一种用于沿海污水处理厂实现城市污水厌氧氨氧化的方法

本发明涉及污水生物处理，尤其涉及一种用于沿海污水处理厂实现城市污水厌氧氨氧化的方法。

背景技术：

1、传统活性污泥法及其衍生改良工艺是处理城市污水最广泛使用的方法，尤其是硝化/反硝化是最主要技术手段工艺因操作简单，能够在降解有机物的同时去除氮、磷，而成为城市污水处理厂主流处理工艺。然而传统活性污泥法在脱氮过程中普遍存在着曝气能耗高、需外加碳源、污泥产量大、碳排放量大的问题。

2、近年来，一种新兴的自养脱氮技术——厌氧氨氧化(anammox)技术，自从被发现起就得到了广泛的关注。厌氧氨氧化菌作为一种自养脱氮菌，可以在厌氧环境下利用亚硝态氮作为电子受体将氨氮还原为氮气工艺，该工艺无需曝气与有机碳源，是目前最经济高效的污水脱氮技术。尽管厌氧氨氧化技术已经被广泛用于处理污泥消化液、垃圾渗滤液、养殖废水、医药废水等高氨氮废水处理中，但其在市政污水为主的低氨氮废水方面的规模应用还有诸多瓶颈需要突破。其中，由于城市污水中的氮主要以氨氮形式存在，短程硝化是提供亚硝态氮基质的理想工艺，而低氨氮废水下稳定短程硝化一直是难以攻克的课题。

3、实现短程硝化的实质是将通过维持氨氧化菌(aob)的活性的同时抑制亚硝氧化菌(nob)，将氨氮的硝化过程控制在亚硝阶段。目前对于低氨氮浓度城市污水实现nob抑制的方法主要通过原位调控实现，即通过控制溶解氧浓度、采用间歇曝气，控制曝气池剩余氨氮浓度直接或者间接地限制nob生长的基质以减缓其生长速率，或者调控srt来实现更多的nob洗脱出反应器，但在主流的低氮(nh4+<50mg n l-1)和低温(<25℃)条件下，基于原位调控的nob抑制策略依然难以实现长期稳定的短程硝化。异位失活nob是另一种有效的策略，该策略通过利用了aob和nob对于恶劣的环境条件的敏感性差异，如高温冲击、游离氨/游离亚硝酸(fa/fna)、硫化物和超声等，在失活nob的同时保留部分aob的活性。其流程是首先将主流硝化池内的污泥进行浓缩，将浓缩后的污泥进行异位抑制，抑制后的污泥返回至主流反应器。然而，目前的异位失活策略长期使用后同样面临着nob群落更替导致nob适应，使得主流短程硝化过程失败的问题；此外，额外的药剂投加和能源输入又进一步增加了费用，恶劣的抑制条件同时影响着污泥的性质，导致返回至主流的污泥流失等问题。

技术实现思路

1、有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是现在的厌氧氨氧化方法过程复杂，效率低、成本高且缺乏环保性。因此，本发明提供了一种用于沿海污水处理厂实现城市污水厌氧氨氧化的方法，利用异位盐度策略抑制nob，以实现低氨氮废水稳定短程硝化，解决现有技术中低氨氮废水厌氧氨氧化过程亚硝供给不稳定的问题，实现城市污水自养脱氮，具有调控简单，稳定高效的特点。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种用于沿海污水处理厂实现城市污水厌氧氨氧化的方法，包括以下步骤：

3、低氨氮浓度的城市污水首先经过主流硝化反应器，硝化污泥经过沉淀池进行初步固液分离后，收集沉淀池的部分硝化污泥在污泥浓缩单元中进行浓缩，浓缩后的硝化污泥进入异位高盐度抑制罐内；通过泵从海洋中抽取少量富含盐分的海水作为抑制剂，将浓缩后的硝化污泥和海水在异位高盐度抑制罐中进行混合，充分混合后停留一段时间，经过高盐度抑制结束后，异位高盐度抑制罐内的海水和浓缩污泥共同通过泵返回至主流短程硝化反应器内，在主流硝化反应器内实现短程硝化过程；通过控制曝气量调节主流短程硝化反应器出水的亚硝和氨氮的比例，去除有机物，出水进入主流厌氧氨氧化单元后实现城市污水厌氧氨氧化脱氮过程。

