CN112142274A - 短程反硝化-厌氧氨氧化耦合双膜法工艺的城市污水处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了短程反硝化‑厌氧氨氧化耦合双膜法工艺的城市污水处理装置，包括原水箱、短程反硝化反应器、厌氧氨氧化反应器、超滤膜装置、反渗透膜装置和缓冲水箱；所述原水箱用于分别向所述短程反硝化反应器和所述厌氧氨氧化反应器泵送原废水；所述短程反硝化反应器用于对废水进行反硝化处理；所述厌氧氨氧化反应器对原废水和经过反硝化处理的水混合后进行脱氮处理；所述超滤膜装置、反渗透膜装置共同对脱氮处理后的废水进行过滤净化分别形成过滤水和废水浓缩液，并将废水浓缩液导入至缓冲水箱中。本发明具有脱氮效率高、水处理效果好、各部分组件易于调控等优势，适用于高氨氮低碳氮比废水的深度处理。
Description
技术领域
本发明属于污水生物脱氮处理技术领域，尤其涉及短程反硝化-厌氧氨氧化耦合双膜法工艺的城市污水处理装置。
背景技术
传统的活性污泥系统是当下城市污水厂主要的污染物去除途径，但能量及化学药剂的大量投入使得污水厂已不能满足节能高效脱氮和可持续发展要求。
近些年，人们把目光放到了新型脱氮处理技术上。其中短程反硝化作为一种不完全反硝化反应，能充分利用城市生活污水碳源和工业硝酸盐废水氮源，可节省碳源需求、降低污泥产量、提升氮转化率，被认为是最具研究潜力的厌氧氨氧化底物供给技术。而厌氧氨氧化工艺则在缺氧自养条件下实现氮素的去除，因其脱氮效率高、基建费用低、能源投入少等优点而备受关注。因此，短程反硝化耦合厌氧氨氧化的技术能很好地解决在低碳氮比废水处理中碳源不足以及亚硝化过程难以稳定控制的问题，并能得到较好的脱氮除碳效果。
然而短程反硝化耦合厌氧氨氧化的技术如果在实际中处理城市生活污水的话可能会存在以下两个问题：
第一，厌氧氨氧化菌在将氨氮和亚硝酸盐氮转化为氮气的过程还会产生一定量的硝酸盐氮(式1)，尤其是在处理高氨氮废水时，其出水往往含有大量的硝酸盐氮，需要进一步的处理才能排放。
第二，在实际处理中，单次进水流量普遍较大，但如果只经过一轮脱氮处理并不能使原水污染物消耗充分，且排水量大不易控制。而膜分离技术由于其优越的性能已逐渐开始应用于污水处理中。以超滤膜(UF)和反渗透膜(RO)结合应用的双膜法对水处理有着相辅相成的效果，一方面超滤膜能去除前面生物反应没有反应完全的有机物同时去除可能堵住反渗透膜的胶体、细菌、病毒等杂质，延长反渗透膜的清洗周期和寿命，降低总体运行成本；另一方面反渗透膜可去除97％(25℃)的盐离子，从而确保产水的水质。采用双膜法作为生物脱氮技术的后续处理，可实现处理水在无二次污染物产生的情况下的循环回用和减量排放，其出水品质高，能直接用于工业用水甚至是生活用水。同时其富集大量剩余硝酸盐氮的水可回流至生物脱氮处理工序应用，从而实现废水零排放和清洁生产。
鉴于此，本发明将短程反硝化-厌氧氨氧化技术与超滤-反渗透双膜法相耦合应用于高氨氮低碳氮比城市生活污水的深度脱氮处理，既能极大程度上进一步降低出水的硝态氮含量并有效控制截留水中其他污染物如盐类有机物等，从而使最后产水达到可直接用于工业用水的标准；又能有效控制整体进水量、排水量以及反应和浓缩水程度，从而实现各反应器的稳定高效协同运行。
发明内容
本发明提出了一种新型的利用短程反硝化-厌氧氨氧化耦合双膜法工艺实现对城市生活污水深度脱氮处理的方法及系统。具体是首先一部分待处理原水进入短程反硝化反应器进行反硝化处理，通过缺氧搅拌充分反应将硝酸盐转化为亚硝酸盐，富含亚硝酸盐的出水之后与另一部分待处理原水汇流进入厌氧氨氧化反应器进行脱氮；其出水一部分排放，另一部分先后进入超滤膜和反渗透膜进行净化污水并浓缩剩余硝酸盐等，并将浓缩液导入缓冲水箱，与原水共同进入短程反硝化反应器参与下一周期反应，过滤水可达较高排放标准并用于工业用水。
