CN111960537A

CN111960537A - 一种旁侧厌氧高pH和FA抑制NOB实现低氨氮废水厌氧氨氧化脱氮的系统与方法

Info

Publication number: CN111960537A
Application number: CN202010910318.9A
Authority: CN
Inventors: 蒋勇; 吕心涛; 张树军; 王志彬; 谷鹏超; 马淑勍; 曲之明
Original assignee: Beijing Drainage Group Co Ltd
Current assignee: Beijing Drainage Group Co Ltd
Priority date: 2020-09-02
Filing date: 2020-09-02
Publication date: 2020-11-20

Abstract

本发明公开了一种旁侧厌氧高pH和FA抑制NOB实现低氨氮废水厌氧氨氧化脱氮的系统与方法。该系统包括：低氨氮废水水箱、连续流A/O除碳除磷装置、连续流一体式短程硝化‑厌氧氨氧化脱氮装置和旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB装置。该方法包括如下步骤：系统接种厌氧氨氧化生物膜填料和短程硝化絮体污泥，污水进入连续流A/O除碳除磷装置，出水进入连续流一体式短程硝化‑厌氧氨氧化脱氮装置，需要使用旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB装置时，将絮体污泥依次循环交替排放到两个旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB池，进行抑制处理。经上述处理后出水水质均达到一级A排放标准，并且系统可稳定维持运行110d以上。

Description

一种旁侧厌氧高pH和FA抑制NOB实现低氨氮废水厌氧氨氧化脱氮的系统与方法

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，更具体地，涉及一种旁侧厌氧高pH和 FA抑制NOB实现低氨氮废水厌氧氨氧化脱氮的系统与方法。

背景技术

城镇污水处理厂建设和升级改造，是流域水生态污染防治的重要举措。近年来，我国城镇污水处理设施建设速度加快，目前每年处理500亿吨污水。有关计划规定，到2030年，90％城市集中式饮用水水源NH₄ ⁺-N≤1mg/L、 TP≤0.2mg/L。为实现高标准的出水水质，城镇污水处理厂的升级改造的需求日益迫切，这导致污水运行成本显著提高。在我国，生态文明建设的重点是资源节约型、环境友好型社会的建设的大背景下，传统污水处理技术以消耗能源和资源为代价的处理模式不可持续，亟待在技术和模式上寻求突破。

厌氧氨氧化脱氮途径于上世纪八十年代被荷兰科学家发现，该生化反应以红色的厌氧氨氧化菌为基础，利用亚硝酸盐电子受体直接将氨氮氧化成氮气进行脱氮，是公认的最经济高效的污水脱氮途径，与传统生物处理工艺相比，厌氧氨氧化技术的优点主要有：(1)厌氧氨氧化脱氮碳源节省 90％以上；厌氧氨氧化属于自养脱氮，不需要有机碳源，对于高氨氮低C/N 比废水处理而言，仅此一项就可降低50％以上的运行费用；(2)曝气能耗降低50％以上；与硝化反硝化脱氮比较，厌氧氨氧化脱氮可以节省62.5％的曝气能耗，加之在新工艺中有机物主要通过厌氧产甲烷去除，有机物去除方面也节省曝气能耗40％以上；(3)剩余污泥产量降低50％以上，温室气体减排90％以上。

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，但其在低氨氮废水方面的生产性规模应用还有诸多瓶颈需要突破，稳定短程硝化是实现低氨氮废水厌氧氨氧化技术的必需条件之一，而低氨氮废水稳定短程硝化一直是难以攻克的课题。短程硝化的实质是使NOB成为劣势菌属并逐渐被淘洗出系统，利用AOB体内的氨单加氧酶和羟胺氧化酶将NH₄ ⁺-N氧化为

的过程，为厌氧氨氧化菌提供

从而为厌氧氨氧化反应提供稳定的

供给。目前，实现短程硝化主要通过控制溶解氧浓度、游离氨(FA)抑制、间歇曝气、控制曝气池剩余氨氮浓度等。以上方法虽然可以实现短程硝化，但在低氨氮废水一体化短程硝化-厌氧氨氧化系统中，NOB异常增长仍然是一个难以有效解决的问题。NOB过度繁殖，不仅会导致一体式短程硝化- 厌氧氨氧化自养脱氮工艺出水NO^- ₃-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能否被有效抑制是一体式短程硝化-厌氧氨氧化自养脱氮工艺稳定运行及工程化应用的关键。因此，急需一种有效且经济的方法来实现低氨氮废水一体式短程硝化-厌氧氨氧化自养脱氮工艺稳定有效脱氮。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种旁侧厌氧高pH和FA 抑制NOB实现低氨氮废水厌氧氨氧化脱氮的系统与方法，解决了现有技术中低氨氮废水厌氧氨氧化装置运行不稳定，出水水质差等问题。

