一种基于改良奥贝尔氧化沟同步硝化反硝化耦合厌氧氨氧化工艺的高氨氮城市污水脱氮方法与流程

本发明涉及污水生物处理，尤其涉及一种基于改良奥贝尔氧化沟同步硝化反硝化耦合厌氧氨氧化工艺的高氨氮城市污水脱氮方法。

背景技术：

1、orbal氧化沟，也称同心圆型氧化沟，通常由三个同心椭圆形沟道组成。污水首先进入外沟道，并于回流污泥混合，然后依次进入中沟道、内沟道，在各个沟道内循环后，经过中心岛的出水堰流出进入二沉池。传统设计在各个沟道内安装不同数量的转碟曝气机，既供氧又具有强烈的推流作用，控制外、中、内三个沟道的溶解氧浓度为0.3 mg/l以下，0.5~1.5 mg/l、2 mg/l以上。通过控制曝气强度，形成中沟同步硝化反硝化过程。但现有的orbal氧化沟存在转碟曝气机充氧能力弱，能耗高的问题，对传统氧化沟曝气方式进行改良，采用底部微孔曝气，形成改良奥贝尔氧化沟工艺，进一步提高曝气充氧效率。实际运营过程中，外沟、内沟曝气充氧浓度不易控制，容易出现曝气对缺氧区的穿透干扰，很难形成好氧-缺氧交替运行环境，反硝化过程不稳定，又由于氧化沟不设内回流，导致总氮去除效率低，出水总氮不稳定。

2、orbal氧化沟采用传统硝化反硝化工艺进行脱氮，是高c/n污水的理想处理工艺，当污水c/n较低时，尤其在冬季气温较低的环境下，反硝化功能受到严重抑制，导致出水总氮超标的问题，只能投加大量碳源才可维持稳定的反硝化脱氮效果，增加运行成本。

3、厌氧氨氧化工艺是在低氧环境下，以氨氮为电子供体，以硝酸盐或亚硝酸盐为电子受体，将氨氮转化为氮气，从而达到脱氮的效果，此工艺无需外加碳源，仅适用于低c/n污水的脱氮要求，当c/n比较高时，厌氧氨氧化过程受到限制，不能有效解决水质波动的影响。

4、综上，现有改良奥贝尔氧化沟脱氮方法存在脱氮路径单一、总氮去除不稳定、低c/n 进水碳源投加成本高的问题。单独厌氧氨氧化工艺又无法适配高 c/n 污水，二者均不能兼顾高低 c/n 波动的高氨氮城市污水稳定脱氮需求，存在明显技术局限性，亟需一种有效的改良脱氮工艺。

技术实现思路

1、为克服现有技术中存在的上述缺陷，本发明提供了一种基于改良奥贝尔氧化沟同步硝化反硝化耦合厌氧氨氧化工艺的高氨氮城市污水脱氮方法，通过调控奥贝尔氧化沟的运营模式将同步硝化反硝化、厌氧氨氧化与全程反硝化进行耦合，解决传统奥贝尔氧化沟反硝化脱氮不稳定，总氮去除效率低的问题；通过优化不同c/n条件下的工艺路线，有效解决水质波动的影响，保证出水氨氮及总氮稳定达标；同时，极大提高自养脱氮效率，尤其针对c/n＜4的城市污水脱氮要求，有效降低外加碳源的投加量，进一步降低污水处理厂药剂成本，促进同步硝化反硝化和厌氧氨氧化工艺在污水处理项目上的推广应用。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种基于改良奥贝尔氧化沟同步硝化反硝化耦合厌氧氨氧化工艺的高氨氮城市污水脱氮的方法，具体包括如下步骤：

4、s1、城市污水分别进入外沟 (1)、内沟 (3)，好氧池 (4) 硝化液经硝化液内回流管道 (6) 回流至外沟 (1)；开启外沟推流器 (9)，外沟 (1) 中进行反硝化；