本发明为了实现上述目的，通过以下技术方案来实现的：
本发明中短程反硝化-厌氧氨氧化耦合双膜法工艺的城市污水处理装置包括原水箱、短程反硝化反应器、厌氧氨氧化反应器、超滤膜装置、反渗透膜装置和缓冲水箱；所述原水箱用于分别向所述短程反硝化反应器和所述厌氧氨氧化反应器泵送原废水；所述短程反硝化反应器用于对废水进行反硝化处理；所述厌氧氨氧化反应器对原废水和经过反硝化处理的水混合后进行脱氮处理；所述超滤膜装置、反渗透膜装置共同对脱氮处理后的废水进行过滤净化分别形成过滤水和废水浓缩液，并将废水浓缩液导入至缓冲水箱中；所述缓冲水箱用于将废水浓缩液泵送至短程反硝化反应器与原水共同参与下一周期反应。
优选的，所述短程反硝化反应器设有第一进水口、第一排水口、第一取样口、第一回流口、第一排空管、加热装置、第一搅拌器和pH实时监测装置；
所述厌氧氨氧化反应器设有第三进水泵、第二进水口、第二排空管、第二回流口、第二取样口、第二排水口、第三排水口、三相分离器、加热装置和气袋；
所述超滤膜装置设有第四进水泵、第三进水口和第四排水口；所述反渗透膜装置设有第五进水泵、第四进水口、第五排水口和第三回流口；
所述原水箱通过第一进水泵与短程反硝化反应器的第一进水口相连，所述原水箱通过第二进水泵与厌氧氨氧化反应器的第二进水口相连；所述短程反硝化反应器的第一排水口与第一中间水箱相连，所述第一中间水箱通过第一污泥回流泵与所述短程反硝化反应器的第一回流口相连，同时所述第一中间水箱的出水端通过第三进水泵与厌氧氨氧化反应器的第二进水口相连；所述厌氧氨氧化反应器的第三排水口与第二中间水箱相连，所述第二中间水箱通过第二污泥回流泵与厌氧氨氧化反应器的第二回流口相连；所述超滤膜装置的第三进水口通过第四进水泵与厌氧氨氧化反应器的第二排水口、第二中间水箱的出水端相连，所述超滤膜装置的第四排水口通过第五进水泵与反渗透膜装置的第四进水口相连；所述反渗透膜装置的第三回流口与缓冲水箱相连，所述反渗透膜装置的第五排水口与过滤液出水处相连；所述缓冲水箱通过第六进水泵与短程反硝化反应器的第一进水口相连。
优选的，所述厌氧氨氧化反应器的第二排水口与第二中间水箱出水口汇合并通过分流阀与排放处相连，直接排放一部分污水，目的是平衡稳定系统中的盐含量值，避免盐积累。排放量大小根据原水的含盐量情况进行调整。
优选的，所述短程反硝化反应器为载有短程反硝化污泥的SBR反应器，所述厌氧氨氧化反应器为载有厌氧氨氧化颗粒污泥的UASB反应器。
另外，本发明还提出一种利用上述污水处理装置对低碳氮比城市生活污水深度脱氮的方法，方法步骤如下：
S1、向短程反硝化反应器中投入浓度为1.0～3.0g/L的短程反硝化污泥，向厌氧氨氧化反应器中投入浓度为15.0～25.0g/L的厌氧氨氧化颗粒污泥；
S2、将原水箱和缓冲水箱中废水按比例泵入短程反硝化反应器，控制温度，打开第一搅拌器，缺氧搅拌5～30min后，关闭第一搅拌器，沉淀10～40min后将上清液排入第一中间水箱，第一中间水箱沉淀的污泥通过第一污泥回流泵返回至短程反硝化反应器中；
S3、将第一中间水箱和原水箱中废水泵入厌氧氨氧化反应器内，调节各自进水泵流速，按比例进水，使亚硝酸盐氮与氨氮充分反应，经过三相分离器分离，产生的气体进入至气袋，出水通过第二排水口排出，被水冲刷上来的污泥通过第三排水口进入第二中间水箱，沉淀出来的污泥通过第二污泥回流泵返回至厌氧氨氧化反应器中，出水则排出与第二排水口出水汇流；
