本發(fā)明涉及一種利用污泥發(fā)酵液提供電子供體進行低C/N污水深度脫氮的裝置及方法，屬于污水生化處理及污泥減量技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
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目前，我國城市污水處理廠普遍存在兩個難題：第一、城市污水的C/N較低，在進行生物脫氮時，污水中原有的碳源不能滿足脫氮要求，這迫使污水處理廠不得不購買外加的碳源，如甲醇等，這直接增加了污水處理廠的費用。如何以最低的代價提高脫氮率是低C/N污水生物脫氮面臨的主要問題，而尋找合適的外加碳源成為目前關(guān)注的熱點。第二、當前我國污水處理廠主要以活性污泥法脫氮除磷為主，微生物不斷進行新陳代謝和世代繁衍，導(dǎo)致污水處理廠剩余污泥不斷增多。剩余污泥具有“雙面性”：如果不能合理利用剩余污泥，污水處理廠每處理萬噸廢水,污泥的產(chǎn)生量(干重)為0.3～3.0t，所以污泥量逐年增多，高額的污泥處置費用將會成為城市污水廠的負擔。同時，污泥中未穩(wěn)定的污泥中含有易降解有機物、惡臭物質(zhì)、病原體等，易使污泥在運輸和處置環(huán)節(jié)過程中污染物進一步擴散，造成二次污染；由于污水中的污染物轉(zhuǎn)移到微生物體內(nèi)，因此剩余污泥是“濃縮的資源”，含有有機質(zhì)成分、氮元素、磷元素等。如果能充分開發(fā)污泥內(nèi)碳源、本身的電子供體等，將會節(jié)約污水處理廠的運行費用，降低污水處理成本。

在實際污水處理廠中，一半以上的污水處理廠設(shè)置了污泥濃縮池和消化池，以求達到污泥減量的效果。本發(fā)明則從“資源化”入手，利用污泥水解酸化產(chǎn)生的溶解性有機物為低C/N污水提供碳源的同時，將剩余污泥中的氮素作為電子供體參與到厭氧氨氧化中，節(jié)省曝氣量和碳源投加，為實際污水處理廠污泥的處理處置進一步發(fā)展提供了參考。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的在于解決城市污水生物脫氮過程電子供體不足、活性污泥法剩余污泥處理處置的問題，提出了一種利用污泥發(fā)酵液提供電子供體進行低C/N污水深度脫氮的裝置及方法。本發(fā)明中，分段排水式SBR反應(yīng)器首先進行短程硝化，將污水中的NH₄⁺-N氧化為NO₂^--N，并隨一段排水進入中間水箱；添加污泥發(fā)酵液，一方面補充了反硝化所需碳源，NO₂^--N被完全還原為N₂，解決了低低C/N污水碳源不足的問題，另一方面，污泥發(fā)酵液中的氨氮也進入中間水箱，這位厭氧氨氧化SBBR反應(yīng)器的正常運行提供了必要的電子供體，使污水得以深度脫氮。本發(fā)明中，分段排水式SBR反應(yīng)器(2)產(chǎn)生的剩余污泥全部用于發(fā)酵，但是分段排水式SBR反應(yīng)器中需要添加污泥發(fā)酵液，其需要的污泥遠遠多于本實驗產(chǎn)生的剩余污泥，因此本實驗整體不但不產(chǎn)生剩余污泥，而且可以利用污水處理廠的剩余污泥發(fā)酵液，為污水處理、污泥處置提供了新方法。

一種利用污泥發(fā)酵液提供電子供體進行低C/N污水深度脫氮的裝置，其特征在于設(shè)有水流、污泥兩個系統(tǒng)。

水流系統(tǒng)設(shè)有城市低C/N污水原水水箱(1)、分段排水式SBR反應(yīng)器(2)、污水處理試驗自動控制系統(tǒng)(3)、中間水箱(4)、厭氧氨氧化SBBR反應(yīng)器(5)以及出水水箱(6)；其中，原水水箱通過一號進水泵(2.1)與分段排水式SBR反應(yīng)器(2)進水口相連接；分段排水式SBR反應(yīng)器(2)通過一段出水閥(2.13)、二段出水閥(2.14)與中間水箱(4)連接；中間水箱通過二號進水泵(5.1)與厭氧氨氧化SBBR反應(yīng)器(5)進水口相連接；厭氧氨氧化SBBR反應(yīng)器(5)通過出水閥(5.8)與出水水箱(6)相連接。