为了实现上述目的，本发明的一方面提供了一种旁侧厌氧高pH和FA 抑制NOB实现低氨氮废水厌氧氨氧化脱氮的系统，该系统包括：

低氨氮废水水箱、连续流A/O除碳除磷装置、连续流一体式短程硝化- 厌氧氨氧化脱氮装置和旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB装置，其中：

所述低氨氮废水水箱包括：溢流管、出水阀门和第一出水泵；

所述连续流A/O除碳除磷装置包括：一段厌氧区、一段好氧区、第一出水漏斗和第一出水管；所述的第一出水泵与所述的一段厌氧区连接，所述的一段厌氧区与所述的一段好氧区连接，所述的一段好氧区与所述的第一出水漏斗连接，所述的第一出水漏斗与所述的第一出水管连接；所述的一段厌氧区内安装有第一搅拌器和第一在线氨氮硝氮一体传感器；所述的一段好氧区安装有第一曝气装置、第一气体流量计、第一在线氨氮硝氮一体传感器和第一在线DO传感器；

所述连续流一体式短程硝化-厌氧氨氧化脱氮装置包括：两段一体式厌氧氨氧化反应区、第二出水漏斗、第二出水管、沉淀池、第三出水管、鼓风机和在线仪表；第一段一体式厌氧氨氧化反应区与所述的第一出水管连接，第二段一体式厌氧氨氧化反应区与所述的第二出水漏斗连接，所述的第二出水漏斗与所述的第二出水管连接，所述的沉淀池与所述的第二出水管连接；所述的沉淀池通过污泥回流泵和第一阀门连接到所述的一段厌氧区，剩余污泥排放泵通过第二阀门与所述的沉淀池连接，所述的沉淀池的出水经所述的第三出水管排放；所述的两段一体式厌氧氨氧化反应区内均放置有厌氧氨氧化生物膜填料，均安装有第二气体流量计、第二在线DO 传感器，以及底部均设置第二曝气装置；所述的第二段一体式厌氧氨氧化反应区安装有第二在线氨氮硝氮一体传感器；所述的鼓风机通过所述的第一气体流量计与所述的第一曝气装置连接、通过所述的第二气体流量计与所述的第二曝气装置连接；所述的在线仪表分别与所述的第一在线氨氮硝氮一体传感器、所述的第一在线DO传感器、所述的第二在线DO传感器和所述的第二在线氨氮硝氮一体传感器连接；所述沉淀池通过第三阀门和污泥回流泵与所述旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB装置连接。

所述旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB装置包括：两个旁侧厌氧高pH 耦合FA抑制NOB池、液碱贮存罐、自动控制装置和氮气发生器；所述的液碱贮存罐通过第四阀门、加药泵和第六阀门与所述的两个旁侧厌氧高pH 耦合FA抑制NOB池连接；所述的两个旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB 池通过第五阀门和污泥排放泵与所述的一段厌氧区连接；所述的两个旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB池均安装有第二搅拌器、在线pH传感器和第三在线DO传感器；所述的氮气发生器通过第三气体流量计与第三曝气装置连接；所述的自动控制装置与所述的在线pH传感器、所述的第三在线 DO传感器、所述的氮气发生器和所述的加药泵连接。

本发明中，所述旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB装置的两个旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB池通过2个第三阀门和污泥回流泵与所述沉淀池连接。

根据本发明，优选地，所述两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。

本发明中，生物膜与活性污泥共存，两者相互依存，在空间分布上互不干扰。

根据本发明，优选地，所述第一曝气装置、所述第二曝气装置、所述第三曝气装置均为连续曝气装置。

根据本发明，优选地，所述出水阀门为2个，所述第一阀门为2个，所述第三阀门为2个，所述第五阀门为2个，所述第六阀门为2个。

本发明的另一方面提供了一种旁侧厌氧高pH和FA抑制NOB实现低氨氮废水厌氧氨氧化脱氮的方法，该方法利用所述旁侧厌氧高pH和FA抑制NOB实现低氨氮废水厌氧氨氧化脱氮的系统，包括如下步骤：