S4、从厌氧氨氧化反应器流出的处理水通过分流阀一部分直接排放，另一部分引入双膜装置区域，通过第四进水泵泵入超滤膜装置进行一次过滤处理，过滤液进入反渗透膜装置；
S5、反渗透膜装置的出水通过第五进水泵泵入至反渗透膜装置进行二次过滤，浓缩液回流进入缓冲水箱，过滤液出水符合标准；
S6、缓冲水箱中含硝酸盐的高浓缩废水和原水箱中废水按比例再次进入短程反硝化反应器，再次循环作业。
优选的，所述厌氧氨氧化反应器的温度控制在25～35℃，pH控制在7.2～8.5，溶解氧浓度控制在0.01～0.3mg/L，水力停留时间控制在13～37.5h。
优选的，所述S2中短程反硝化反应器内COD质量浓度与硝酸盐氮质量浓度比为2.0～3.0，污泥龄为20～50天，溶解氧浓度控制在0.1～0.5mg/L，根据系统反应情况调控原水进入短程反硝化反应器中的水量与从缓冲水箱出水的进水量比，维持反应器中反应平衡。
优选的，所述S3中通过将厌氧氨氧化反应器内亚硝态氮浓度与氨氮质量浓度比为0.9～1.5，污泥龄为30～60天，根据系统反应情况调控原水进入厌氧氨氧化反应器中的水量与从第一中间水箱出水的进水量比，使充分反应消耗废水中的氮素，便于控制原水进入短程反硝化反应器中的水量与从第一中间水箱出水量进行调控。
优选的，所述S4中超滤膜装置的超滤膜的孔径为500～20000道尔顿。
本发明的技术原理为：短程反硝化-厌氧氨氧化耦合双膜法工艺实现对城市生活污水深度脱氮，首先将原水箱中废水与缓冲水箱中上周期回流的硝酸盐废水按比例混合作为短程反硝化反应器进水，通过控制两类废水的进水流量可以进行短程反硝化作用将水中硝酸盐充分转化为亚硝酸盐氮。短程反硝化反应器出水进入厌氧氨氧化反应器脱氮，可以获得良好的氨氮和亚硝酸盐氮去除效果，使废水中总氮率与氨氮率得到有效降低。但由于在厌氧氨氧化过程中会产生硝酸盐氮，为实现深度脱氮，将厌氧氨氧化过程的出水经过超滤膜装置和反渗透膜装置进行过滤浓缩，使过滤后的出水能达到真正的有效脱氮去除，达到排放标准直接用于工业用水。而浓缩液含有高浓度的硝酸盐氮，可回流至反应器作为下一周期的反应原料再次进行脱氮去除，同时还可对整套系统的排水效率进行有效调控。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、先进行短程反硝化反应，不但可以为厌氧氨氧化反应提供足量的亚硝酸盐，还可以充分利用原水中含有的有机物，有利于进一步节能降耗。
2、通过短程反硝化-厌氧氨氧化反应，无需添加外加碳源，即可获得较高的总氮和氨氮的去除效率，节省运行费用并实现高氨氮污水的深度脱氮。
3、生化反应下出水硝酸盐氮含量高的问题一直是急需解决的问题，因此该发明将双膜法加入生物脱氮的后续处理，而由于城市生活污水本身盐浓度有限且为后续处理，所需用的超滤膜及反渗透膜无需用多值膜组件，因此装置造价并不算昂贵，即可解决厌氧氨氧化过程处理后硝酸盐氮含量高的问题，同时可使副产物硝酸盐氮浓度浓缩10-20倍，有效调控按需添加到下周期的系统反应循环中，得到二次去除，真正做到深度脱氮。
4、当实际待处理水流量巨大时，可在系统循环运行中时从厌氧氨氧化反应器出水分流，一部分直接排放，另一部分浓缩再处理，可有效降低排水流量。而浓缩再处理的出水也可达到较高出水质量。
5、控制系统出水一部分排放，有助于防止盐积累问题，平衡稳定这个系统的盐含量情况。
6、超滤和反渗透组合的双膜法工艺的加入可有效去除废水中的部分污染物。超滤可有效去除可能污堵反渗透膜的胶体、细菌、病毒等杂质，延长反渗透膜的清洗周期和寿命，降低总体运行成本；反渗透膜对去除盐离子、硬度、COD等指标有极高的去除作用，从而确保过滤出水的水质。
附图说明
