HAP-anammox协同促进污泥颗粒化及其调控装置及方法与流程

本发明涉及污废水生物处理，特别涉及hap-anammox协同促进污泥颗粒化及其调控装置及方法。

背景技术：

1、垃圾渗滤液、污泥消化液、养殖废水和工业废水等高氨氮和磷废水，由于成分复杂、可生化性较差，处理后出水难以达到要求，因此如何经济、有效地去除氨氮已经成为研究的热点。为了使废水中的氨氮达到去除最大化、减小对环境的二次污染、降低投资和运行成本，采用多种技术联用的手段来处理高氨氮含量废水，可实现优势互补。

2、以厌氧氨氧化菌为驱动的厌氧氨氧化工艺改变了污水处理工艺流程，实现碳氮去除的分离，无需曝气，可降低100％有机碳源及90％运行费用，且污泥产率低，成为具应用前景的新型生物脱氮工艺。然而，厌氧氨氧化菌细胞产量和生长速度都极低，且对环境条件敏感，在实际应用中厌氧氨氧化菌也极易流失或者失活，限制了工艺的推广应用。

3、专利cn115321666a公开了一种城市污水同步脱氮除磷且污泥资源化利用的装置和方法，所述的装置特征在于，进水水箱、强化生物除磷反应器、中间水箱、内源短程反硝化除磷耦合厌氧氨氧化反应器、出水水箱、污泥发酵罐，所述的内源短程反硝化除磷耦合厌氧氨氧化反应器采用厌氧-缺氧方式运行，厌氧段投加污泥发酵物，聚糖菌和聚磷菌合成内碳源，并在随后的缺氧段进行内源短程反硝化除磷。该发明在运行时需进行交替厌氧搅拌和好氧曝气，好氧阶段通过调节气体流量计控制溶解氧含量，并需足够时间聚磷菌进行反硝化除磷。分段联合工艺运行建设成本较高、占地面积大、系统调控较为困难。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供hap-anammox协同促进污泥颗粒化及其调控装置及方法，该装置和方法能够构造一个不同功能菌群协同共生的微氧环境，最大程度上截留厌氧氨氧化菌，在强化自养脱氮和同步除磷效率的同时，也能保证系统的稳定性。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

3、hap-anammox协同促进污泥颗粒化及其调控装置，包括基质桶1、egsb反应器2和出水桶3；

4、所述基质桶1内设有匀速搅拌器1.1，使进水基质完全混合；基质桶1通过进水蠕动泵1.2与egsb反应器2底部进水口相连接，egsb反应器2顶端连接湿式气体流量计2.1，湿式气体流量计2.1用于监测产氮气量；

5、egsb反应器2的侧边设置有上清液回流泵2.3，上清液回流泵2.3能够将egsb反应器2内上清液回流至egsb反应器2进水口；egsb反应器2通过排水阀2.4与出水桶3相连接；由恒温水浴锅4控制egsb反应器2温度。

6、所述egsb反应器2的侧边设有探针式温度计2.2，便于调控反应器内部温度。

7、hap-anammox协同促进污泥颗粒化及其调控装置的使用方法，包括以下步骤；

8、(1)在膨胀颗粒污泥床egsb反应器2内接种anammox污泥，anammox污泥是悬浮态或颗粒态污泥；

9、(2)通过进水蠕动泵1.2将合成废水从基质桶1提升至egsb反应器2，进行厌氧氨氧化反应；

10、(3)egsb反应器2启动阶段：

11、egsb反应器2运行温度控制，以上述步骤中的合成废水为原水启动；当脱氮效率达到一定条件时，认为厌氧氨氧化系统启动成功；

12、(4)egsb反应器调控阶段：以上述步骤中的合成废水为原水，调节水力停留时间hrt和上清液回流比，将氮负荷逐渐提高，促进anammox的生长及羟基磷灰石(hap)形成，加速hap-anammox颗粒化过程，形成处理效果好和结构稳定的颗粒污泥。

13、所述步骤(1)中，在egsb反应器2内接种反应器容积的anammox污泥。

14、所述步骤(2)中合成废水具体为，nh4+-n和no2--n分别通过(nh4)2so4和nano2的形式提供，将no2--n/nh4+-n控制在1.1～1.3，其他组成为：nahco3、cacl2·2h2o、kh2po4、mgso4、feso4原液、微量元素溶液，以提供微生物基本生长所需。

15、所述步骤(3)一定条件中，egsb反应器2运行温度控制在25±1℃，氮负荷≤1kgn/(m3·d)；回流比为1～1.2，以避免造成游离氨和游离亚硝酸抑制；当脱氮效率达到80％～90％，且总氮去除负荷nrr高于0.6gn/(l·d)时，认为厌氧氨氧化系统启动成功。