S1：低氨氮废水通过所述低氨氮废水水箱进入所述的连续流A/O除碳除磷装置，所述的一段厌氧区和一段好氧区均接种短程硝化絮体污泥，对所述低氨氮废水进行除碳除磷处理；

S2：所述的连续流A/O除碳除磷装置的出水进入所述的连续流一体式短程硝化-厌氧氨氧化脱氮装置，所述的两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，对所述的连续流A/O除碳除磷装置的出水进行短程硝化-厌氧氨氧化脱氮处理；

S3：当所述第二出水管出水中的硝酸盐氮生成比例小于等于设定阈值时，无需启动使用所述旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB装置；

当所述第二出水管出水中的硝酸盐氮生成比例大于设定阈值时，将所述的沉淀池中的絮体污泥通过污泥回流泵和第三阀门依次循环交替排放到两个旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB池，启动使用所述旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB装置，两个旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB池依次循环交替进行抑制处理；

S4：经过上述步骤S3处理的絮体污泥回流到连续流A/O除碳除磷装置中，进行除碳除磷处理。

本发明中，连续流A/O除碳除磷装置出水由第一出水管进入连续流一体式短程硝化-厌氧氨氧化脱氮装置。

本发明中，当连续流一体式短程硝化-厌氧氨氧化自养脱氮装置的第二出水管中硝酸盐氮生成比例小于等于设定阈值时，说明一体式短程硝化-厌氧氨氧化系统运行稳定，无需启动使用旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB 装置。当连续流一体式短程硝化-厌氧氨氧化自养脱氮装置的第二出水管中硝酸盐氮生成比例大于设定阈值时，说明一体式短程硝化-厌氧氨氧化系统中NOB过度繁殖，短程硝化被破坏，系统运行失稳，需要启动使用旁侧厌氧高pH和FA抑制NOB装置对NOB进行抑制处理。

本发明中，经上述步骤S1至S4处理后，所述的第二出水管出水中的硝酸盐氮生成比例小于等于设定阈值，所述的第三出水管的出水水质均达到一级A排放标准，所述的旁侧厌氧高pH和FA抑制NOB实现低氨氮废水厌氧氨氧化脱氮的系统稳定运行多达110d以上。

根据本发明，优选地，所述步骤S1中，

所述除碳除磷处理控制水力停留时间1.5～2.5h、污泥停留时间 5.0～10.0d、污泥回流比80％～200％、所述一段好氧区的溶解氧浓度 0.1～4.0mg/L以及温度16～25.2℃。

所述短程硝化絮体污泥浓度为2000～3500mg/L。

所述连续流A/O除碳除磷装置的出水中的

COD<50.0mg/L。

根据本发明，优选地，所述步骤S2中，

所述短程硝化-厌氧氨氧化脱氮处理控制水力停留时间6.0～10.0h、温度 16.0～25.2℃、两段一体式厌氧氨氧化反应区的溶解氧浓度0.1～0.2mg/L。

所述厌氧氨氧化生物膜填料的填充比为25～30％，所述厌氧氨氧化生物膜填料浓度为7500～9000mg/L，所述短程硝化絮体污泥浓度为 2000～3500mg/L。

根据本发明，优选地，所述步骤S3中，

根据本发明的方法，所述设定阈值的数值可以根据需要确定，优选地，所述设定阈值为10.5％-11.5％中的任意数值点，例如11％。

所述的两个旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB池依次循环交替进行抑制处理的步骤为：将所述的沉淀池中的絮体污泥先排满一个旁侧厌氧高pH 耦合FA抑制NOB池，所述的一个旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB池进行抑制处理并进行步骤S4的过程中，将所述的沉淀池中的剩余絮体污泥排满另一个旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB池，进行抑制处理并进行步骤S4。

作为优选方案，将所述的沉淀池中的絮体污泥通过污泥回流泵和一个第三阀门先排满一个旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB池，所述的一个旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB池进行抑制处理并进行步骤S4的过程中，将所述的沉淀池中的剩余絮体污泥通过污泥回流泵和另一个第三阀门排满另一个旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB池，进行抑制处理并进行步骤S4。