图1为利用本发明提出的短程反硝化-厌氧氨氧化耦合双膜法工艺的水处理装置对城市生活污水深度脱氮的流程图。
图中：1、原水箱；1.1、第一进水泵；1.2、第二进水泵；2、短程反硝化反应器；2.1、第一进水口；2.2、第一排水口；2.3、第一取样口；2.4、第一回流口；2.5、第一排空管；2.6、加热装置；2.7、第一搅拌器；2.8、pH实时监测装置；3、第一中间水箱；4、厌氧氨氧化反应器；4.1、第三进水泵；4.2、第二进水口；4.3、第二排空管；4.4、第二回流口；4.5、第二取样口；4.6、第二排水口；4.7、第三排水口；4.8、三相分离器；4.9、加热装置；4.10、气袋；5、第二中间水箱；5.1、第二污泥回流泵；6、超滤膜装置；6.1、第四进水泵；6.2、第三进水口；6.3、第四排水口；7、反渗透膜装置；7.1、第五进水泵；7.2、第四进水口；7.3、第五排水口；7.4、第三回流口；8、缓冲水箱；8.1、第六进水泵。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
本发明提出短程反硝化-厌氧氨氧化耦合双膜法工艺的城市污水处理装置原水箱1、短程反硝化反应器2、厌氧氨氧化反应器4、超滤膜装置6、反渗透膜装置7和缓冲水箱8；原水箱1用于分别向短程反硝化反应器2和厌氧氨氧化反应器4泵送原废水；短程反硝化反应器2用于对废水进行反硝化处理；厌氧氨氧化反应器4对原废水和经过反硝化处理的水混合后进行脱氮处理；超滤膜装置6、反渗透膜装置7共同对脱氮处理后的废水进行过滤净化分别形成过滤水和废水浓缩液，并将废水浓缩液导入至缓冲水箱8中；缓冲水箱8用于将废水浓缩液泵送至短程反硝化反应器2与原水共同参与下一周期反应。
具体的，短程反硝化反应器2设有第一进水口2.1、第一排水口2.2、第一取样口2.3、第一回流口2.4、第一排空管2.5、加热装置2.6、第一搅拌器2.7和pH实时监测装置2.8；
厌氧氨氧化反应器4设有第三进水泵4.1、第二进水口4.2、第二排空管4.3、第二回流口4.4、第二取样口4.5、第二排水口4.6、第三排水口4.7、三相分离器4.8、加热装置4.9和气袋4.10；
超滤膜装置6设有第四进水泵6.1、第三进水口6.2和第四排水口6.3；反渗透膜装置7设有第五进水泵7.1、第四进水口7.2、第五排水口7.3和第三回流口7.4；
原水箱1通过第一进水泵1.1与短程反硝化反应器2的第一进水口2.1相连，原水箱1通过第二进水泵1.2与厌氧氨氧化反应器4的第二进水口4.2相连；短程反硝化反应器2的第一排水口2.2与第一中间水箱3相连，第一中间水箱3通过第一污泥回流泵3.1与短程反硝化反应器2的第一回流口2.4相连，同时第一中间水箱3的出水端通过第三进水泵4.1与厌氧氨氧化反应器4的第二进水口4.2相连；厌氧氨氧化反应器4的第三排水口4.7与第二中间水箱5相连，第二中间水箱5通过第二污泥回流泵5.1与厌氧氨氧化反应器4的第二回流口4.4相连；超滤膜装置6的第三进水口6.2通过第四进水泵6.1与厌氧氨氧化反应器4的第二排水口4.6、第二中间水箱5的出水端相连，超滤膜装置6的第四排水口6.3通过第五进水泵7.1与反渗透膜装置7的第四进水口7.2相连；反渗透膜装置7的第三回流口7.4与缓冲水箱8相连，反渗透膜装置7的第五排水口7.3与过滤液出水处相连；缓冲水箱8通过第六进水泵8.1与短程反硝化反应器2的第一进水口2.1相连。
另外，厌氧氨氧化反应器4的第二排水口4.6与第二中间水箱5出水口汇合并通过分流阀与排放处相连，直接排放一部分污水，避免盐积累。