4、进一步地，主流硝化反应器内泥水混合充分，主流硝化反应器内的污泥浓度为0.5-4g mlss/l。

5、进一步地，硝化污泥经过沉淀池初步固液分离后，液相进入主流厌氧氨氧化单元，固相污泥部分回流至主流硝化反应器，污泥回流比设置为30-70％；其中，部分污泥进入污泥浓缩单元进一步浓缩，该部分占主流硝化反应器内污泥总量的10-50％；剩余的部分污泥作为废弃污泥排出。

6、进一步地，污泥浓缩单元对硝化污泥浓缩后的污泥浓度达到20-40g mlss/l。

7、进一步地，通过泵从海洋中抽取少量富含盐分的海水作为抑制剂时，海水的盐度为3.0％-4.0％。

8、进一步地，异位高盐度抑制罐内的海水和浓缩污泥经过混合后，其混合液的盐度为2.0-3.5％。

9、进一步地，异位高盐度抑制过程在异位高盐度抑制罐内持续6-24h。

10、进一步地，异位高盐度抑制罐内的海水和浓缩污泥共同通过泵直接返回至主流短程硝化反应器内。

11、进一步地，主流硝化反应器通过控制曝气量调节主流短程硝化反应器出水的亚硝和氨氮的比例，出水的亚硝：氨氮维持在1～1.32，同时去除进水中的大部分有机物。

12、进一步地，异位高盐度抑制频率取决于主流硝化反应器内的亚硝积累率nar％＝(出水亚硝浓度-进水亚硝浓度)/(出水亚硝浓度+出水硝氮浓度-进水亚硝浓度-进水硝氮浓度)×100％，当nar％低于90％时进行高盐度抑制，抑制频率为1-3天一次。

13、技术效果

14、本发明提供的一种用于沿海污水处理厂实现城市污水厌氧氨氧化的方法，低氨氮浓度的城市污水首先经过主流硝化反应器，硝化污泥经过沉淀池进行初步固液分离后，收集沉淀池的部分硝化污泥在污泥浓缩单元中进行浓缩，浓缩后的硝化污泥进入异位高盐度抑制罐内；通过泵从海洋中抽取少量富含盐分的海水作为抑制剂，将浓缩后的硝化污泥和海水在异位高盐度抑制罐中进行混合，充分混合后停留一段时间，此时利用硝化污泥中氨氧化菌(aob)和亚硝氧化菌(nob)对于高盐度的敏感性不同，经过高盐度抑制后，nob活性几乎丧失，aob则保留部分活性。高盐抑制结束后，抑制罐内的海水和浓缩污泥共同通过泵返回至主流短程硝化反应器内，在主流硝化反应器内实现短程硝化过程。通过控制曝气量调节主流短程硝化反应器出水的亚硝和氨氮的比例，出水进入主流厌氧氨氧化单元后实现城市污水厌氧氨氧化自养脱氮过程。

15、本发明方法实现了低氨氮浓度城市污水的自养脱氮，污水中多余的有机物可以通过预处理工艺进行捕获，进行资源化。对于低氨氮浓度的城市污水采用厌氧氨氧化工艺难以稳定获取亚硝的痛点，充分利用了沿海污水处理厂高盐度资源容易获取的区位优势，利用高盐度海水选择性抑制nob活性，保留aob的活性，实现主流硝化过程控制在亚硝阶段，为厌氧氨氧化过程提供稳定基质，实现了低碳节能的自养脱氮过程。此外，相较于其他的异位nob失活策略，高盐度抑制调节简单，仅需要控制浓缩污泥和海水的混合比例即可；无需添加额外的化学药剂和大量能量输入，节约经济成本。少量高盐度海水进入主流后盐度被稀释，不会对主流生化系统产生干扰，盐度随出水排放进海洋后可以实现盐度的循环，具有显著的环境和经济效益。

16、以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。