根据本发明的方法，所述两个旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB池依次循环交替进行抑制处理并将处理完的絮体污泥回流到连续流A/O除碳除磷装置的过程，直至所述连续流低氨氮废水厌氧氨氧化系统稳定运行。

根据本发明，优选地，所述抑制处理的步骤为：将所述的沉淀池中的絮体污泥排满旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB池，所述在线pH传感器将信号传至所述自动控制系统启动所述加药泵，所述加药泵将所述液碱贮存罐内的液碱滴加至所述旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB池，所述第三在线DO传感器将信号传至所述自动控制系统启动所述氮气发生器，所述氮气发生器将氮气充入所述旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB池，进行厌氧搅拌；其中，控制旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB池内的温度为20～35℃， pH为8.0～12.0，FA浓度为5～10mg/L，溶解氧浓度为0-0.1mg/L，污泥浓度为8000～20000mg/L；所述的厌氧搅拌的时间为12～48h。

作为优选方案，将所述的沉淀池中的絮体污泥通过污泥回流泵和一个第三阀门排满旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB池，所述在线pH传感器将信号传至所述自动控制系统启动所述加药泵，所述加药泵通过第四阀门和一个第六阀门将所述液碱贮存罐内的液碱滴加至所述旁侧厌氧高pH耦合 FA抑制NOB池，所述第三在线DO传感器将信号传至所述自动控制系统启动所述氮气发生器，所述氮气发生器将氮气充入所述旁侧厌氧高pH耦合 FA抑制NOB池，进行厌氧搅拌。

根据本发明，优选地，所述的液碱贮存罐中的液碱的质量浓度为 10％-20％。

根据本发明，所述方法可应用于连续流一体式低氨氮废水厌氧氨氧化脱氮、间歇流一体式低氨氮废水厌氧氨氧化脱氮、间歇流两段式低氨氮废水厌氧氨氧化脱氮或连续流两段式低氨氮废水厌氧氨氧化脱氮。

本发明的方法适用于任何类型的低氨氮废水，优选地，所述低氨氮废水为城市污水。根据本发明，低氨氮废水指氨氮值低于100mg/L的废水。

本发明中，通过接种短程硝化絮体污泥和厌氧氨氧化生物膜，在一体式固定生物膜-活性污泥中建立连续流一体式短程硝化-厌氧氨氧化脱氮装置，经A/O除碳除磷装置去除COD和

的含氨氮低氨氮废水进入连续流一体式短程硝化-厌氧氨氧化脱氮装置中进行自养脱氮反应。连续流一体式短程硝化-厌氧氨氧化脱氮装置中的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，可将絮体污泥单独地、选择性地分离出来，转移到旁侧厌氧高pH和FA抑制NOB装置旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB装置中进行污泥旁侧处理，处理后的污泥通过污泥排放泵进入连续流A/O除碳除磷装置和连续流一体式短程硝化-厌氧氨氧化脱氮装置，系统中的NOB 在与AOB以及厌氧氨氧化菌的竞争中处于劣势，而AOB和厌氧氨氧化菌的增殖速率相互匹配，协同工作，使系统长期进行高效稳定的低氨氮废水一体式短程硝化-厌氧氨氧化脱氮，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。

本发明的技术方案具有如下有益效果：

(1)本发明采用厌氧氨氧化脱氮技术，大大节省药耗，降低曝气能耗，同时提高了有机物和磷资源的回收利用的可能性。

(2)本发明在一体式固定生物膜-活性污泥结构中建立一体式短程硝化 -厌氧氨氧化工艺，厌氧氨氧化菌附着在厌氧氨氧化生物膜上，而NOB存在于短程硝化絮体污泥中，两者彼此分离，互不干扰，利于对NOB絮体污泥进行厌氧高pH耦合FA抑制NOB处理，而不影响厌氧氨氧化菌种群。

(3)本发明通过旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB实现对连续流低氨氮废水厌氧氨氧化系统中NOB的快速、高效及稳定抑制，进而实现连续流低氨氮废水一体式短程硝化-厌氧氨氧化工艺长期稳定运行。

(4)本发明的旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB装置操作简单、运行费用低廉，pH值和FA浓度值可控范围大。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了本发明的一种旁侧厌氧高pH和FA抑制NOB实现低氨氮废水厌氧氨氧化脱氮的系统结构的示意图。