所述原水水箱(1)、中間水箱(4)、出水水箱(6)均為開口箱體，設(shè)有一號溢流管(1.1)、二號溢流管(4.1)、三號溢流管(6.1)、和一號放空管(1.2)、二號放空管(4.2)、三號放空管(6.2)。

所述分段排水式SBR反應(yīng)器(2)設(shè)置有一號攪拌器(2.2)、一號攪拌槳(2.3)；空壓機(2.4)、空氣閥(2.5)、空氣流量計(2.6)和曝氣裝置(2.7)共同組成短程硝化SBR反應(yīng)器(2)的曝氣系統(tǒng)；反應(yīng)器中插有一號pH電極(2.8)和溶解氧探頭(2.9)，并與一號水質(zhì)在線監(jiān)測多參數(shù)測定儀(2.10)連接。分段排水式SBR反應(yīng)器(2)器壁上設(shè)有一號溢流常開閥(2.11)、加藥閥(2.12)、一段出水閥(2.13)、二段出水閥(2.14)、一號取樣閥(2.15)，反應(yīng)器底部設(shè)有排泥閥兼一號排空閥(2.16)；當污水液面超過一號溢流常開閥(2.11)時，自動回流到污水原水水箱(1)。

所述厭氧氨氧化SBBR反應(yīng)器(5)設(shè)置有二號攪拌器(5.2)和二號攪拌槳(5.3)；加熱裝置(5.4)為反應(yīng)器提供熱量；厭氧氨氧化SBBR反應(yīng)器(5)中插有二號pH電極(5.6)，并與二號水質(zhì)在線監(jiān)測多參數(shù)測定儀(5.5)連接；厭氧氨氧化SBBR反應(yīng)器(5)器壁上設(shè)有二號溢流常開閥(5.7)、出水閥(5.8)和二號取樣閥(5.9)，底部設(shè)有二號排空閥(5.10)；反應(yīng)器內(nèi)側(cè)裝有生物活性填料(5.11)。當污水液面超過二號溢流常開閥(5.7)時，自動流入出水水箱(6)。

所述污水處理試驗自動控制系統(tǒng)(3)由三大塊組成：第一：繼電器系統(tǒng)，包括一號進水泵繼電器(3.1)、空氣閥繼電器(3.2)、一號攪拌器繼電器(3.3)、一段出水閥繼電器(3.4)、二段出水閥繼電器(3.5)、二號進水泵繼電器(3.6)、二號攪拌器繼電器(3.7)、出水閥繼電器(3.8)；第二：溫度控制系統(tǒng)，包括溫度信號接口(3.9)、溫度超熱報警顯示燈(3.10)、溫度顯示屏(3.11)；第三：編程控制系統(tǒng)，包括反應(yīng)器運行狀態(tài)顯示屏(3.12)、編程系統(tǒng)(3.13)。一號進水泵繼電器(3.1)與一號進水泵(2.1)相連接，空氣閥繼電器(3.2)與空氣閥(2.5)相連接，一號攪拌器繼電器(3.3)與一號攪拌器(2.2)相連接，一段出水閥繼電器(3.4)與一段出水閥(2.13)相連接，二段出水閥繼電器(3.5)與二段出水閥(2.14)相連接，二號進水泵繼電器(3.6)與二號進水泵(5.1)相連接，二號攪拌器繼電器(3.7)與二號攪拌器(5.2)相連接，出水閥繼電器(3.8)與出水閥(5.8)相連接，溫度信號接口(3.9)通過傳感器導(dǎo)線與加熱裝置(5.4)相連接。

污泥系統(tǒng)設(shè)有：剩余污泥儲存沉降池(7)、污泥發(fā)酵反應(yīng)器(8)。所述剩余污泥儲存沉降池(7)設(shè)有四號溢流管(7.1)、四號放空管(7.2)。

