CN110078212B - 一种实现连续流城市污水厌氧氨氧化脱氮的装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种实现连续流城市污水厌氧氨氧化脱氮的装置及其使用方法，属于污水处理技术领域。该装置主要由城市污水初沉池、连续流A/O除磷除碳装置、连续流SPN/A自养脱氮装置和旁侧抑制系统四部分组成；通过在IFAS中建立连续流SPN/A自养脱氮装置，短程硝化絮体污泥和厌氧氨氧化生物膜在空间上彼此分离，经连续流A/O除磷除碳装置去除COD和PO₄ ^3‑‑P的城市污水进入连续流SPN/A自养脱氮装置中进行脱氮反应，将絮体污泥单独分离出来并转移到旁侧抑制系统中进行旁侧处理，絮体污泥中的NOB被NOB抑制剂有效抑制，同时又避免了生物膜上的厌氧氨氧化菌受影响。被抑制的絮体污泥回流至连续流SPN/A自养脱氮装置，从而使装置中进行长期稳定高效的城市污水一体式短程硝化‑厌氧氨氧化自养脱氮。

Description

一种实现连续流城市污水厌氧氨氧化脱氮的装置及其使用 方法

技术领域

本发明属于污水生物处理技术领域，尤其涉及一种实现连续流城市污水厌氧氨氧化脱氮的装置及其使用方法，其为一种利用在旁侧系统投加NOB(Nitrite-OxidizingBacteria，亚硝酸盐氧化细菌，简称为NOB)抑制剂实现连续流城市污水厌氧氨氧化脱氮的装置和方法。既可以实现有机物和磷元素的资源回收利用，也可以通过污泥旁侧抑制实现厌氧氨氧化自养脱氮，能适用于城市污水处理，工艺流程合理，操作简单方便，处理水质高。

背景技术

我国城市污水C/N比普遍偏低，利用传统生物脱氮工艺通常需要投加额外的有机碳源来使出水水质达标，然而这样投加的方式增加了投资运行费用。因此，开发研究节能降耗、绿色经济的城市污水处理新工艺迫在眉睫。

近年来，厌氧氨氧化技术成为污水生物脱氮领域的热点，厌氧氨氧化反应原理指的是在厌氧条件下，厌氧氨氧化细菌以氨氮为电子供体，以亚硝酸盐氮为电子受体，反应生成氮气的过程。与传统生物脱氮工艺相比，厌氧氨氧化工艺可以节省100％的碳源、节省大约60％的曝气量、减少80％的污泥产量、降低N₂O和CO₂等温室气体的排放。

目前，厌氧氨氧化工艺已经大规模成功应用于污泥消化液、垃圾渗滤液、养殖废水、医药废水等高氨氮废水处理中，但其在城市污水方面的生产性规模应用还有诸多瓶颈需要突破，其中最大的瓶颈就是NOB的持续有效抑制，AOB(Ammonia-Oxidizing Bacteria，氨氧化细菌，简称为AOB)的富集生长，从而为厌氧氨氧化反应提供稳定的NO₂ ^--N供给。目前，抑制NOB的方法主要有控制溶解氧浓度、间歇曝气、控制剩余氨氮浓度、控制好氧污泥停留时间等等。以上方法虽然可以有效抑制NOB的生长和活性，但在城市污水一体化短程硝化-厌氧氨氧化(Single-stage Partial Nitridation-Anammox,简称为SPN/A)系统中，NOB异常增长仍然是一个难以有效解决的问题。NOB过度繁殖，不仅会导致SPN/A工艺出水NO₃ ^--N浓度升高，还会造成系统内厌氧氨氧化菌的衰减死亡，从而引发系统脱氮性能下降甚至完全丧失，所以NOB能否被有效抑制是SPN/A工艺稳定运行及工程化应用的关键。因此，急需一种有效且廉价的NOB抑制策略来实现城市污水SPN/A工艺稳定有效脱氮。本发明正是基于上述研究背景而提出，旨在解决现有技术中城市污水厌氧氨氧化装置运行不稳定，出水水质差等缺点。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术中城市污水厌氧氨氧化装置存在的上述不足，提供一种实现连续流城市污水厌氧氨氧化脱氮的装置及其使用方法，其具有结构设计合理、操作使用方便、维护成本低、自动化智能化程度高、能够有效解决现有技术中城市污水厌氧氨氧化装置运行不稳定，出水水质差等优点。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案实现：