16、所述步骤(4)具体为：调节hrt1～7.5h和上清液回流比1～25，将氮负荷由1kgn/(m3·d)逐渐提高至10kgn/(m3·d)以上，其中80％的颗粒污泥粒径大于0.5mm。

17、本发明的有益效果：

18、首先由氨氧化菌将污废水中的部分氨氮氧化为亚硝态氮出水no2--n/nh4+-n控制在1.1～1.3，然后hap-ananmmox反应器中的厌氧氨氧化菌将氨氮和亚硝态氮转化为氮气和硝态氮，最终完成脱氮处理。污废水中含有钙离子和磷酸根，在egsb反应器碱度充足的条件下，自发化学沉淀，形成以羟基磷灰石为代表的磷矿，实现磷的回收，大大减少系统中污泥流失率，提高自养脱氮和同步除磷效率，增强反应器的稳定性。

19、本发明能高效低耗自养脱氮。在一体式egsb反应器中，无氧环境下利用脱氮功能菌群的协同作用，降低了生物脱氮过程对外加碳源的需求，显著降低了药剂消耗、曝气能耗和污泥处置等成本，实现了低成本自养脱氮处理。

20、本发明具有高污泥截留率。以hap为代表的无机颗粒提供了适合于微生物生长的固定载体，增强了厌氧氨氧化菌的附着生长，改善了污泥的沉降性能，减少系统中污泥流失率。

21、本发明能实现磷资源回收。碱度充足的条件下，自发形成hap颗粒，剥离无机颗粒实现磷的回收。

技术特征：

1.hap-anammox协同促进污泥颗粒化及其调控装置，其特征在于，包括基质桶(1)、egsb反应器(2)和出水桶(3)；

2.根据权利要求1所述的hap-anammox协同促进污泥颗粒化及其调控装置，其特征在于，所述egsb反应器(2)的侧边设有探针式温度计(2.2)，便于调控反应器内部温度。

3.根据权利要求1或2所述的hap-anammox协同促进污泥颗粒化及其调控装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤；

4.根据权利要求3所述的hap-anammox协同促进污泥颗粒化及其调控装置的使用方法，其特征在于，所述合成废水具体为，nh4+-n和no2--n分别通过(nh4)2so4和nano2的形式提供，将no2--n/nh4+-n控制在1.1～1.3，其他组成为：nahco3、cacl2·2h2o、kh2po4、mgso4、feso4原液、微量元素溶液，以提供微生物基本生长所需。

5.根据权利要求3所述的hap-anammox协同促进污泥颗粒化及其调控装置的使用方法，其特征在于，所述步骤(1)中，在egsb反应器(2)内接种反应器容积的anammox污泥。

6.根据权利要求3所述的hap-anammox协同促进污泥颗粒化及其调控装置的使用方法，其特征在于，所述步骤(3)一定条件中，egsb反应器(2)运行温度控制在25±1℃，氮负荷为1kgn/(m3·d)；egsb反应器(2)水力停留时间(hrt)为7.5h，回流比为1～1.2，以避免造成游离氨和游离亚硝酸抑制；当脱氮效率达到80％～90％，且总氮去除负荷(nrr)高于0.6gn/(l·d)时，认为厌氧氨氧化系统启动成功。

7.根据权利要求3所述的hap-anammox协同促进污泥颗粒化及其调控装置的使用方法，其特征在于，所述步骤(4)具体为：调节hrt1～7.5h和上清液回流比1～25，将氮负荷由1kgn/(m3·d)逐渐提高至10kgn/(m3·d)以上，其中80％的颗粒污泥粒径大于0.5mm。

技术总结
HAP‑anammox协同促进污泥颗粒化及其调控装置及方法，包括基质桶、EGSB反应器和出水桶；所述基质桶内设有匀速搅拌器，使进水基质完全混合；基质桶通过进水蠕动泵与EGSB反应器底部进水口相连接，EGSB反应器顶端连接湿式气体流量计，湿式气体流量计用于监测产氮气量；EGSB反应器的侧边设置有上清液回流泵，上清液回流泵能够将EGSB反应器内上清液回流至EGSB反应器进水口；EGSB反应器通过排水阀与出水桶相连接；由恒温水浴锅控制EGSB反应器温度。本发明构造一个不同功能菌群协同共生的微氧环境，最大程度上截留厌氧氨氧化菌，在强化自养脱氮和同步除磷效率的同时，也能保证系统的稳定性。

技术研发人员：田文瑞,赵淑铭,胡以松,魏鲁宁,周及,许毅悦,宿文娟
受保护的技术使用者：陕西交控环境科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16