所述污泥發(fā)酵反應(yīng)器(8)設(shè)有一號污泥泵(8.1)，污泥發(fā)酵反應(yīng)器(8)中插有三號pH電極(8.2)，并與三號水質(zhì)在線監(jiān)測多參數(shù)測定儀(8.3)連接。氣體回收裝置(8.4)用于收集氣體。磁力攪拌轉(zhuǎn)子(8.5)、磁力攪拌器(8.6)用于攪拌發(fā)酵污泥并維持反應(yīng)器溫度；轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)按鈕(8.7)、溫度調(diào)節(jié)按鈕(8.8)用于調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和溫度。污泥發(fā)酵反應(yīng)器(8)處于密封狀態(tài)，頂部設(shè)有進泥口(8.9)和排泥口(8.10)。

剩余污泥儲存沉降池(7)通過一號污泥泵(8.1)與污泥發(fā)酵反應(yīng)器(8)的進泥口(8.9)相連接；污泥發(fā)酵反應(yīng)器(8)通過二號污泥泵(2.17)與分段排水式SBR反應(yīng)器(2)相連；分段排水式SBR反應(yīng)器(2)剩余污泥通過排泥閥兼一號排空閥(2.16)與剩余污泥儲存沉降池(7)相連。

應(yīng)用權(quán)利要求1所述裝置進行污水深度脫氮的方法，其特征包括以下步驟：

1)系統(tǒng)啟動：取短程硝化反硝化污泥投加到分段排水式SBR反應(yīng)器(2)內(nèi)，使反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度達到2000～4000mg/L；在厭氧氨氧化SBBR反應(yīng)器(5)內(nèi)沿內(nèi)壁填充一層填料，填充(體積)比為30％～60％，接種污水處理廠厭氧氨氧化污泥進行反應(yīng)。污泥發(fā)酵反應(yīng)器(8)內(nèi)接種體積比為50％的發(fā)酵污泥和50％的剩余污泥，使污泥發(fā)酵反應(yīng)器(8)內(nèi)的污泥濃度為15000～20000mg/L。

1)運行時操作條件如下：

水流系統(tǒng)的操作條件如下：

將低C/N≤5的污水加入原水水箱(1)，啟動一號進水泵(2.1)，將污水抽入分段排水式SBR反應(yīng)器。

分段排水式SBR反應(yīng)器的運行時序依次為：進水，曝氣充氧及攪拌，沉淀，第一次排水至中間水箱、添加污泥發(fā)酵液、攪拌、沉淀、第二次排水至中間水箱、排泥、閑置。污水進入之后，首先進行曝氣，同時并不斷攪拌進行短程硝化反應(yīng)，積累亞硝態(tài)氮。通過空氣流量計(2.6)調(diào)節(jié)DO＝4mg/L，曝氣時間為5h，在曝氣攪拌過程中，以pH值作為模糊控制參數(shù)，pH曲線不再下降時停止曝氣，短程硝化反應(yīng)結(jié)束；沉淀1h，通過一段出水閥(2.13)排出體積比為50％的污水；通過加藥閥(2.12)向分段排水式SBR反應(yīng)器投加NH₄⁺-N＝650±50mg/L，COD＝700±50mg/L的污泥發(fā)酵液，分段排水式SBR反應(yīng)器進水與污泥發(fā)酵液體積比為60:1；攪拌進行反硝化，當pH值不再上升時停止攪拌，2h可完成反硝化；沉淀3h；第二次排水至中間水箱，通過二段出水閥(2.14)排出體積比為20％的污水；排泥，使反應(yīng)器的污泥齡控制在20d；閑置0.5h。當分段排水式SBR反應(yīng)器一段出水中NO₂^--N與二段出水中NH₄⁺-N質(zhì)量濃度值為1.32:1時，完成分段排水式SBR反應(yīng)器的啟動。啟動成功后，分段排水式SBR反應(yīng)器按照進水，曝氣充氧及攪拌，沉淀，第一次排水至中間水箱、添加污泥發(fā)酵液、攪拌、沉淀、第二次排水至中間水箱、排泥、閑置的時序循環(huán)運行，參數(shù)范圍為：曝氣時DO＝4mg/L，曝氣時間為5h；沉淀1h；第一次排水的體積比為50％；投加NH₄⁺-N＝650±50mg/L，COD＝700±50mg/L的污泥發(fā)酵液，分段排水式SBR反應(yīng)器進水與污泥發(fā)酵液體積比為60:1；反硝化2h；沉淀3h；第二次排水的體積比為20％；污泥齡為20d；閑置0.5h。