上述图1中，各个附图标记的具体含义如下：

1-低氨氮废水水箱；2-连续流A/O除碳除磷装置；3-连续流一体式短程硝化-厌氧氨氧化脱氮装置；4-旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB装置；1.1- 溢流管；1.2-出水阀门；1.3-第一出水泵；2.1-一段厌氧区；2.2-一段好氧区； 2.3-第一出水漏斗；2.4-第一搅拌器；2.5-第一曝气装置；2.6-第一气体流量计；2.7-第一在线氨氮硝氮一体传感器；2.8-第一在线DO传感器；2.9-第一出水管；3.1-两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-第二在线DO传感器；3.4-第二气体流量计；3.5-第二曝气装置；3.6-第二出水漏斗；3.7-鼓风机；3.8-沉淀池；3.9-剩余污泥排放泵；3.10-污泥回流泵；3.11-第一阀门；3.12-第二出水管；3.13-在线仪表；3.14-第三出水管； 3.15-第二在线氨氮硝氮一体传感器；3.16-第二阀门；4.1-两个旁侧厌氧高 pH耦合FA抑制NOB池；4.2-第二搅拌器；4.3-自动控制装置；4.4-在线pH 传感器；4.5-加药泵；4.6-污泥排放泵；4.7-液碱贮存罐；4.8-第四阀门；4.9- 第三气体流量计；4.10-第三在线DO传感器；4.11-氮气发生器；4.12-第三曝气装置；4.13-第三阀门；4.14-第五阀门；4.15-第六阀门。

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

下面结合图1，对本发明的一种实现低氨氮废水短程硝化-厌氧氨氧化脱氮稳定运行的系统及方法作以详细说明。

下述实施方式中的步骤S1和步骤S2中的所述的厌氧氨氧化生物膜填料和短程硝化絮体污泥均来源于污泥消化液一体化厌氧氨氧化示范工程。

如图1所示，本实施方式提供一种旁侧厌氧高pH和FA抑制NOB实现低氨氮废水厌氧氨氧化脱氮的系统，该系统包括：

低氨氮废水水箱1、连续流A/O除碳除磷装置2、连续流一体式短程硝化-厌氧氨氧化脱氮装置3和旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB装置4，其中：

所述的低氨氮废水水箱1包括：溢流管1.1、2个出水阀门1.2和第一出水泵1.3；

所述的连续流A/O除碳除磷装置2包括：一段厌氧区2.1、一段好氧区 2.2、第一出水漏斗2.3和第一出水管2.9；

所述的第一出水泵1.3与一段厌氧区2.1连接，所述一段厌氧区2.1与所述一段好氧区2.2连接，所述一段好氧区2.2与所述第一出水漏斗2.3连接，所述第一出水漏斗2.3与所述第一出水管2.9连接；所述一段厌氧区2.1 内安装有第一搅拌器2.4和第一在线氨氮硝氮一体传感器2.7；所述的一段好氧区2.2安装有第一曝气装置2.5、第一气体流量计2.6、第一在线氨氮硝氮一体传感器2.7和第一在线DO传感器2.8；

所述的连续流一体式短程硝化-厌氧氨氧化脱氮装置3包括：两段一体式厌氧氨氧化反应区3.1、第二出水漏斗3.6、第二出水管3.12、沉淀池 3.8、第三出水管3.14、鼓风机3.7和在线仪表3.13；第一段一体式厌氧氨氧化反应区3.1与第一出水管2.9连接，第二段一体式厌氧氨氧化反应区3.1 与所述第二出水漏斗3.6连接，所述第二出水漏斗3.6与所述第二出水管 3.12连接，所述沉淀池3.8与所述第二出水管3.12连接；所述的沉淀池3.8 通过污泥回流泵3.10和2个第一阀门3.11连接到所述一段厌氧区2.1，剩余污泥排放泵3.9通过第二阀门3.16与所述沉淀池3.8连接，所述沉淀池 3.8的出水经所述第三出水管3.14排放；所述的两段一体式厌氧氨氧化反应区3.1内均放置有厌氧氨氧化生物膜填料3.2，均安装有第二气体流量计 3.4、第二在线DO传感器3.3，以及底部均设置第二曝气装置3.5；所述的第二段一体式厌氧氨氧化反应区3.1安装有第二在线氨氮硝氮一体传感器 3.15；所述的鼓风机3.7通过所述第一气体流量计2.6与所述第一曝气装置 2.5连接、通过所述第二气体流量计3.4与所述第二曝气装置3.5连接；所述的在线仪表3.13分别与所述第一在线氨氮硝氮一体传感器2.7、所述第一在线DO传感器2.8、所述第二在线DO传感器3.3和所述第二在线氨氮硝氮一体传感器3.15连接；所述沉淀池3.8通过2个第三阀门4.13和污泥回流泵3.10与所述旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB装置4的两个旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB池4.1连接；