一种实现连续流城市污水厌氧氨氧化脱氮的装置主要由城市污水初沉池、连续流A/O除磷除碳装置、连续流SPN/A自养脱氮装置和旁侧抑制系统四部分组成；其中,

所述连续流A/O除磷除碳装置包括一段厌氧区、连续的三段好氧区、第一二沉池和第一出水管；

所述城市污水初沉池与一段厌氧区连接，一段厌氧区与所述连续的三段好氧区的第一段好氧区连接，所述连续的三段好氧区的第三段好氧区与第一二沉池连接，第一二沉池与第一出水管连接；所述第一二沉池通过第一污泥回流泵连接到一段厌氧区；所述一段厌氧区内安装第一搅拌器；所述连续的三段好氧区底部均设置曝气装置；

所述连续流SPN/A自养脱氮装置包括连续的四段一体式厌氧氨氧化反应区、第二二沉池和第二出水管；

所述连续的四段一体式厌氧氨氧化反应区的第一段一体式厌氧氨氧化反应区与第一出水管连接，所述连续的四段一体式厌氧氨氧化反应区的第四段一体式厌氧氨氧化反应区与第二二沉池连接，第二二沉池与第二出水管连接；所述第二二沉池通过第二污泥回流泵连接到所述连续的四段一体式厌氧氨氧化反应区的第一段一体式厌氧氨氧化反应区；所述连续的四段一体式厌氧氨氧化反应区内均放置聚氨酯海绵作为厌氧氨氧化生物膜填料，以及底部均设置曝气装置；

所述旁侧抑制系统包括旁侧厌氧抑制池旁侧好氧抑制池、盐酸贮存罐和液碱贮存罐；

所述旁侧厌氧抑制池和所述旁侧好氧抑制池均通过污泥排放泵与第二二沉池连接；所述盐酸贮存罐通过盐酸加药泵与旁侧厌氧抑制池连接；所述液碱贮存罐通过液碱加药泵与旁侧好氧抑制池连接；所述旁侧厌氧抑制池和所述旁侧好氧抑制池均通过第三污泥回流泵连接到所述连续的四段一体式厌氧氨氧化反应区的第一段一体式厌氧氨氧化反应区；所述旁侧厌氧抑制池与氮气发生器连接；所述旁侧厌氧抑制池内安装第二搅拌器，以及顶部设置密封口和第一NOB抑制剂投加口；所述旁侧好氧抑制池顶部设置第二NOB抑制剂投加口，以及底部设置曝气装置。

作为上述方案的进一步优化，所述连续的四段一体式厌氧氨氧化反应区均为一体式固定生物膜-活性污泥结构，生物膜与活性污泥共存，二者相互依存，在空间分布上互不干扰。

作为上述方案的进一步优化，所述连续的三段好氧区的每一段结构及运行参数均相同；所述连续的四段一体式厌氧氨氧化反应区的每一段结构及运行参数均相同。

作为上述方案的进一步优化，所述曝气装置均为连续曝气，曝气量根据各工艺具体的运行情况进行调节。

作为上述方案的进一步优化，该装置还包括自动控制系统，所述自动控制系统包括控制器、设置在城市污水初沉池的污水流量传感器、设置在连续的三段好氧区内第一溶解氧浓度传感器和第一温度传感器、设置在第一出水管中的COD浓度传感器、设置在连续的四段一体式厌氧氨氧化反应区内的第二温度传感器、设置在旁侧厌氧抑制池内的第三温度传感器和第一在线pH值检测仪、设置在旁侧好氧抑制池内的第四温度传感器和第二在线pH值检测仪；所述污水流量传感器、第一溶解氧浓度传感器和第一温度传感器、COD浓度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第一在线pH值检测仪、第四温度传感器和第二在线pH值检测仪均与所述控制器数据信号连接，并将实时检测的相应值发送至控制器；所述控制器接收上述实时检测的相应值，并与预设的相应阈值进行比较，并将比较的结果存储于存储器中，当实时检测的相应值高于预设的相应阈值时，控制器控制声光报警系统发出声光报警信号；所述自动控制系统还包括与控制器通过无线网络通信连接的云服务器，所述控制器将实时检测的相应值及比较的结果通过无线网络上传至云服务器；所述云服务器通过无线网络与远程监控中心和/或智能移动终端通信连接。

上述一种实现连续流城市污水厌氧氨氧化脱氮装置的使用方法，包括以下步骤：

1)城市污水由城市污水初沉池进入连续流A/O除磷除碳装置，通过控制水力停留时间1.6～2.0h、污泥停留时间3.5～4.0d、污泥回流比80～120％、连续的三段好氧区溶解氧浓度0.1～4.3mg/L以及温度21.3～24.8℃，连续流A/O除磷除碳装置不发生硝化反应，同时除磷除碳效果良好，第一出水管中PO₄ ^3--P<0.40mg/L，COD<50.0mg/L；