兩段排水在中間水箱(4)內(nèi)混合均勻后，啟動二號進水泵(5.1)，將污水抽入?yún)捬醢毖趸疭BBR反應(yīng)器(5)內(nèi)。

厭氧氨氧化SBBR反應(yīng)器(5)內(nèi)有恒溫裝置，通過污水處理試驗自動控制系統(tǒng)(3)控制反應(yīng)器內(nèi)溫度為33℃，反應(yīng)器每周期加入NaHCO₃緩沖溶液維持pH值為8.0；反應(yīng)器運行序列為：進水、機械攪拌、沉淀、排水、閑置。中間水箱內(nèi)的污水通過二號進水泵(5.1)進入反應(yīng)器，厭氧攪拌8h，2h后進行排水，排水比體積為50％；閑置1.5h。當厭氧氨氧化SBR反應(yīng)器出水TN<15mg/L，COD<50mg/L時，完成厭氧氨氧化SBBR反應(yīng)器(5)的啟動。然后厭氧氨氧化SBBR反應(yīng)器按照進水、機械攪拌、沉淀、排水循環(huán)運行并且參數(shù)范圍為：溫度為33℃，pH值為8.0，厭氧攪拌8h，沉淀2h，排水比體積為50％，閑置1.5h。厭氧氨氧化SBBR反應(yīng)器(5)出水排入出水水箱，并向其中投加化學(xué)藥劑以回收磷酸鹽。

當厭氧氨氧化SBBR反應(yīng)器(5)出水TN<15mg/L、COD<50mg/L、NH₄⁺-N<5mg/L、NO₂^--N<1mg/L后，將各反應(yīng)器運行參數(shù)輸入污水處理試驗自動控制系統(tǒng)(3)，控制系統(tǒng)按照預(yù)定的方式控制SBR反應(yīng)器運行。

污泥系統(tǒng)的操作條件如下：

將剩余污泥加入剩余污泥儲存沉降池(7)進行自然沉降，啟動一號污泥泵(8.1)，將污泥抽入污泥發(fā)酵反應(yīng)器(8)。

污泥發(fā)酵反應(yīng)器(8)通過轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)按鈕(8.7)設(shè)置轉(zhuǎn)速為300r/min，通過溫度調(diào)節(jié)按鈕(8.8)設(shè)置溫度為35℃。污泥發(fā)酵反應(yīng)器(8)通過二號污泥泵(2.17)調(diào)節(jié)排泥量，以控制污泥齡為10d。當污泥發(fā)酵液的NH₄⁺-N＝650±50mg/L，COD＝700±50mg/L時，污泥發(fā)酵反應(yīng)器(8)啟動成功。然后保持轉(zhuǎn)速為300r/min，溫度為35℃長期運行污泥發(fā)酵反應(yīng)器(8)。

技術(shù)原理：

一種利用污泥發(fā)酵液提供電子供體進行低C/N污水深度脫氮的裝置及方法技術(shù)原理是通過添加污泥發(fā)酵液，為低C/N污水反硝化反應(yīng)提供碳源，同時污泥發(fā)酵液中的氨氮成為厭氧氨氧化反應(yīng)的基質(zhì)。本實驗通過分段排水式SBR反應(yīng)器(2)中的短程硝化反應(yīng)、反硝化反應(yīng)、厭氧氨氧化SBBR反應(yīng)器(5)內(nèi)的厭氧氨氧化反應(yīng)共同完成污水的深度脫氮。