5、s2、外沟 (1) 出水进入中沟 (2)，开启中沟推流器 (10) 与中沟曝气器 (12)；

6、s3、中沟 (2) 出水进入内沟 (3)，分流原水同步进入内沟 (3)，开启内沟推流器(11) 与内沟曝气器 (13)，调控内沟 (3) do；

7、s4、内沟 (3) 出水进入好氧池 (4)，开启好氧池曝气器 (14)；

8、s5、在二沉池 (5) 完成泥水分离，污泥经污泥回流管道 (7) 回流至外沟 (1)，剩余污泥通过剩余污泥排放管 (15) 外运至污泥处理方法。

9、一些实施例中，所述的高氨氮城市污水脱氮方法，溶解氧控制参数：所述外沟 (1)do≤0.2mg/l，所述中沟 (2) do 为 0.8~2.5mg/l，所述内沟 (3) do 为 0.3~0.8mg/l，所述好氧池 (4) do 为 2~3mg/l。

10、一些实施例中，所述的高氨氮城市污水脱氮方法，根据进水污水 c/n 比值差异化分配进水流量：

11、当污水 c/n＜4 时，外沟 (1) 进水分配比 50%~90%，内沟 (3) 进水分配比 10%~50%，并通过外碳源投加管 (8) 投加碳源，控制体系 c/n＜5；

12、当污水 c/n＞4 时，外沟 (1) 进水分配比 100%，内沟 (3) 进水分配比 0%，停止投加外碳源。

13、本发明还提供一种所述的高氨氮城市污水脱氮方法，其特征在于，当进水污水 c/n＜4 时，包含如下步骤：

14、s1、分水投碳：城市污水按 50%~90%、10%~50% 比例分别进入外沟 (1)、内沟 (3)，好氧池 (4) 硝化液经硝化液内回流管道 (6) 回流至外沟 (1)，通过外碳源投加管 (8)向外沟 (1) 投加外碳源使体系 c/n＜5；开启外沟推流器 (9)，外沟 (1) do 控制 0.2mg/l 以下，反硝化细菌完成全程反硝化脱氮生成氮气；

15、s2、中沟硝化：外沟 (1) 出水进入中沟 (2)，开启中沟推流器 (10) 与中沟曝气器 (12)，调控中沟 (2) do 完成好氧硝化反应；

16、s3、内沟短程反硝化耦合厌氧氨氧化：中沟 (2) 出水进入内沟 (3)，分流原水同步进入内沟 (3)，开启内沟推流器 (11) ，调控内沟 (3) do，依靠原水有机物发生短程反硝化生成亚硝酸盐，亚硝酸盐与进水氨氮在厌氧氨氧化菌作用下生成氮气；

17、s4、好氧池深度氧化：内沟 (3) 出水进入好氧池 (4)，开启好氧池曝气器 (14)，控制 do 2~3mg/l，硝化菌氧化残余氨氮、异养菌氧化残余有机物；好氧池 (4) 硝化液持续经硝化液内回流管道 (6) 回流至外沟 (1)，高 do 出水进入二沉池 (5)，避免二沉池 (5)污泥缺氧上浮；

18、s5、泥水分离污泥回流：好氧池 (4) 出水进入二沉池 (5) 完成泥水分离，沉淀污泥经污泥回流管道 (7) 回流至外沟 (1)，剩余污泥通过剩余污泥排放管 (15) 排入污泥处理系统。

19、一些实施例中，所述的高氨氮城市污水脱氮方法，污水 c/n＜4 工况下，中沟 (2)do 控制 1.5~2.5mg/l，内沟 (3) do 控制 0.3~0.5mg/l，硝化液内回流比 200%~300%。

20、一些实施例中，所述的高氨氮城市污水脱氮方法，当进水污水 c/n＞4 时，包含如下步骤：

21、t1、外沟全程反硝化：全部城市污水单独进入外沟 (1)，不通过外碳源投加管 (8)投加外碳源；好氧池 (4) 硝化液经硝化液内回流管道 (6) 回流至外沟 (1)，开启外沟推流器 (9)，外沟 (1) do 控制 0.2mg/l 以下，完成全程反硝化脱氮；

22、t2、中沟同步硝化反硝化：外沟 (1) 出水进入中沟 (2)，开启中沟推流器 (10)与中沟曝气器 (12)，调控中沟 (2) do，同步发生硝化反应与反硝化反应，同步消耗污水内源有机物；

23、t3、内沟短程硝化耦合厌氧氨氧化：中沟 (2) 出水进入内沟 (3)，开启内沟推流器 (11) 与内沟曝气器 (13)，调控内沟 (3) do，氨氧化菌发生短程硝化生成亚硝酸盐，亚硝酸盐与污水氨氮经厌氧氨氧化反应生成氮气；