2)连续流A/O除磷除碳装置出水由第一出水管进入连续流SPN/A自养脱氮装置，连续的四段一体式厌氧氨氧化反应区中接种厌氧氨氧化生物膜填料和短程硝化絮体污泥，填料填充比为25～30％，生物膜浓度为7000～9000mg/L，絮体污泥浓度为2000～2500mg/L。通过控制水力停留时间7.0～8.0h、污泥回流比100～150％、温度21.0～25.0℃、连续的四段一体式厌氧氨氧化反应区溶解氧浓度0.1～0.2mg/L、不排泥，装置内进行短程硝化-厌氧氨氧化自养脱氮反应，并根据第二出水管中硝酸盐氮生成比例是否高于理论值11％判断是否需要启动使用旁侧抑制系统；

3)当连续流SPN/A自养脱氮装置的第二出水管中硝酸盐氮生成比例≤11％时，说明SPN/A系统运行稳定，无需启动使用旁侧抑制系统；

4)当连续流SPN/A自养脱氮装置的第二出水管中硝酸盐氮生成比例＞11％时，说明SPN/A系统中NOB过度繁殖，运行失稳，需要启动使用旁侧抑制系统对NOB进行抑制；抑制方法包括旁侧厌氧抑制和/或旁侧好氧抑制；

当单独使用旁侧厌氧抑制或旁侧好氧抑制时，将第二二沉池中的絮体污泥通过污泥排放泵排放到旁侧厌氧抑制池或旁侧好氧抑制池中的某一池内进行抑制；在旁侧厌氧抑制池中进行游离亚硝酸厌氧搅拌抑制：通过第一NOB抑制剂投加口向池内投加适量的亚硝酸钠，控制温度为20～35℃，通过氮气发生器向池内鼓入一定量的氮气，使池内溶解氧浓度低于0.2mg/L，由盐酸贮存罐经盐酸加药泵向池内滴加盐酸，控制pH为5.0～7.0，使池内游离亚硝酸浓度为1.24～2.54mg HNO2-N/L，控制污泥浓度为8000～20000mg/L，以此厌氧搅拌抑制12～24h；在旁侧好氧抑制池中进行游离氨或游离羟胺好氧曝气抑制：通过第二NOB抑制剂投加口向池内投加适量的铵盐或羟胺盐，控制温度为20～35℃，通过曝气装置控制溶解氧浓度为0.3～0.5mg/L，由液碱贮存经液碱加药泵向池内滴加液碱，控制pH为7.0～9.0，使池内游离氨或游离羟胺浓度为5.50～15.30mg/L，控制污泥浓度为10000～18000mg/L，以此好氧曝气抑制2～10h；絮体污泥在旁侧厌氧抑制池或旁侧好氧抑制池中被抑制后，通过第三污泥回流泵回流到连续流SPN/A自养脱氮装置的第一段一体式厌氧氨氧化反应区中，继续进行短程硝化-厌氧氨氧化自养脱氮；

当联合使用旁侧厌氧抑制和旁侧好氧抑制这两种方法时，首先将第二二沉池中的絮体污泥通过污泥排放泵排放到旁侧厌氧抑制池和旁侧好氧抑制池的某一池内进行抑制，抑制完毕后再将絮体污泥排放到旁侧厌氧抑制池和旁侧好氧抑制池的另一个池内进行抑制；其中，在旁侧厌氧抑制池中进行游离亚硝酸厌氧搅拌抑制：通过第一NOB抑制剂投加口向池内投加适量的亚硝酸钠，控制温度为20～35℃，通过氮气发生器向池内鼓入一定量的氮气，使池内溶解氧浓度低于0.2mg/L，由盐酸贮存罐经盐酸加药泵向池内滴加盐酸，控制pH为5.0～7.0，使池内游离亚硝酸浓度为1.24～2.54mg HNO2-N/L，控制污泥浓度为8000～20000mg/L，以此厌氧搅拌抑制12～24h；在旁侧好氧抑制池中进行游离氨或游离羟胺好氧曝气抑制：通过第二NOB抑制剂投加口向池内投加适量的铵盐或羟胺盐，控制温度为20～35℃，通过曝气装置控制溶解氧浓度为0.3～0.5mg/L，由液碱贮存罐经液碱加药泵向池内滴加液碱，控制pH为7.0～9.0，使池内游离氨或游离羟胺浓度为5.50～15.30mg/L，控制污泥浓度为10000～18000mg/L，以此好氧曝气抑制2～10h；抑制完毕后，絮体污泥通过第三污泥回流泵)回流到连续流SPN/A自养脱氮装置的第一段一体式厌氧氨氧化反应区中，继续进行短程硝化-厌氧氨氧化自养脱氮；