本發(fā)明一種利用污泥發(fā)酵液提供電子供體進行低C/N污水深度脫氮的裝置及方法與傳統(tǒng)污水脫氮工藝相比具有以下優(yōu)點：

1、本裝置反應(yīng)器較少，污水系統(tǒng)只需要兩個SBR反應(yīng)器便可同時達到處理低C/N污水與利用污泥發(fā)酵液的雙重目的，基建費用較少；

2、運行費用低，無需外加碳源便可實現(xiàn)污水深度脫氮。反硝化脫氮的碳源全部來源于污泥發(fā)酵液，開發(fā)利用內(nèi)碳源；同時一部分氮元素通過厭氧氨氧化反應(yīng)去除，厭氧氨氧化細菌為自養(yǎng)菌，無需有機碳源；

3、污泥發(fā)酵液在為分段排水式SBR反應(yīng)器在提供碳源的同時，為整套脫氮裝置提供電子供體，保證了厭氧氨氧化反應(yīng)充足的基質(zhì)；

4、本發(fā)明產(chǎn)生的剩余污泥全部用于發(fā)酵，但是分段排水式SBR反應(yīng)器中需要添加污泥發(fā)酵液，其需要的污泥遠遠多于本實驗產(chǎn)生的剩余污泥，因此本實驗整體不但不產(chǎn)生剩余污泥，而且可以利用污水處理廠的剩余污泥發(fā)酵液，為污水處理、污泥處置提供了新方法；

附圖說明：

圖1為本裝置的結(jié)構(gòu)示意圖

原水水箱；1.1、一號溢流管；1.2、一號放空管；2、分段排水式SBR反應(yīng)器；2.1、一號進水泵；2.2、一號攪拌器；2.3、一號攪拌槳；2.4、空壓機；2.5空氣閥；2.6、空氣流量計；2.7曝氣裝置；2.8、一號pH電極；2.9、溶解氧探頭；2.10、一號水質(zhì)在線監(jiān)測多參數(shù)測定儀；2.11、一號溢流常開閥；2.12、加藥閥；2.13、一段出水閥；2.14、二段出水閥；2.15、一號取樣閥；2.16、排泥閥兼一號排空閥；2.17、二號污泥泵；3、污水處理試驗自動控制系統(tǒng)；3.1、一號進水泵繼電器；3.2、空氣閥繼電器；3.3、一號攪拌器繼電器；3.4、一段出水閥繼電器；3.5、二段出水閥繼電器；3.6、二號進水泵繼電器；3.7、二號攪拌器繼電器；3.8、出水閥繼電器；3.9、溫度信號接口；3.10、溫度超熱報警顯示燈；3.11、溫度顯示屏；3.12、反應(yīng)器運行狀態(tài)顯示屏；3.13、編程系統(tǒng)(3.13)4、中間水箱；4.1、二號溢流管；4.2、二號放空管；5、厭氧氨氧化SBBR反應(yīng)器；5.1、二號進水泵；5.2、二號攪拌器；5.3、二號攪拌槳；5.4、加熱裝置；5.5、二號水質(zhì)在線監(jiān)測多參數(shù)測定儀；5.6、二號pH電極；5.7、二號溢流常開閥；5.8、出水閥；5.9、二號取樣閥；5.10、二號排空閥；5.11、填料。6、出水水箱；6.1、三號溢流管；6.2、三號放空管；7、剩余污泥儲存沉降池；7.1、四號溢流管；7.2、四號放空管；8、污泥發(fā)酵反應(yīng)器；8.1、一號污泥泵；8.2、三號pH電極；8.3、三號水質(zhì)在線監(jiān)測多參數(shù)測定儀；8.4、氣體回收裝置；8.5、磁力攪拌轉(zhuǎn)子；8.6、磁力攪拌器；8.7、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)按鈕；8.8、溫度調(diào)節(jié)按鈕(8.8)；8.9、進泥口；8.10、排泥口。