所述的两段一体式厌氧氨氧化反应区3.1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，两者相互依存，在空间分布上互不干扰。

所述的旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB装置4包括：两个旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB池4.1、液碱贮存罐4.7、自动控制装置4.3和氮气发生器4.11；所述的液碱贮存罐4.7通过第四阀门4.8、加药泵4.5和2个第六阀门4.15与所述的两个旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB池4.1连接；所述的两个旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB池4.1通过2个第五阀门4.14 和污泥排放泵4.6与所述一段厌氧区2.1连接；所述的两个旁侧厌氧高pH 耦合FA抑制NOB池4.1均安装有第二搅拌器4.2、在线pH传感器4.4和第三在线DO传感器4.10；所述的氮气发生器4.11通过第三气体流量计4.9 与第三曝气装置4.12连接；所述的自动控制装置4.3与所述在线pH传感器 4.4、所述第三在线DO传感器4.10、所述氮气发生器4.11和所述加药泵4.5 连接。

所述的第一曝气装置2.5、第二曝气装置3.5、第三曝气装置4.12均为连续曝气装置。

以北京高碑店污水处理厂初沉池出水为低氨氮废水，水质如表1所示。

表1低氨氮废水水质

注：以上指标单位均为mg/L，水样未过滤；

按照本发明的上述使用方法，具体如下：

S1：低氨氮废水通过所述低氨氮废水水箱1进入所述连续流A/O除碳除磷装置2，所述一段厌氧区2.1和一段好氧区2.2均接种短程硝化絮体污泥，对所述低氨氮废水进行除碳除磷处理；其中，所述短程硝化絮体污泥浓度为3000mg/L；控制水力停留时间1.5h、污泥停留时间10.0d、污泥回流比150％、所述一段好氧区2.2的溶解氧浓度2.5mg/L以及温度25℃；连续流A/O除碳除磷装置2弱化了硝化反应，除碳除磷效果良好，所述连续流A/O除碳除磷装置2的第一出水管2.9中

COD＝45.0mg/L。

S2：所述的连续流A/O除碳除磷装置2的出水进入所述的连续流一体式短程硝化-厌氧氨氧化脱氮装置3，所述的两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，对所述的连续流A/O除碳除磷装置2的出水进行短程硝化-厌氧氨氧化脱氮处理；其中，所述厌氧氨氧化生物膜填料3.2的填充比为28％，所述厌氧氨氧化生物膜填料3.2的浓度为8000mg/L，所述短程硝化絮体污泥浓度为3000mg/L；控制水力停留时间10.0h、温度24℃、两段一体式厌氧氨氧化反应区3.1的溶解氧浓度0.1mg/L。

S3：当所述第二出水管3.12出水中的硝酸盐氮生成比例小于等于设定阈值11％时，无需启动使用所述旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB装置4；

当所述第二出水管3.12出水中的硝酸盐氮生成比例大于设定阈值11％时，将所述的沉淀池3.8中的絮体污泥通过污泥回流泵3.10和2个第三阀门4.13依次循环交替排放到两个旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB池4.1，启动使用所述旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB装置4，两个旁侧厌氧高 pH耦合FA抑制NOB池4.1依次循环交替进行抑制处理。

S4：经过上述步骤S3处理的絮体污泥回流到连续流A/O除碳除磷装置 2中，进行除碳除磷处理。

所述的两个旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB池4.1依次循环交替进行抑制处理的步骤为：将所述的沉淀池3.8中的絮体污泥先排满一个旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB池4.1，所述的一个旁侧厌氧高pH耦合FA抑制 NOB池4.1进行抑制处理并进行步骤S4的过程中，将所述的沉淀池3.8中的剩余絮体污泥排满另一个旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB池4.1，进行抑制处理并进行步骤S4。