短程反硝化反应器2为载有短程反硝化污泥的SBR反应器，有效容积为5L，每周期3h，排水比为80％。厌氧氨氧化反应器4为载有厌氧氨氧化颗粒污泥的UASB反应器，有效容积为4L。
另外，本发明对利用上述装置对低碳氮比城市生活污水深度脱氮的方法具有不同的实施方式进行逐一列举。
实施例一
利用上述装置对低碳氮比城市生活污水深度脱氮的方法步骤如下：
S1、向短程反硝化反应器2中投入浓度为1.0g/L的短程反硝化污泥，向厌氧氨氧化反应器4中投入浓度为15g/L的厌氧氨氧化颗粒污泥；
S2、将原水箱1和缓冲水箱8中废水按比例泵入短程反硝化反应器2中，保持短程反硝化反应器2中COD质量浓度与硝酸盐氮质量浓度比为2.0，溶解氧浓度控制在0.1mg/L，打开第一搅拌器2.7，缺氧搅拌5min后，关闭第一搅拌器2.7，沉淀10min后将上清液排入第一中间水箱3，第一中间水箱3沉淀的污泥通过第一污泥回流泵3.1返回至短程反硝化反应器2中，短程反硝化反应器2中污泥龄为20天；
S3、将第一中间水箱3和原水箱1中废水泵入厌氧氨氧化反应器4内，并保持亚硝态氮浓度与氨氮质量浓度比为0.9，厌氧氨氧化反应器4的温度控制在25℃，pH控制在7.2，水力停留时间控制在13h，调节各自进水泵流速，短程反硝化出水和原水流速分别为0.6L/h和0.4L/h，使亚硝酸盐氮与氨氮充分反应，经过三相分离器4.8分离，产生的气体进入至气袋4.10，出水通过第二排水口4.6排出，被水冲刷上来的污泥通过第三排水口4.7进入第二中间水箱5，沉淀出来的污泥通过第二污泥回流泵5.1返回至厌氧氨氧化反应器4中，出水则排出与第二排水口4.6出水汇流，厌氧氨氧化反应器4中污泥龄为30天；
S4、从厌氧氨氧化反应器4流出的处理水通过分流阀一部分直接排放，另一部分引入双膜装置区域，通过第四进水泵6.1泵入超滤膜装置6进行一次过滤处理，超滤膜装置6的超滤膜的孔径为500道尔顿，过滤液进入反渗透膜装置7；
S5、反渗透膜装置7的出水通过第五进水泵7.1泵入至反渗透膜装置7进行二次过滤，浓缩液回流进入缓冲水箱8，过滤液出水符合标准；
S6、缓冲水箱8中含硝酸盐的高浓缩废水和原水箱1中废水按比例再次进入短程反硝化反应器2，再次循环作业。
实施例二
利用上述装置对低碳氮比城市生活污水深度脱氮的方法步骤如下：
S1、向短程反硝化反应器2中投入浓度为2.0g/L的短程反硝化污泥，向厌氧氨氧化反应器4中投入浓度为20g/L的厌氧氨氧化颗粒污泥；
S2、将原水箱1和缓冲水箱8中废水按比例泵入短程反硝化反应器2中，保持短程反硝化反应器2中COD质量浓度与硝酸盐氮质量浓度比为2.5，溶解氧浓度控制在0.3mg/L，打开第一搅拌器2.7，缺氧搅拌20min后，关闭第一搅拌器2.7，沉淀30min后将上清液排入第一中间水箱3，第一中间水箱3沉淀的污泥通过第一污泥回流泵3.1返回至短程反硝化反应器2中，短程反硝化反应器2中污泥龄为30天；
S3、将第一中间水箱3和原水箱1中废水泵入厌氧氨氧化反应器4内，并保持亚硝态氮浓度与氨氮质量浓度比为1.2，厌氧氨氧化反应器4的温度控制在30℃，pH控制在8，水力停留时间控制在20h，调节各自进水泵流速，短程反硝化出水和原水流速分别为0.6L/h和0.4L/h，使亚硝酸盐氮与氨氮充分反应，经过三相分离器4.8分离，产生的气体进入至气袋4.10，出水通过第二排水口4.6排出，被水冲刷上来的污泥通过第三排水口4.7进入第二中间水箱5，沉淀出来的污泥通过第二污泥回流泵5.1返回至厌氧氨氧化反应器4中，出水则排出与第二排水口4.6出水汇流，厌氧氨氧化反应器4中污泥龄为50天；