圖2為本發(fā)明中各反應(yīng)器的運行時序圖。

具體實施方式：

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明：如圖1所示，一種利用污泥發(fā)酵液提供電子供體進行低C/N污水深度脫氮的裝置，其特征在于：設(shè)有水流、污泥兩個系統(tǒng)。水流系統(tǒng)設(shè)有城市低C/N污水原水水箱(1)、分段排水式SBR反應(yīng)器(2)、污水處理試驗自動控制系統(tǒng)(3)、中間水箱(4)、厭氧氨氧化SBBR反應(yīng)器(5)以及出水水箱(6)；其中，原水水箱通過一號進水泵(2.1)與分段排水式SBR反應(yīng)器(2)進水口相連接；分段排水式SBR反應(yīng)器(2)通過一段出水閥(2.13)、二段出水閥(2.14)與中間水箱(4)連接；中間水箱通過二號進水泵(5.1)與厭氧氨氧化SBBR反應(yīng)器(5)進水口相連接；厭氧氨氧化SBBR反應(yīng)器(5)通過出水閥(5.8)與出水水箱(6)相連接。

所述原水水箱(1)、中間水箱(4)、出水水箱(6)均為開口箱體，設(shè)有一號溢流管(1.1)、二號溢流管(4.1)、三號溢流管(6.1)、和一號放空管(1.2)、二號放空管(4.2)、三號放空管(6.2)。

所述分段排水式SBR反應(yīng)器(2)設(shè)置有一號攪拌器(2.2)、一號攪拌槳(2.3)；空壓機(2.4)、空氣閥(2.5)、空氣流量計(2.6)和曝氣裝置(2.7)共同組成短程硝化SBR反應(yīng)器(2)的曝氣系統(tǒng)；反應(yīng)器中插有一號pH電極(2.8)和溶解氧探頭(2.9)，并與一號水質(zhì)在線監(jiān)測多參數(shù)測定儀(2.10)連接。分段排水式SBR反應(yīng)器(2)器壁上設(shè)有一號溢流常開閥(2.11)、加藥閥(2.12)、一段出水閥(2.13)、二段出水閥(2.14)、一號取樣閥(2.15)，反應(yīng)器底部設(shè)有排泥閥兼一號排空閥(2.16)；當污水液面超過一號溢流常開閥(2.11)時，自動回流到污水原水水箱(1)。

所述厭氧氨氧化SBBR反應(yīng)器(5)設(shè)置有二號攪拌器(5.2)和二號攪拌槳(5.3)；加熱裝置(5.4)為反應(yīng)器提供熱量；厭氧氨氧化SBBR反應(yīng)器(5)中插有二號pH電極(5.6)，并與二號水質(zhì)在線監(jiān)測多參數(shù)測定儀(5.5)連接；厭氧氨氧化SBBR反應(yīng)器(5)壁上設(shè)有二號溢流常開閥(5.7)、出水閥(5.8)和二號取樣閥(5.9)，底部設(shè)有二號排空閥(5.10)；反應(yīng)器內(nèi)側(cè)裝有生物活性填料(5.11)。當污水液面超過二號溢流常開閥(5.7)時，自動流入出水水箱(6)。

所述污水處理試驗自動控制系統(tǒng)(3)由三大塊組成：第一：繼電器系統(tǒng)，包括一號進水泵繼電器(3.1)、空氣閥繼電器(3.2)、一號攪拌器繼電器(3.3)、一段出水閥繼電器(3.4)、二段出水閥繼電器(3.5)、二號進水泵繼電器(3.6)、二號攪拌器繼電器(3.7)、出水閥繼電器(3.8)；第二：溫度控制系統(tǒng)，包括溫度信號接口(3.9)、溫度超熱報警顯示燈(3.10)、溫度顯示屏(3.11)；第三：編程控制系統(tǒng)，包括反應(yīng)器運行狀態(tài)顯示屏(3.12)、編程系統(tǒng)(3.13)。一號進水泵繼電器(3.1)與一號進水泵(2.1)相連接，空氣閥繼電器(3.2)與空氣閥(2.5)相連接，一號攪拌器繼電器(3.3)與一號攪拌器(2.2)相連接，一段出水閥繼電器(3.4)與一段出水閥(2.13)相連接，二段出水閥繼電器(3.5)與二段出水閥(2.14)相連接，二號進水泵繼電器(3.6)與二號進水泵(5.1)相連接，二號攪拌器繼電器(3.7)與二號攪拌器(5.2)相連接，出水閥繼電器(3.8)與出水閥(5.8)相連接，溫度信號接口(3.9)通過傳感器導(dǎo)線與加熱裝置(5.4)相連接。

