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申请/专利权人：北京工业大学

摘要：分段投加污泥发酵混合物强化一体化SPNAD系统深度脱氮的方法与装置，属于城市污水处理以及污泥生化处理领域。装置包括原水水箱、SPNAD‑SBR反应器、污泥发酵罐。发酵混合物随生活污水进入SPNAD‑SBR反应器的厌氧段储存内碳源，在好氧段利用发酵混合物对硝化细菌的抑制不同完成部分短程硝化；剩余氨氮和产生的亚硝在缺氧段A1利用厌氧氨氧化作用去除并生成副产物硝态氮；后在缺氧段A2再次投加发酵混合物，一方面硝态氮利用碳源反硝化脱氮，另一方面，短程反硝化生成的亚硝和发酵混合物中新引进的氨氮发生厌氧氨氧化脱氮。本发明充分利用污泥发酵混合物中的有机碳源以及对硝化细菌不同的抑制作用，有利于实现污泥的资源化，实现低碳氮比城市污水的深度脱氮。

主权项：1.分段投加污泥发酵混合物强化一体化SPNAD系统深度脱氮的方法，其特征在于，该方法所用装置包括剩余污泥储存罐（1.1）中的剩余污泥通过第一蠕动泵（1.2）泵入剩余污泥碱性发酵罐（1），剩余污泥碱性发酵罐（1）内安装第一搅拌器（1.3）、第一pH控制器（1.4）、第一温度控制装置（1.5）；氢氧化钠储存罐（1.6）与第一pH控制器（1.4）相连，第一pH控制器（1.4）通过检测剩余污泥碱性发酵罐（1）内的pH，控制氢氧化钠储存罐（1.6）配制的氢氧化钠溶液通过进药泵（1.7）泵入剩余污泥碱性发酵罐（1）；剩余污泥碱性发酵罐（1）的产物排至发酵混合物储存罐（1.8），发酵混合物储存罐（1.8）通过第三蠕动泵（2.4）与SPNAD-SBR反应器（2）连接；生活污水水箱（2.1）通过第二蠕动泵（2.2）与SPNAD-SBR（2）连接；SPNAD-SBR（2）中安装了第二搅拌器（2.3）、固定式厌氧氨氧化填料（2.6）、第二pH控制器（2.7）、第一溶解氧控制器（2.8）；SPNAD-SBR（2）中的曝气头与空压机（2.5）相连，空压机（2.5）为反应器提供氧气；出水箱（2.9）与SPNAD-SBR（2）相连；具体包括以下步骤：（1）污泥发酵系统启动阶段：剩余污泥碱性发酵罐（1）为半连续反应器，取污水处理厂二沉池的剩余污泥作为接种污泥，污泥浓度控制在10000~12000mgL，污泥停留时间设置在6~14d，温度控制在25~35℃，控制pH为9~10；根据污泥龄每天排出剩余污泥发酵混合物至发酵混合物储存罐（1.8）并加入等体积新鲜的剩余污泥至剩余污泥碱性发酵罐1，其中发酵混合物的浓度在8000～10000mgL；当SCOD溶解性化学需氧量达到3000±100mgL并稳定10d以上且SCFAs短链脂肪酸达到1000±50mgCODL并稳定10d以上，则认为剩余污泥碱性发酵罐（1）启动成功，后续系统将继续控制污泥浓度10000~12000mgL，污泥停留时间6~14d，温度25~35℃，pH为9~10运行；（2）部分短程硝化的实现：以全程硝化污泥作为接种污泥注入SPNAD-SBR（2）中，AO厌氧-好氧运行，污泥浓度控制在2000~4000mgL；以实际城市生活污水作为进水注入生活污水水箱（2.1），通过第二蠕动泵（2.2）泵入SPNAD-SBR（2），同时污泥发酵混合物通过第三蠕动泵（2.4）泵入SPNAD-SBR（2）；设定进水量为反应器有效容积的13~23，污泥发酵混合物的投加量为进水体积的130~120，发酵混合物的浓度在8000～10000mgL；通过第一溶解氧控制器维持好氧段溶解氧DO在0.5~1mgL；每天运行2~4个周期，排水比维持在13~23，污泥龄控制在4~10d；每个周期包括进水和进污泥发酵混合物0.25h、厌氧搅拌1~3h、曝气1~3h、沉淀1~2h、出水0.25h；当出水亚硝和氨氮的质量浓度比在1.3~1.5范围且稳定维持10d以上时认为部分短程硝化启动成功；（3）厌氧氨氧化的实现：接种固定式厌氧氨氧化填料（2.6）于已实现部分短程硝化并稳定运行的SPNAD-SBR（2），填料填充比为20％-80％，系统由AO厌氧-好氧运行转变为AOA厌氧-好氧-缺氧运行，即在部分短程硝化的基础上增加了一个缺氧段A；每个周期包括进水和进污泥发酵混合物0.25h、厌氧搅拌1~3h、曝气1~3h、缺氧搅拌2~4h、沉淀1~2h、出水0.25h；其中通过第一溶解氧控制器维持好氧段溶解氧在0.5~1mgL；当出水亚硝、氨氮浓度都低于1mgL且稳定维持10d以上时认为厌氧氨氧化阶段启动成功；（4）SPNAD-SBR反应器的实现：接种反硝化污泥于已实现部分短程硝化厌氧氨氧化并稳定运行的SPNAD-SBR（2），由AOA厌氧-好氧-缺氧运行转变为AOA1A2厌氧-好氧-缺氧1-缺氧2运行；通过第一溶解氧控制器维持好氧段溶解氧DO在0.5~1mgL；污泥浓度控制在2000~4000mgL，在第二个缺氧段A2开始前投加污泥发酵混合物，投加量为进水体积的130~120，污泥发酵混合物的浓度为8000～10000mgL，污泥龄控制在4~10d，在厌氧氨氧化实现的基础上延长缺氧段1~3h；每个周期包括进水和进污泥发酵混合物0.25h、厌氧搅拌1~3h、曝气1~3h、缺氧1搅拌2~4h、缺氧2搅拌1～3h、沉淀1~2h、出水0.25h；当出水硝态氮浓度降至0.5~1mgL，总氮去除率高于90%且稳定维持10d以上时认为SPNAD-SBR反应器实现并稳定，后续反应器将继续维持AOA1A2模式，控制好氧段溶解氧DO为0.5～1mgL，污泥浓度2000~4000mgL，污泥龄4~10d运行。

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