S4、从厌氧氨氧化反应器4流出的处理水通过分流阀一部分直接排放，另一部分引入双膜装置区域，通过第四进水泵6.1泵入超滤膜装置6进行一次过滤处理，超滤膜装置6的超滤膜的孔径为10000道尔顿，过滤液进入反渗透膜装置7；
S5、反渗透膜装置7的出水通过第五进水泵7.1泵入至反渗透膜装置7进行二次过滤，浓缩液回流进入缓冲水箱8，过滤液出水符合标准；
S6、缓冲水箱8中含硝酸盐的高浓缩废水和原水箱1中废水按比例再次进入短程反硝化反应器2，再次循环作业。
实施例三
利用上述装置对低碳氮比城市生活污水深度脱氮的方法步骤如下：
S1、向短程反硝化反应器2中投入浓度为3g/L的短程反硝化污泥，向厌氧氨氧化反应器4中投入浓度为25g/L的厌氧氨氧化颗粒污泥；
S2、将原水箱1和缓冲水箱8中废水按比例泵入短程反硝化反应器2中，保持短程反硝化反应器2中COD质量浓度与硝酸盐氮质量浓度比为3.0，溶解氧浓度控制在0.5mg/L，打开第一搅拌器2.7，缺氧搅拌30min后，关闭第一搅拌器2.7，沉淀40min后将上清液排入第一中间水箱3，第一中间水箱3沉淀的污泥通过第一污泥回流泵3.1返回至短程反硝化反应器2中，短程反硝化反应器2中污泥龄为50天；
S3、将第一中间水箱3和原水箱1中废水泵入厌氧氨氧化反应器4内，并保持亚硝态氮浓度与氨氮质量浓度比为1.5，厌氧氨氧化反应器4的温度控制在35℃，pH控制在8，水力停留时间控制在37.5h，调节各自进水泵流速，短程反硝化出水和原水流速分别为0.6L/h和0.4L/h，使亚硝酸盐氮与氨氮充分反应，经过三相分离器4.8分离，产生的气体进入至气袋4.10，出水通过第二排水口4.6排出，被水冲刷上来的污泥通过第三排水口4.7进入第二中间水箱5，沉淀出来的污泥通过第二污泥回流泵5.1返回至厌氧氨氧化反应器4中，出水则排出与第二排水口4.6出水汇流，厌氧氨氧化反应器4中污泥龄为60天；
S4、从厌氧氨氧化反应器4流出的处理水通过分流阀一部分直接排放，另一部分引入双膜装置区域，通过第四进水泵6.1泵入超滤膜装置6进行一次过滤处理，超滤膜装置6的超滤膜的孔径为20000道尔顿，过滤液进入反渗透膜装置7；
S5、反渗透膜装置7的出水通过第五进水泵7.1泵入至反渗透膜装置7进行二次过滤，浓缩液回流进入缓冲水箱8，过滤液出水符合标准；
S6、缓冲水箱8中含硝酸盐的高浓缩废水和原水箱1中废水按比例再次进入短程反硝化反应器2，再次循环作业。
本发明中还采用模拟城市生活污水进行实验来验证水处理效果，试验用水中平均氨氮浓度为85±18mg/L，COD平均浓度为235±60mg/L。试验中短程反硝化反应器2为SBR反应器，有效容积为5L，每周期3h，排水比为80％；厌氧氨氧化反应器4采用升流式厌氧污泥床反应器(UASB)有效容积为4L。
具体的试验操作过程如下：
1)分别将短程反硝化污泥和厌氧氨氧化颗粒污泥投加至短程反硝化反应器2和厌氧氨氧化反应器4中，投加后各反应器混合液污泥浓度分别为1.5g/L和15.1g/L；
2)将原水箱1内废水泵入短程反硝化反应器2，同时将上一阶段回流到缓冲水箱8中的硝酸盐浓液泵入反应器中，使混合后反应器内COD质量浓度与硝酸盐氮质量浓度比为3.0，缺氧搅拌15min，沉淀30min后将上清液排入第一中间水箱3；
3)将短程反硝化反应器2出水和原水泵入厌氧氨氧化反应器4，短程反硝化出水和原水流速分别为0.6L/h和0.4L/h；
4)厌氧氨氧化反应器4内废水由第三排水口4.7排入第二中间水箱5沉淀，上清液出水与厌氧氨氧化反应器4第二排水口4.6出水汇合，其流速为2.9L/h；
5)汇合的出水经分流阀先按1:1控制分流，一部分直接排放，另一部分进入双膜装置；