污泥系統(tǒng)設(shè)有：剩余污泥儲存沉降池(7)、污泥發(fā)酵反應(yīng)器(8)。所述剩余污泥儲存沉降池(7)設(shè)有四號溢流管(7.1)、四號放空管(7.2)。

所述污泥發(fā)酵反應(yīng)器(8)設(shè)有一號污泥泵(8.1)，污泥發(fā)酵反應(yīng)器(8)中插有三號pH電極(8.2)，并與三號水質(zhì)在線監(jiān)測多參數(shù)測定儀(8.3)連接。氣體回收裝置(8.4)用于收集氣體。磁力攪拌轉(zhuǎn)子(8.5)、磁力攪拌器(8.6)用于攪拌發(fā)酵污泥并維持反應(yīng)器溫度；轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)按鈕(8.7)、溫度調(diào)節(jié)按鈕(8.8)用于調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和溫度。污泥發(fā)酵反應(yīng)器(8)處于密封狀態(tài)，頂部設(shè)有進泥口(8.9)和排泥口(8.10)。

剩余污泥儲存沉降池(7)通過一號污泥泵(8.1)與污泥發(fā)酵反應(yīng)器(8)的進泥口(8.9)相連接；污泥發(fā)酵反應(yīng)器(8)通過二號污泥泵(2.17)與分段排水式SBR反應(yīng)器(2)相連；分段排水式SBR反應(yīng)器(2)剩余污泥通過排泥閥兼一號排空閥(2.16)與剩余污泥儲存沉降池(7)相連。

應(yīng)用權(quán)利要求1所述裝置進行一種利用污泥發(fā)酵液提供電子供體進行低C/N污水深度脫氮的裝置及方法，其特征包括以下步驟：

1)系統(tǒng)啟動：取短程硝化反硝化污泥投加到分段排水式SBR反應(yīng)器(2)內(nèi)，使反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度達到2000～4000mg/L；在厭氧氨氧化SBBR反應(yīng)器(5)內(nèi)沿內(nèi)壁填充一層填料，填充比為30％～60％，接種污水處理廠厭氧氨氧化污泥進行反應(yīng)。污泥發(fā)酵反應(yīng)器(8)內(nèi)接種體積比為50％的發(fā)酵污泥和50％的剩余污泥，使污泥發(fā)酵反應(yīng)器(8)內(nèi)的污泥濃度為15000～20000mg/L。

2)運行時操作條件如下：

水流系統(tǒng)的操作條件如下：

將低C/N≤5的污水加入原水水箱(1)，啟動一號進水泵(2.1)，將污水抽入分段排水式SBR反應(yīng)器。

分段排水式SBR反應(yīng)器的運行時序依次為：進水，曝氣充氧及攪拌，沉淀，第一次排水至中間水箱、添加污泥發(fā)酵液、攪拌、沉淀、第二次排水至中間水箱、排泥、閑置。污水進入之后，首先進行曝氣，同時并不斷攪拌進行短程硝化反應(yīng)，積累亞硝態(tài)氮。通過空氣流量計(2.6)調(diào)節(jié)DO＝4mg/L，曝氣時間為5h，在曝氣攪拌過程中，以pH值作為模糊控制參數(shù)，pH曲線不再下降時停止曝氣，短程硝化反應(yīng)結(jié)束；沉淀1h，通過一段出水閥(2.13)排出體積比為50％的污水；通過加藥閥(2.12)向分段排水式SBR反應(yīng)器投加NH₄⁺-N＝650±50mg/L，COD＝700±50mg/L的污泥發(fā)酵液，分段排水式SBR反應(yīng)器進水與污泥發(fā)酵液體積比為60:1；攪拌進行反硝化，當pH值不再上升時停止攪拌，2h可完成反硝化；沉淀3h；第二次排水至中間水箱，通過二段出水閥(2.14)排出體積比為20％的污水；排泥，使反應(yīng)器的污泥齡控制在20d；閑置0.5h。當分段排水式SBR反應(yīng)器一段出水中NO₂^--N與二段出水中NH₄⁺-N質(zhì)量濃度值為1.32:1時，完成分段排水式SBR反應(yīng)器的啟動。啟動成功后，分段排水式SBR反應(yīng)器按照進水，曝氣充氧及攪拌，沉淀，第一次排水至中間水箱、添加污泥發(fā)酵液、攪拌、沉淀、第二次排水至中間水箱、排泥、閑置的時序循環(huán)運行，參數(shù)范圍為：曝氣時DO＝4mg/L，曝氣時間為5h；沉淀1h；第一次排水的體積比為50％；投加NH₄⁺-N＝650±50mg/L，COD＝700±50mg/L的污泥發(fā)酵液，分段排水式SBR反應(yīng)器進水與污泥發(fā)酵液體積比為60:1；反硝化2h；沉淀3h；第二次排水的體積比為20％；污泥齡為20d；閑置0.5h。