5)絮体污泥经旁侧抑制系统处理后，连续流SPN/A自养脱氮装置的第二出水管中硝酸盐氮生成比例≤11％，出水水质均达到一级A排放标准，并且稳定维持多达100d以上。

作为上述方案的进一步优化，步骤4)中所述的铵盐包括氯化铵、碳酸氢铵或硫酸铵；所述的羟胺盐包括盐酸羟胺或硫酸羟胺。

采用本发明的一种实现连续流城市污水厌氧氨氧化脱氮的装置及其使用方法具有如下有益效果：

(1)本发明采用全程自养脱氮技术，不仅节省药耗，而且为实现有机物和磷资源的回收利用提供了可能。通过在IFAS(Integrated Fixed-Biofilm Activated Sludge，一体式固定生物膜-活性污泥，简称为IFAS)中建立连续流SPN/A自养脱氮装置，短程硝化絮体污泥和厌氧氨氧化生物膜在空间上彼此分离。

(2)本发明在IFAS中建立SPN/A工艺，厌氧氨氧化菌种群和NOB种群在空间上相互分离，经连续流A/O除磷除碳装置去除COD和PO₄ ^3--P的城市污水进入连续流SPN/A自养脱氮装置中进行脱氮反应，将絮体污泥单独分离出来并转移到旁侧抑制系统中进行旁侧处理，絮体污泥中的NOB被NOB抑制剂有效抑制，同时又避免了生物膜上的厌氧氨氧化菌受影响。被抑制的絮体污泥回流至连续流SPN/A自养脱氮装置，从而使装置中进行长期稳定高效的城市污水一体式短程硝化-厌氧氨氧化自养脱氮。

(3)本发明通过旁侧抑制系统投加NOB抑制剂，可实现对NOB的快速、高效及稳定抑制，从而使城市污水SPN/A工艺长期稳定运行。

(4)当NOB对某一种抑制剂(FNA、FA、FHM其中的一种)产生适应性后，可以通过联合使用另外两种抑制剂来消除NOB对该抑制剂的适应性。

附图说明

附图1为本发明一种实现连续流城市污水厌氧氨氧化脱氮的装置结构示意图。

上述附图中，各个附图标记的具体含义如下：

1-城市污水初沉池；2-连续流A/O除磷除碳装置；3-连续流SPN/A自养脱氮装置；4-旁侧抑制系统；2.1-一段厌氧区；2.2-连续的三段好氧区；2.3-第一搅拌器；2.4-第一鼓风机；2.5-第一转子流量计；2.6-第一微孔曝气砂盘；2.7-第一污泥回流泵；2.8-第一二沉池；2.9-第一出水管；3.1-连续的四段一体式厌氧氨氧化反应区；3.2-厌氧氨氧化生物膜填料；3.3-第二鼓风机；3.4-第二转子流量计；3.5-第二微孔曝气砂盘；3.6-第二污泥回流泵；3.7-第二二沉池；3.8-第二出水管；4.1-污泥排放泵；4.2-旁侧厌氧抑制池；4.3-第二搅拌器；4.4-密封口；4.5-第一NOB抑制剂投加口；4.6-氮气发生器；4.7-盐酸贮存罐；4.8-盐酸加药泵；4.9-旁侧好氧抑制池；4.10-第二NOB抑制剂投加口；4.11-第三鼓风机；4.12-第三转子流量计；4.13-第三微孔曝气砂盘；4.14-液碱贮存罐；4.15-液碱加药泵；4.16-第三污泥回流泵。

具体实施方式

下面结合附图1，对本发明一种实现连续流城市污水厌氧氨氧化脱氮的装置及其使用方法作以详细说明。

一种实现连续流城市污水厌氧氨氧化脱氮的装置包括城市污水初沉池1、连续流A/O除磷除碳装置2、连续流SPN/A自养脱氮装置3和旁侧抑制系统4；其中,

所述连续流A/O除磷除碳装置2包括一段厌氧区2.1、连续的三段好氧区2.2、第一二沉池2.8和第一出水管2.9；

所述城市污水初沉池1与一段厌氧区2.1连接，一段厌氧区2.1与所述连续的三段好氧区2.2的第一段好氧区连接，所述连续的三段好氧区2.2的第三段好氧区与第一二沉池2.8连接，第一二沉池2.8与第一出水管2.9连接；所述第一二沉池2.8通过第一污泥回流泵2.7连接到一段厌氧区2.1；所述一段厌氧区2.1内安装第一搅拌器2.3；所述连续的三段好氧区2.2底部均设置曝气装置；