所述抑制处理的步骤为：将所述的沉淀池3.8中的絮体污泥排满旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB池4.1，所述在线pH传感器4.4将信号传至所述自动控制系统4.3启动所述加药泵4.5，所述加药泵4.5将所述液碱贮存罐4.7内的液碱滴加至所述旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB池4.1，所述第三在线DO传感器4.10将信号传至所述自动控制系统4.3启动所述氮气发生器4.11，所述氮气发生器4.11将氮气充入所述旁侧厌氧高pH耦合FA 抑制NOB池4.1，进行厌氧搅拌；其中，控制旁侧厌氧高pH耦合FA抑制 NOB池4.1内的温度为30℃，pH为11.0，FA浓度为6mg/L，溶解氧浓度为0.1mg/L，污泥浓度为20000mg/L；所述的厌氧搅拌的时间为48h；所述的液碱贮存罐4.7中的液碱的质量浓度为15％。

检测结果表明：通过旁侧厌氧高pH和FA抑制NOB实现低氨氮废水厌氧氨氧化脱氮系统运行稳定后，出水COD浓度为45mg/L，

浓度为 0.40mg/L，NH₄ ⁺-N浓度为4.5mg/L，

浓度为0.9mg/L，

浓度为 3.0mg/L，TN浓度为9.0mg/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。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims

1.一种旁侧厌氧高pH和FA抑制NOB实现低氨氮废水厌氧氨氧化脱氮的系统，其特征在于，该系统包括：

低氨氮废水水箱、连续流A/O除碳除磷装置、连续流一体式短程硝化-厌氧氨氧化脱氮装置和旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB装置，其中：

所述连续流A/O除碳除磷装置包括：一段厌氧区、一段好氧区、第一出水漏斗和第一出水管；所述的第一出水泵与所述的一段厌氧区连接，所述的一段厌氧区与所述的一段好氧区连接，所述一段好氧区与所述第一出水漏斗连接，所述的第一出水漏斗与所述的第一出水管连接；所述的一段厌氧区内安装有第一搅拌器和第一在线氨氮硝氮一体传感器；所述的一段好氧区安装有第一曝气装置、第一气体流量计、第一在线氨氮硝氮一体传感器和第一在线DO传感器；

所述连续流一体式短程硝化-厌氧氨氧化脱氮装置包括：两段一体式厌氧氨氧化反应区、第二出水漏斗、第二出水管、沉淀池、第三出水管、鼓风机和在线仪表；第一段一体式厌氧氨氧化反应区与所述的第一出水管连接，第二段一体式厌氧氨氧化反应区与所述的第二出水漏斗连接，所述的第二出水漏斗与所述的第二出水管连接，所述的沉淀池与所述的第二出水管连接；所述的沉淀池通过污泥回流泵和第一阀门连接到所述的一段厌氧区，剩余污泥排放泵通过第二阀门与所述的沉淀池连接，所述的沉淀池的出水经所述的第三出水管排放；所述的两段一体式厌氧氨氧化反应区内均放置有厌氧氨氧化生物膜填料，均安装有第二气体流量计、第二在线DO传感器，以及底部均设置第二曝气装置；所述的第二段一体式厌氧氨氧化反应区安装有第二在线氨氮硝氮一体传感器；所述的鼓风机通过所述的第一气体流量计与所述的第一曝气装置连接、通过所述的第二气体流量计与所述的第二曝气装置连接；所述的在线仪表分别与所述的第一在线氨氮硝氮一体传感器、所述的第一在线DO传感器、所述的第二在线DO传感器和所述的第二在线氨氮硝氮一体传感器连接；所述沉淀池通过第三阀门和污泥回流泵与所述旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB装置连接；

所述旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB装置包括：两个旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB池、液碱贮存罐、自动控制装置和氮气发生器；所述的液碱贮存罐通过第四阀门、加药泵和第六阀门与所述的两个旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB池连接；所述的两个旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB池通过第五阀门和污泥排放泵与所述的一段厌氧区连接；所述的两个旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB池均安装有第二搅拌器、在线pH传感器和第三在线DO传感器；所述的氮气发生器通过第三气体流量计与第三曝气装置连接；所述的自动控制装置与所述的在线pH传感器、所述的第三在线DO传感器、所述的氮气发生器和所述的加药泵连接。