6)将这部分废水以1.45L/h的流速先后泵入超滤膜装置6和反渗透装置7进行深度过滤，过滤液收集进行检测，浓缩液回流至缓冲水箱8，参与下一阶段反应。
7)后期对原水及系统内的含盐量进行测定，根据含盐情况对排放出水量进行调控，以恒定系统内盐浓度。
连续试验结果表明：短程反硝化-厌氧氨氧化耦合双膜法工艺在室温下运行(20～30℃)，进水氨氮浓度为85±18mg/L，短程反硝化反应器污泥龄为35天时，稳定运行3个月的结果表明：系统按过滤液出水计算总氮平均浓度小于6.3±1.3mg/L，硝酸盐氮平均浓度5.7±0.9mg/L，平均总氮去除率为92.6％，出水水质达到国家一级A标准甚至满足部分地方标准，实现了城市污水的深度脱氮。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.短程反硝化-厌氧氨氧化耦合双膜法工艺的城市污水处理装置，其特征在于，包括原水箱(1)、短程反硝化反应器(2)、厌氧氨氧化反应器(4)、超滤膜装置(6)、反渗透膜装置(7)和缓冲水箱(8)；
所述原水箱(1)用于分别向所述短程反硝化反应器(2)和所述厌氧氨氧化反应器(4)泵送原废水；
所述短程反硝化反应器(2)用于对废水进行反硝化处理；
所述厌氧氨氧化反应器(4)对原废水和经过反硝化处理的水混合后进行脱氮处理；
所述超滤膜装置(6)、反渗透膜装置(7)共同对脱氮处理后的废水进行过滤净化分别形成过滤水和废水浓缩液，并将废水浓缩液导入至缓冲水箱(8)中；
所述缓冲水箱(8)用于将废水浓缩液泵送至短程反硝化反应器(2)与原水共同参与下一周期反应。
2.根据权利要求1所述的短程反硝化-厌氧氨氧化耦合双膜法工艺的城市污水处理装置，其特征在于，所述短程反硝化反应器(2)设有第一进水口(2.1)、第一排水口(2.2)、第一取样口(2.3)、第一回流口(2.4)、第一排空管(2.5)、加热装置(2.6)、第一搅拌器(2.7)和pH实时监测装置(2.8)；
所述厌氧氨氧化反应器(4)设有第三进水泵(4.1)、第二进水口(4.2)、第二排空管(4.3)、第二回流口(4.4)、第二取样口(4.5)、第二排水口(4.6)、第三排水口(4.7)、三相分离器(4.8)、加热装置(4.9)和气袋(4.10)；
所述超滤膜装置(6)设有第四进水泵(6.1)、第三进水口(6.2)和第四排水口(6.3)；所述反渗透膜装置(7)设有第五进水泵(7.1)、第四进水口(7.2)、第五排水口(7.3)和第三回流口(7.4)；
所述原水箱(1)通过第一进水泵(1.1)与短程反硝化反应器(2)的第一进水口(2.1)相连，所述原水箱(1)通过第二进水泵(1.2)与厌氧氨氧化反应器(4)的第二进水口(4.2)相连；所述短程反硝化反应器(2)的第一排水口(2.2)与第一中间水箱(3)相连，所述第一中间水箱(3)通过第一污泥回流泵(3.1)与所述短程反硝化反应器(2)的第一回流口(2.4)相连，同时所述第一中间水箱(3)的出水端通过第三进水泵(4.1)与厌氧氨氧化反应器(4)的第二进水口(4.2)相连；所述厌氧氨氧化反应器(4)的第三排水口(4.7)与第二中间水箱(5)相连，所述第二中间水箱(5)通过第二污泥回流泵(5.1)与厌氧氨氧化反应器(4)的第二回流口(4.4)相连；所述超滤膜装置(6)的第三进水口(6.2)通过第四进水泵(6.1)与厌氧氨氧化反应器(4)的第二排水口(4.6)、第二中间水箱(5)的出水端相连，所述超滤膜装置(6)的第四排水口(6.3)通过第五进水泵(7.1)与反渗透膜装置(7)的第四进水口(7.2)相连；所述反渗透膜装置(7)的第三回流口(7.4)与缓冲水箱(8)相连，所述反渗透膜装置(7)的第五排水口(7.3)与过滤液出水处相连；所述缓冲水箱(8)通过第六进水泵(8.1)与短程反硝化反应器(2)的第一进水口(2.1)相连。