所述连续流SPN/A自养脱氮装置3包括连续的四段一体式厌氧氨氧化反应区3.1、第二二沉池3.7和第二出水管3.8；

所述连续的四段一体式厌氧氨氧化反应区3.1的第一段一体式厌氧氨氧化反应区与第一出水管2.9连接，所述连续的四段一体式厌氧氨氧化反应区3.1的第四段一体式厌氧氨氧化反应区与第二二沉池3.7连接，第二二沉池3.7与第二出水管2.8连接；所述第二二沉池3.7通过第二污泥回流泵3.6连接到所述连续的四段一体式厌氧氨氧化反应区3.1的第一段一体式厌氧氨氧化反应区；所述连续的四段一体式厌氧氨氧化反应区3.1内均放置聚氨酯海绵作为厌氧氨氧化生物膜填料3.2，以及底部均设置曝气装置；

所述旁侧抑制系统4包括旁侧厌氧抑制池4.2、旁侧好氧抑制池4.9、盐酸贮存罐4.7和液碱贮存罐4.14；

所述旁侧厌氧抑制池4.2和所述旁侧好氧抑制池4.9均通过污泥排放泵4.1与第二二沉池3.7连接；所述盐酸贮存罐4.7通过盐酸加药泵4.8与旁侧厌氧抑制池4.2连接；所述液碱贮存罐4.14通过液碱加药泵4.15与旁侧好氧抑制池4.9连接；所述旁侧厌氧抑制池4.2和所述旁侧好氧抑制池4.9均通过第三污泥回流泵4.16连接到所述连续的四段一体式厌氧氨氧化反应区3.1的第一段一体式厌氧氨氧化反应区；所述旁侧厌氧抑制池4.2与氮气发生器4.6连接；所述旁侧厌氧抑制池4.2内安装第二搅拌器4.3，以及顶部设置密封口4.4和第一NOB抑制剂投加口4.5；所述旁侧好氧抑制池4.9顶部设置第二NOB抑制剂投加口4.10，以及底部设置曝气装置。

以某污水处理厂初沉池的出水作为城市污水进行测试一段时间，经检测，该城市污水的水质如表1所示：

表1城市污水水质

注：以上指标单位均为mg/L，水样未过滤；

ND(Not Detect)表示无法检测。

按照本发明的上述使用方法，具体如下：

1)城市污水由城市污水初沉池1进入连续流A/O除磷除碳装置2，通过控制水力停留时间1.8h、污泥停留时间3.8d、污泥回流比110％、连续的三段好氧区2.2溶解氧浓度3.3mg/L以及温度22.7℃，连续流A/O除磷除碳装置2不发生硝化反应，同时除磷除碳效果良好，第一出水管2.9中PO₄ ^3--P浓度为0.31mg/L，COD浓度为42.5mg/L。

2)连续流A/O除磷除碳装置2出水由第一出水管2.9进入连续流SPN/A自养脱氮装置3，连续的四段一体式厌氧氨氧化反应区3.1中接种厌氧氨氧化生物膜填料3.2和短程硝化絮体污泥，填料填充比为27％，生物膜浓度为7500mg/L，絮体污泥浓度为2300mg/L。通过控制水力停留时间7.9h、污泥回流比120％、温度24℃、连续的四段一体式厌氧氨氧化反应区3.1溶解氧浓度0.18/L、不排泥，装置内进行短程硝化-厌氧氨氧化自养脱氮反应，并根据第二出水管3.8中硝酸盐氮生成比例是否高于理论值11％判断是否需要启动使用旁侧抑制系统4。

3)当连续流SPN/A自养脱氮装置3的第二出水管3.8中硝酸盐氮生成比例为9％时，说明SPN/A系统运行稳定，无需启动使用旁侧抑制系统4；

4)当连续流SPN/A自养脱氮装置3的第二出水管3.8中硝酸盐氮生成比例为17％时，说明SPN/A系统中NOB过度繁殖，运行失稳，需要启动使用旁侧抑制系统4对NOB进行抑制，抑制方法包括旁侧厌氧抑制和/或旁侧好氧抑制。