兩段排水在中間水箱(4)內(nèi)混合均勻后，啟動二號進水泵(5.1)，將污水抽入?yún)捬醢毖趸疭BBR反應(yīng)器(5)內(nèi)。

厭氧氨氧化SBBR反應(yīng)器(5)內(nèi)有恒溫裝置，通過污水處理試驗自動控制系統(tǒng)(3)控制反應(yīng)器內(nèi)溫度為33℃，反應(yīng)器每周期加入NaHCO₃緩沖溶液維持pH值為8.0；反應(yīng)器運行序列為：進水、機械攪拌、沉淀、排水、閑置。中間水箱內(nèi)的污水通過二號進水泵(5.1)進入反應(yīng)器，厭氧攪拌8h，2h后進行排水，排水比體積為50％；閑置1.5h。當厭氧氨氧化SBR反應(yīng)器出水TN<15mg/L，COD<50mg/L時，完成厭氧氨氧化SBBR反應(yīng)器(5)的啟動。然后厭氧氨氧化SBBR反應(yīng)器按照進水、機械攪拌、沉淀、排水循環(huán)運行并且參數(shù)范圍為：溫度為33℃，pH值為8.0，厭氧攪拌8h，沉淀2h，排水比體積為50％，閑置1.5h。厭氧氨氧化SBBR反應(yīng)器(5)出水排入出水水箱，并向其中投加化學(xué)藥劑以回收磷酸鹽。

當厭氧氨氧化SBBR反應(yīng)器(5)出水TN<15mg/L、COD<50mg/L、NH₄⁺-N<5mg/L、NO₂^--N<1mg/L后，將各反應(yīng)器運行參數(shù)輸入污水處理試驗自動控制系統(tǒng)(3)，控制系統(tǒng)按照預(yù)定的方式控制SBR反應(yīng)器運行。

污泥系統(tǒng)的操作條件如下：

將剩余污泥加入剩余污泥儲存沉降池(7)進行自然沉降，啟動一號污泥泵(8.1)，將污泥抽入污泥發(fā)酵反應(yīng)器(8)。

污泥發(fā)酵反應(yīng)器(8)通過轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)按鈕(8.7)設(shè)置轉(zhuǎn)速為300r/min，通過溫度調(diào)節(jié)按鈕(8.8)設(shè)置溫度為35℃。污泥發(fā)酵反應(yīng)器(8)通過二號污泥泵(2.17)調(diào)節(jié)排泥量，以控制污泥齡為10d。當污泥發(fā)酵液的NH₄⁺-N＝650±50mg/L，COD＝700±50mg/L時，污泥發(fā)酵反應(yīng)器(8)啟動成功。然后保持轉(zhuǎn)速為300r/min，溫度為35℃長期運行污泥發(fā)酵反應(yīng)器(8)。

連續(xù)試驗結(jié)果表明：運行穩(wěn)定后，整套裝置出水TN<15mg/L、COD<50mg/L、NH₄⁺-N<5mg/L、NO₂^--N<1mg/L。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于城市污水及其他低C/N工業(yè)廢水處理。