬浮填料，填充体积比为 20-50 %〇
[0009] 2)运行时调节操作如下：
[0010] 2.1)除有机物反应器⑵的污泥龄控制为2-6天，好氧区溶解氧浓度控制为 0· 5-1. 5mg/L，污泥回流比为50-100%，水力停留时间为30-60min ;
[0011] 2. 2)自养脱氮反应器（4)好氧区溶解氧浓度为0. 3-0. 8mg/L，通过排放剩余污泥 控制污泥龄为15-20天；
[0012] 2. 3)自养脱氮反应器（4)回流污泥量为该反应器进水量的0. 5-1. 5倍，其中污泥 回流量的5-10%输送至污泥处理反应器（6);
[0013] 2. 4)通过向污泥处理反应器（6)投加亚硝酸钠，使反应器内亚硝酸盐氮浓度为 300-2000mg/L，并通过投加酸或碱控制污泥处理反应器内pH为5. 0-6. 0,污泥停留时间为 12-24h〇
[0014] 本发明基于FNA处理污泥实现连续流城市污水自养脱氮的方法，与传统硝化反硝 化脱氮工艺相比具有以下优势：
[0015] 1)自养脱氮无需有机物，城市污水中的有机物可先被吸附到活性污泥中，而后再 用于厌氧发酵产甲烷，从而提高污水处理厂产能。
[0016] 2)实现了氨氧化菌和厌氧氨氧化菌的分离，氨氧化菌主要富集在活性污泥中，而 厌氧氨氧化菌则主要富集在悬浮填料上，从而实现了氨氧化菌的单独处理。
[0017] 3)短程硝化厌氧氨氧化脱氮技术需氧量低，污水处理能耗低。
【附图说明】
[0018] 图1为本发明基于FNA处理污泥实现连续流城市污水自养脱氮装置的结构示意 图。
[0019] 图中1为城市污水原水箱、2为除有机物反应器、3为中间沉淀池、4为自养脱氮反 应器、5为二沉池、6为污泥处理反应器；I. 1为溢流管，I. 2为放空管；2. 1为进水泵、2. 2为 污泥回流泵、2. 3为曝气头、2. 4为中间沉淀池连接管、2. 5为气量调节阀、2. 6为气体流量 计、2. 7为空压机；3. 1为中间沉淀池回流污泥管阀门，3. 2为排泥管阀，3. 3为中间沉淀池出 水管；4. 1为自养脱氮反应器进水管、4. 2为回流污泥管、4. 3为缺氧区、4. 4为好氧区、4. 5 为污泥回流泵、4. 6为搅拌器，4. 7为二沉池连接管；6. 1为污泥处理反应器放空管、6. 2为污 泥投加泵、6. 3为加药管、6. 4为搅拌器、6. 5为进泥管。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明：如图1所示，絮体污泥与颗粒污 泥共生实现城市污水自养脱氮装置设有城市污水原水箱（1