当单独使用旁侧厌氧抑制或旁侧好氧抑制中的某一种方法时，每隔两天将连续流SPN/A自养脱氮装置3中全部絮体污泥的1/4通过污泥排放泵4.1排放到旁侧厌氧抑制池4.2或旁侧好氧抑制池4.9中的某一池内进行抑制，连续抑制8次后停止。在旁侧厌氧抑制池4.2中进行游离亚硝酸厌氧搅拌抑制：通过第一NOB抑制剂投加口4.5向池内投加适量的亚硝酸钠，控制温度为34℃，通过氮气发生器4.6向池内鼓入一定量的氮气，使池内溶解氧浓度低于0.2mg/L，由盐酸贮存罐4.7经盐酸加药泵4.8向池内滴加盐酸，控制pH为6.5，使池内游离亚硝酸浓度为2.17mg HNO₂-N/L，控制污泥浓度为16000mg/L，以此厌氧搅拌抑制20h；在旁侧好氧抑制池4.9中进行游离氨或游离羟胺好氧曝气抑制：通过第二NOB抑制剂投加口4.10向池内投加适量的铵盐或羟胺盐，控制温度为34℃，通过曝气装置控制溶解氧浓度为0.4mg/L，由液碱贮存罐4.14经液碱加药泵4.15向池内滴加液碱，控制pH为7.1，使池内游离氨或游离羟胺浓度为14.80mg/L，控制污泥浓度为16000mg/L，以此好氧曝气抑制9h；絮体污泥在旁侧厌氧抑制池4.2或旁侧好氧抑制池4.9中被抑制后，通过第三污泥回流泵4.16回流到连续流SPN/A自养脱氮装置3的第一段一体式厌氧氨氧化反应区3.1中，继续进行短程硝化-厌氧氨氧化自养脱氮；

当联合使用旁侧厌氧抑制和旁侧好氧抑制这两种方法时，首先将连续流SPN/A自养脱氮装置3中的全部絮体污泥通过污泥排放泵4.1排放到旁侧厌氧抑制池4.2和旁侧好氧抑制池4.9的某一池内进行抑制，抑制完毕后再将絮体污泥排放到旁侧厌氧抑制池4.2和旁侧好氧抑制池4.9的另一个池内进行抑制。以上联合使用方法交替循环进行8次。抑制完毕后，絮体污泥通过第三污泥回流泵4.16回流到连续流SPN/A自养脱氮装置3的第一段一体式厌氧氨氧化反应区3.1中，继续进行短程硝化-厌氧氨氧化自养脱氮。旁侧厌氧抑制池4.2和旁侧好氧抑制池4.9内的抑制步骤同上文相同。

5)絮体污泥经旁侧抑制系统4处理后，连续流SPN/A自养脱氮装置3的第二出水管3.8中硝酸盐氮生成比例为9.2％，出水水质均达到一级A排放标准，并且稳定维持多达100d以上。

运行一段时间后，试验结果表明：SPN/A系统运行稳定后，出水COD浓度为32.6～48.5mg/L，PO₄ ^3--P浓度为0.20～0.40mg/L，NH₄ ⁺-N浓度为0.6～2.6mg/L，NO₂ ^--N浓度为0.1～1.7mg/L，NO₃ ^--N浓度为1.1～5.2mg/L，TN浓度为6.5～9.2mg/L。出水水质均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级A排放标准。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种实现连续流城市污水厌氧氨氧化脱氮的装置的使用方法，其特征在于：该装置包括城市污水初沉池(1)、连续流A/O除磷除碳装置(2)、连续流SPN/A自养脱氮装置(3)和旁侧抑制系统(4)；其中,

所述连续流A/O除磷除碳装置(2)包括一段厌氧区(2.1)、连续的三段好氧区(2.2)、第一二沉池(2.8)和第一出水管(2.9)；

所述城市污水初沉池(1)与一段厌氧区(2.1)连接，一段厌氧区(2.1)与所述连续的三段好氧区(2.2)的第一段好氧区连接，所述连续的三段好氧区(2.2)的第三段好氧区与第一二沉池(2.8)连接，第一二沉池(2.8)与第一出水管(2.9)连接；所述第一二沉池(2.8)通过第一污泥回流泵(2.7)连接到一段厌氧区(2.1)；所述一段厌氧区(2.1)内安装第一搅拌器(2.3)；所述连续的三段好氧区(2.2)底部均设置曝气装置；

所述连续流SPN/A自养脱氮装置(3)包括连续的四段一体式厌氧氨氧化反应区(3.1)、第二二沉池(3.7)和第二出水管(3.8)；

所述连续的四段一体式厌氧氨氧化反应区(3.1)的第一段一体式厌氧氨氧化反应区与第一出水管(2.9)连接，所述连续的四段一体式厌氧氨氧化反应区(3.1)的第四段一体式厌氧氨氧化反应区与第二二沉池(3.7)连接，第二二沉池(3.7)与第二出水管(3 .8)连接；所述第二二沉池(3.7)通过第二污泥回流泵(3.6)连接到所述连续的四段一体式厌氧氨氧化反应区(3.1)的第一段一体式厌氧氨氧化反应区；所述连续的四段一体式厌氧氨氧化反应区(3.1)内均放置聚氨酯海绵作为厌氧氨氧化生物膜填料(3.2)，以及底部均设置曝气装置；