2.根据权利要求1所述的旁侧厌氧高pH和FA抑制NOB实现低氨氮废水厌氧氨氧化脱氮的系统，其中，所述两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。

3.根据权利要求1所述的旁侧厌氧高pH和FA抑制NOB实现低氨氮废水厌氧氨氧化脱氮的系统，其中，所述第一曝气装置、所述第二曝气装置、所述第三曝气装置均为连续曝气装置；所述出水阀门为2个，所述第一阀门为2个，所述第三阀门为2个，所述第五阀门为2个，所述第六阀门为2个。

4.一种旁侧厌氧高pH和FA抑制NOB实现低氨氮废水厌氧氨氧化脱氮的方法，其特征在于，该方法利用权利要求1-3中任意一项所述的旁侧厌氧高pH和FA抑制NOB实现低氨氮废水厌氧氨氧化脱氮的系统，包括如下步骤：

5.根据权利要求4所述的旁侧厌氧高pH和FA抑制NOB实现低氨氮废水厌氧氨氧化脱氮的方法，其中，所述步骤S1中，

所述除碳除磷处理控制水力停留时间1.5～2.5h、污泥停留时间5.0～10.0d、污泥回流比80％～200％、所述一段好氧区的溶解氧浓度0.1～4.0mg/L以及温度16～25.2℃；

所述短程硝化絮体污泥浓度为2000～3500mg/L；

所述连续流A/O除碳除磷装置的出水中的

COD<50.0mg/L。

6.根据权利要求4所述的旁侧厌氧高pH和FA抑制NOB实现低氨氮废水厌氧氨氧化脱氮的方法，其中，所述步骤S2中，

所述短程硝化-厌氧氨氧化脱氮处理控制水力停留时间6.0～10.0h、温度16.0～25.2℃、两段一体式厌氧氨氧化反应区的溶解氧浓度0.1～0.2mg/L；

所述厌氧氨氧化生物膜填料的填充比为25～30％，所述厌氧氨氧化生物膜填料浓度为7500～9000mg/L，所述短程硝化絮体污泥浓度为2000～3500mg/L。

7.根据权利要求4所述的旁侧厌氧高pH和FA抑制NOB实现低氨氮废水厌氧氨氧化脱氮的方法，其中，所述步骤S3中，

所述设定阈值为10.5％-11.5％；

所述的两个旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB池依次循环交替进行抑制处理的步骤为：将所述的沉淀池中的絮体污泥先排满一个旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB池，所述的一个旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB池进行抑制处理并进行步骤S4的过程中，将所述的沉淀池中的剩余絮体污泥排满另一个旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB池，进行抑制处理并进行步骤S4。

8.根据权利要求7所述的旁侧厌氧高pH和FA抑制NOB实现低氨氮废水厌氧氨氧化脱氮的方法，其中，所述抑制处理的步骤为：将所述的沉淀池中的絮体污泥排满旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB池，所述在线pH传感器将信号传至所述自动控制系统启动所述加药泵，所述加药泵将所述液碱贮存罐内的液碱滴加至所述旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB池，所述第三在线DO传感器将信号传至所述自动控制系统启动所述氮气发生器，所述氮气发生器将氮气充入所述旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB池，进行厌氧搅拌；其中，控制旁侧厌氧高pH耦合FA抑制NOB池内的温度为20～35℃，pH为8.0～12.0，FA浓度为5～10mg/L，溶解氧浓度为0-0.1mg/L，污泥浓度为8000～20000mg/L；所述的厌氧搅拌的时间为12～48h；

所述的液碱贮存罐中的液碱的质量浓度为10％-20％。

9.根据权利要求4-8中任意一项所述的旁侧厌氧高pH和FA抑制NOB实现低氨氮废水厌氧氨氧化脱氮的方法，其中，所述方法应用于连续流一体式低氨氮废水厌氧氨氧化脱氮、间歇流一体式低氨氮废水厌氧氨氧化脱氮、间歇流两段式低氨氮废水厌氧氨氧化脱氮或连续流两段式低氨氮废水厌氧氨氧化脱氮。

10.根据权利要求4-8中任意一项所述的旁侧厌氧高pH和FA抑制NOB实现低氨氮废水厌氧氨氧化脱氮的方法，其中，所述低氨氮废水为城市污水。