3.根据权利要求2所述的短程反硝化-厌氧氨氧化耦合双膜法工艺的城市污水处理装置，其特征在于，所述厌氧氨氧化反应器(4)的第二排水口(4.6)与第二中间水箱(5)出水口汇合并通过分流阀与排放处相连。
4.根据权利要求1所述的短程反硝化-厌氧氨氧化耦合双膜法工艺的城市污水处理装置，其特征在于，所述短程反硝化反应器(2)为载有短程反硝化污泥的SBR反应器，所述厌氧氨氧化反应器(4)为载有厌氧氨氧化颗粒污泥的UASB反应器。
5.利用权利要求1-4任一所述的短程反硝化-厌氧氨氧化耦合双膜法工艺的城市污水处理装置对低碳氮比城市生活污水深度脱氮的方法，其特征在于，方法步骤如下：
S1、向短程反硝化反应器(2)中投入浓度为1.0～3.0g/L的短程反硝化污泥，向厌氧氨氧化反应器(4)中投入浓度为15.0～25.0g/L的厌氧氨氧化颗粒污泥；
S2、将原水箱(1)和缓冲水箱(8)中废水按比例泵入短程反硝化反应器(2)，控制温度，打开第一搅拌器(2.7)，缺氧搅拌5～30min后，关闭第一搅拌器(2.7)，沉淀10～40min后将上清液排入第一中间水箱(3)，第一中间水箱(3)沉淀的污泥通过第一污泥回流泵(3.1)返回至短程反硝化反应器(2)中；
S3、将第一中间水箱(3)和原水箱(1)中废水泵入厌氧氨氧化反应器(4)内，调节各自进水泵流速，按比例进水，使亚硝酸盐氮与氨氮充分反应，经过三相分离器(4.8)分离，产生的气体进入至气袋(4.10)，出水通过第二排水口(4.6)排出，被水冲刷上来的污泥通过第三排水口(4.7)进入第二中间水箱(5)，沉淀出来的污泥通过第二污泥回流泵(5.1)返回至厌氧氨氧化反应器(4)中，出水则排出与第二排水口(4.6)出水汇流；
S4、从厌氧氨氧化反应器(4)流出的处理水通过分流阀一部分直接排放，另一部分引入双膜装置区域，通过第四进水泵(6.1)泵入超滤膜装置(6)进行一次过滤处理，过滤液进入反渗透膜装置(7)；
S5、反渗透膜装置(7)的出水通过第五进水泵(7.1)泵入至反渗透膜装置(7)进行二次过滤，浓缩液回流进入缓冲水箱(8)，过滤液出水符合标准；
S6、缓冲水箱(8)中含硝酸盐的高浓缩废水和原水箱(1)中废水按比例再次进入短程反硝化反应器(2)，再次循环作业。
6.根据权利要求5所述的利用短程反硝化-厌氧氨氧化耦合双膜法工艺的城市污水处理装置对低碳氮比城市生活污水深度脱氮的方法，其特征在于，所述厌氧氨氧化反应器(4)的温度控制在25～35℃，pH控制在7.2～8.5，水力停留时间控制在13～37.5h。
7.根据权利要求5所述的利用短程反硝化-厌氧氨氧化耦合双膜法工艺的城市污水处理装置对低碳氮比城市生活污水深度脱氮的方法，其特征在于，所述S2中短程反硝化反应器(2)内COD质量浓度与硝酸盐氮质量浓度比为2.0～3.0，污泥龄为20～50天，溶解氧浓度控制在0.1～0.5mg/L。
8.根据权利要求5所述的利用短程反硝化-厌氧氨氧化耦合双膜法工艺的城市污水处理装置对低碳氮比城市生活污水深度脱氮的方法，其特征在于，所述S3中厌氧氨氧化反应器(4)内亚硝态氮浓度与氨氮质量浓度比为0.9～1.5，污泥龄为30～60天。
9.根据权利要求5所述的利用短程反硝化-厌氧氨氧化耦合双膜法工艺的城市污水处理装置对低碳氮比城市生活污水深度脱氮的方法，其特征在于，所述S4中超滤膜装置(6)的超滤膜的孔径为500～20000道尔顿。
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