所述旁侧抑制系统(4)包括旁侧厌氧抑制池(4.2)、旁侧好氧抑制池(4.9)、盐酸贮存罐(4.7)和液碱贮存罐(4.14)；

所述旁侧厌氧抑制池(4.2)和所述旁侧好氧抑制池(4.9)均通过污泥排放泵(4.1)与第二二沉池(3.7)连接；所述盐酸贮存罐(4.7)通过盐酸加药泵(4.8)与旁侧厌氧抑制池(4.2)连接；所述液碱贮存罐(4.14)通过液碱加药泵(4.15)与旁侧好氧抑制池(4.9)连接；所述旁侧厌氧抑制池(4.2)和所述旁侧好氧抑制池(4.9)均通过第三污泥回流泵(4.16)连接到所述连续的四段一体式厌氧氨氧化反应区(3.1)的第一段一体式厌氧氨氧化反应区；所述旁侧厌氧抑制池(4.2)与氮气发生器(4.6)连接；所述旁侧厌氧抑制池(4.2)内安装第二搅拌器(4.3)，以及顶部设置密封口(4.4)和第一NOB抑制剂投加口(4.5)；所述旁侧好氧抑制池(4.9)顶部设置第二NOB抑制剂投加口(4.10)，以及底部设置曝气装置；

所述的一种实现连续流城市污水厌氧氨氧化脱氮装置的使用方法包括以下步骤：

1)城市污水由城市污水初沉池(1)进入连续流A/O除磷除碳装置(2)，通过控制水力停留时间1.6～2.0h、污泥停留时间3.5～4.0d、污泥回流比80～120％、连续的三段好氧区(2.2)溶解氧浓度0.1～4.3mg/L以及温度21.3～24.8℃，连续流A/O除磷除碳装置(2)不发生硝化反应，第一出水管(2.9)中PO₄ ^3--P<0.40mg/L，COD<50.0mg/L；

2)连续流A/O除磷除碳装置(2)出水由第一出水管(2.9)进入连续流SPN/A自养脱氮装置(3)，连续的四段一体式厌氧氨氧化反应区(3.1)中接种厌氧氨氧化生物膜填料(3.2)和短程硝化絮体污泥，填料填充比为25～30％，生物膜浓度为7000～9000mg/L，絮体污泥浓度为2000～2500mg/L；通过控制水力停留时间7.0～8.0h、污泥回流比100～150％、温度21.0～25.0℃、连续的四段一体式厌氧氨氧化反应区(3.1)溶解氧浓度0.1～0.2mg/L、不排泥，装置内进行短程硝化-厌氧氨氧化自养脱氮反应，并根据第二出水管(3.8)中硝酸盐氮生成比例是否高于理论值11％判断是否需要启动使用旁侧抑制系统(4)；

3)当连续流SPN/A自养脱氮装置(3)的第二出水管(3.8)中硝酸盐氮生成比例≤11％时，说明SPN/A系统运行稳定，无需启动使用旁侧抑制系统(4)；

4)当连续流SPN/A自养脱氮装置(3)的第二出水管(3.8)中硝酸盐氮生成比例＞11％时，说明SPN/A系统中NOB过度繁殖，运行失稳，需要启动使用旁侧抑制系统(4)对NOB进行抑制，具体抑制方法包括旁侧厌氧抑制和/或旁侧好氧抑制；

当单独使用旁侧厌氧抑制或旁侧好氧抑制时，将第二二沉池(3.7)中的絮体污泥通过污泥排放泵(4.1)排放到旁侧厌氧抑制池(4.2)或旁侧好氧抑制池(4.9)中的某一池内进行抑制；在旁侧厌氧抑制池(4.2)中进行游离亚硝酸厌氧搅拌抑制：通过第一NOB抑制剂投加口(4.5)向池内投加适量的亚硝酸钠，控制温度为20～35℃，通过氮气发生器(4.6)向池内鼓入一定量的氮气，使池内溶解氧浓度低于0.2mg/L，由盐酸贮存罐(4.7)经盐酸加药泵(4.8)向池内滴加盐酸，控制pH为5.0～7.0，使池内游离亚硝酸浓度为1.24～2.54mg HNO₂-N/L，控制污泥浓度为8000～20000mg/L，以此厌氧搅拌抑制12～24h；在旁侧好氧抑制池(4.9)中进行游离氨或游离羟胺好氧曝气抑制：通过第二NOB抑制剂投加口(4.10)向池内投加适量的铵盐或羟胺盐，控制温度为20～35℃，通过曝气装置控制溶解氧浓度为0.3～0.5mg/L，由液碱贮存罐(4.14)经液碱加药泵(4.15)向池内滴加液碱，控制pH为7.0～9.0，使池内游离氨或游离羟胺浓度为5.50～15.30mg/L，控制污泥浓度为10000～18000mg/L，以此好氧曝气抑制2～10h；絮体污泥在旁侧厌氧抑制池(4.2)或旁侧好氧抑制池(4.9)中被抑制后，通过第三污泥回流泵(4.16)回流到连续流SPN/A自养脱氮装置(3)的第一段一体式厌氧氨氧化反应区(3.1)中，继续进行短程硝化-厌氧氨氧化自养脱氮；