24、t4、好氧池深度氧化：内沟 (3) 出水进入好氧池 (4)，开启好氧池曝气器 (14)，控制 do 2~3mg/l，彻底氧化残余氨氮与 cod；所述硝化液经硝化液内回流管道 (6) 回流至外沟 (1)，高 do 出水送入二沉池 (5)；

25、t5、泥水分离污泥回流：二沉池 (5) 完成泥水分离，污泥经污泥回流管道 (7) 回流至外沟 (1)，剩余污泥通过剩余污泥排放管 (15) 外运至污泥处理系统。

26、一些实施例中，所述的高氨氮城市污水脱氮方法，污水 c/n＞4 工况下，中沟 (2)do 控制 0.8~1.5mg/l，内沟 (3) do 控制 0.5~0.8mg/l。

27、一些实施例中，所述的高氨氮城市污水脱氮方法，所述硝化液内回流比 200%~300%。

28、一些实施例中，所述的高氨氮城市污水脱氮方法，运行过程中外沟推流器 (9)、中沟推流器 (10)、内沟推流器 (11) 维持外沟 (1)、中沟 (2)、内沟 (3) 内循环流态。

29、一些实施例中，所述的高氨氮城市污水脱氮方法，中沟 (2)、内沟 (3) 配套的智能曝气方法实时采集溶解氧数据，自动调节中沟曝气器 (12)、内沟曝气器 (13) 的曝气风量。

30、另一方面：

31、一种基于改良奥贝尔氧化沟同步硝化反硝化耦合厌氧氨氧化工艺的高氨氮城市污水脱氮方法及方法，包括以下步骤：

32、当污水c/n＜4时，将氧化沟外沟及内沟的污水分配比依次为50%~90%、10%~50%，污水通过氧化沟进水管50~90%分别进入外沟及内沟，好氧池硝化液内回流至外沟，外沟反硝化细菌进行全程反硝化产生氮气；

33、外沟出水进入中沟，通过调整中沟do利用硝化菌进行好氧硝化反应；

34、中沟出水进入内沟，按氧化沟外沟及内沟的污水分配比依次为100%、0%，的原水进入内沟，通过调整内沟do进行短程反硝化厌氧氨氧化反应，利用原水有机物进行短程反硝化产生亚硝酸盐，亚硝酸盐与原水的氨氮被厌氧氨氧化菌作用产生氮气；

35、内沟出水进入好氧池，通过硝化细菌和有机物氧化细菌分别氧化氨氮和有机物，保证出水氨氮及cod稳定达标，同时保证二沉池进水do浓度，避免二沉池缺氧进行反硝化作用导致污泥上浮，好氧池硝化液内回流至外沟；

36、好氧池出水进入二沉池，进行泥水分离，回流污泥通过污泥外回流管进入奥贝尔氧化沟外沟，剩余污泥排至污泥处理系统方法。

37、与现有技术相比，本发明包括如下有益效果：

38、（1）本发明提供一种基于改良奥贝尔氧化沟同步硝化反硝化耦合厌氧氨氧化工艺的高氨氮城市污水脱氮方法，通过调控奥贝尔氧化沟的运营模式将同步硝化反硝化、厌氧氨氧化与全程反硝化进行耦合，通过增加硝化液内回流反硝化脱氮功能、自养脱氮功能等，解决传统奥贝尔氧化沟反硝化脱氮不稳定，总氮去除效率低的问题。

39、（2）本发明所提供的一种基于改良奥贝尔氧化沟同步硝化反硝化耦合厌氧氨氧化工艺的高氨氮城市污水脱氮方法, 通过调控奥贝尔氧化沟的运营模式将同步硝化反硝化、厌氧氨氧化与全程反硝化进行耦合，优化不同c/n条件下的工艺路线，有效解决水质波动的影响。

40、（3）本发明所提供一种基于改良奥贝尔氧化沟同步硝化反硝化耦合厌氧氨氧化工艺的高氨氮城市污水脱氮方法，通过调控奥贝尔氧化沟的运营模式将同步硝化反硝化、厌氧氨氧化与全程反硝化进行耦合，尤其针对c/n＜4的城市污水脱氮要求，有效解决传统需投加大量碳源才可维持稳定的反硝化脱氮效果的问题，通过提高自养脱氮效率，有效降低外加碳源的投加量，进一步降低污水处理厂药剂成本，促进同步硝化反硝化和厌氧氨氧化工艺在污水处理项目上的推广应用。