当联合使用旁侧厌氧抑制和旁侧好氧抑制这两种方法时，首先将第二二沉池(3.7)中的絮体污泥通过污泥排放泵(4.1)排放到旁侧厌氧抑制池(4.2)和旁侧好氧抑制池(4.9)的某一池内进行抑制，抑制完毕后再将絮体污泥排放到旁侧厌氧抑制池(4.2)和旁侧好氧抑制池(4.9)的另一个池内进行抑制；其中，在旁侧厌氧抑制池(4.2)中进行游离亚硝酸厌氧搅拌抑制：通过第一NOB抑制剂投加口(4.5)向池内投加适量的亚硝酸钠，控制温度为20～35℃，通过氮气发生器(4.6)向池内鼓入一定量的氮气，使池内溶解氧浓度低于0.2mg/L，由盐酸贮存罐(4.7)经盐酸加药泵(4.8)向池内滴加盐酸，控制pH为5.0～7.0，使池内游离亚硝酸浓度为1.24～2.54mg HNO2-N/L，控制污泥浓度为8000～20000mg/L，以此厌氧搅拌抑制12～24h；在旁侧好氧抑制池(4.9)中进行游离氨或游离羟胺好氧曝气抑制：通过第二NOB抑制剂投加口(4.10)向池内投加适量的铵盐或羟胺盐，控制温度为20～35℃，通过曝气装置控制溶解氧浓度为0.3～0.5mg/L，由液碱贮存罐(4.14)经液碱加药泵(4.15)向池内滴加液碱，控制pH为7.0～9.0，使池内游离氨或游离羟胺浓度为5.50～15.30mg/L，控制污泥浓度为10000～18000mg/L，以此好氧曝气抑制2～10h；抑制完毕后，絮体污泥通过第三污泥回流泵(4.16)回流到连续流SPN/A自养脱氮装置(3)的第一段一体式厌氧氨氧化反应区(3.1)中，继续进行短程硝化-厌氧氨氧化自养脱氮；

5)絮体污泥经旁侧抑制系统(4)处理后，连续流SPN/A自养脱氮装置(3)的第二出水管(3.8)中硝酸盐氮生成比例≤11％，出水水质均达到一级A排放标准，并且稳定维持多达100d以上；

所述连续的四段一体式厌氧氨氧化反应区均为一体式固定生物膜-活性污泥结构，生物膜与活性污泥共存，二者相互依存，在空间分布上互不干扰；

所述连续的三段好氧区的每一段结构及运行参数均相同；所述连续的四段一体式厌氧氨氧化反应区的每一段结构及运行参数均相同；

所述曝气装置均为连续曝气装置；

该装置还包括自动控制系统，所述自动控制系统包括控制器、设置在城市污水初沉池的污水流量传感器、设置在连续的三段好氧区内第一溶解氧浓度传感器和第一温度传感器、设置在第一出水管中的COD浓度传感器、设置在连续的四段一体式厌氧氨氧化反应区内的第二温度传感器、设置在旁侧厌氧抑制池内的第三温度传感器和第一在线pH值检测仪、设置在旁侧好氧抑制池内的第四温度传感器和第二在线pH值检测仪；所述污水流量传感器、第一溶解氧浓度传感器和第一温度传感器、COD浓度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第一在线pH值检测仪、第四温度传感器和第二在线pH值检测仪均与所述控制器数据信号连接，并将实时检测的相应值发送至控制器；所述控制器接收上述实时检测的相应值，并与预设的相应阈值进行比较，并将比较的结果存储于存储器中，当实时检测的相应值高于预设的相应阈值时，控制器控制声光报警系统发出声光报警信号；所述自动控制系统还包括与控制器通过无线网络通信连接的云服务器，所述控制器将实时检测的相应值及比较的结果通过无线网络上传至云服务器；所述云服务器通过无线网络与远程监控中心和/或智能移动终端通信连接；

步骤4)中所述的铵盐包括氯化铵、碳酸氢铵或硫酸铵；所述的羟胺盐包括盐酸羟胺或硫酸羟胺。

Images