一種短程硝化同步厭氧氨氧化耦合硫自養反硝化實現發酵類廢水深度脫氮除硫的方法與裝置
1.本發明所涉及的一種短程硝化同步厭氧氨氧化耦合硫自養反硝化實現發酵類廢水深度脫氮除硫的方法與裝置，屬于工業廢水生物處理領域，適用于高濃度有機物、高濃度硫酸鹽、高氨氮發酵類廢水的深度脫氮除硫。
背景技術：
2.當前發酵類廢水處理行業因高有機物含量、高氨氮、高硫酸鹽濃度、可生化性差的水質特點使得其普遍存在能耗高、物耗高、碳排放高的“三高”特征，節能減排潛力巨大，然而整個發酵類廢水處理行業針對節能減排改造的方向卻不夠明朗。為了出水水質達標，其處理工藝主要采取“預處理+厭氧+好氧+深度處理”的多級多組聯合，技術原理上還是傳統的硝化反硝化，這套冗雜工藝不單是“四大”問題-占地面積大、碳足跡量大、曝氣電耗大、污泥產量大，且導致了“三多”的問題-氮硫元素及有機質等可回收資源浪費多、泥水處置成本多、運行管理費用多。
3.厭氧氨氧化作為一種綠可持續脫氮工藝，相較于傳統硝化反硝化技術理論上電耗可降低60％，碳足跡排放量縮減90％，污泥產量降低50％以上，以能消能、污染轉嫁地解決了污水處理技術的困境，也逐漸被應用于高氨氮廢水處理領域。但厭氧氨氧化工藝中也存在tin不達標、有殘余no
3-?
n、no
2-?
n，常通過耦合異養反硝化進行深度脫氮。而這也產生了碳源投入成本、剩余污泥產量增多、易造成有機物超標等新問題。同時，發酵類廢水處理工藝一般會在厭氧時回收甲烷，如若廢水中硫酸鹽濃度高，那在有機物降解及產出沼氣時，往往也會產生大量硫化氫危害環境。如果將自養脫氮體系與硫循環偶聯，那么厭氧氨氧化及其衍生工藝即有新的電子供體替代傳統碳源，發酵類廢水沼氣脫硫產物硫化氫的去除即有電子受體，將有益于實現發酵類廢水全處理鏈的同步脫氮除硫，大大縮減發酵類廢水的建設及運營成本。
4.目前大部分研究是將硫自養反硝化和厭氧氨氧化耦合于一體化反應器中，脫氮硫菌屬在無氧或缺氧環境下利用s2o
32-?
s、s
0-s、s
2-?
s等電子供體將硫素氧化成硫酸鹽，還原厭氧氨氧化工藝中殘余no
3-?
n、no
2-?
n并產生n2，從而實現氮、硫的同步脫除。而應用到發酵類廢水中必須要考慮同一空間如何保持兩種菌生理特性的平衡點、選取哪種還原態硫素驅動硫循環引入自養脫氮體系。
5.本發明采用兩段式短程硝化同步厭氧氨氧化耦合硫自養反硝化工藝，在sbr系統搭建一定填充比的聚氨酯海綿以持留anaob，通過plc自控、傳感器實時反饋、計算機在線監測等方法控制好氧末no
2-?
n/nh
4+-n＝1.0-1.5；在uasb系統建立s
2-?
s驅動型自養反硝化，對前段產生的11％no
3-?
n、殘余的no
2-?
n進行深度脫氮，對厭氧消化產物硫化氫回用且將s
2-?
s控制在s
0-s階段而達到資源化的目的。其在脫氮除硫的同時節能減排、成本低廉。
技術實現要素：
6.本發明提供了一種短程硝化同步厭氧氨氧化耦合硫自養反硝化實現發酵類廢水深度脫氮除硫的方法與裝置，以期達到發酵類廢水同步脫氮除硫、節能降耗、固定碳足跡等目的。
7.1.一種短程硝化同步厭氧氨氧化耦合硫自養反硝化實現發酵類廢水深度脫氮除硫的裝置，其特征包括：發酵類廢水水箱(1)、短程硝化同步厭氧氨氧化-sbr系統(2)、中間水箱ι(3)、含s2o
32-?
s/s
2-?
s水箱ⅱ(4)、硫自養反硝化-uasb反應器(5)；
8.發酵類廢水水箱(1)設有蠕動泵ι(1.1)、出水口(1.2)；短程硝化同步厭氧氨氧化-sbr系統(2)設有曝氣泵(2.1)、轉子流量計(2.2)、曝氣盤(2.3)、曝氣砂頭(2.4)、計算機(2.5)、ph傳感器ι(2.6)、do傳感器(2.7)、攪拌裝置(2.8)、排水閥(2.9)、進水口(2.10)、出水口(2.11)、排泥閥(2.12)、溢流閥(2.13)、nh
4+-n傳感器ι(2.14)、no
2-?
n傳感器ι(2.15)、no
3-?
n傳感器ι(2.16)、plc控制箱(2.17)、填料固定支架(2.18)、聚氨酯海綿填料(2.19)；中間水箱ι(3)設有蠕動泵ⅱ(3.1)、進水口(3.2)、出水口(3.3)；含s2o
32-?
s/s
2-?
s水箱ⅱ(4)設有蠕動泵ⅲ(4.1)、進水口(4.2)、出水口(4.3)；硫自養反硝化-uasb反應器(5)設有溫度控制器(5.1)、u型出水管(5.2)、集氣口(5.3)、取泥口及取樣口(5.4)、溫度傳感器(5.5)、nh
4+-n傳感器ⅱ(5.6)、no
2-?
n傳感器ⅱ(5.7)、no
3-?
n傳感器ⅱ(5.8)、so
42-傳感器(5.9)、s2o
32-?
s傳感器(5.10)、s
2-?
s傳感器(5.11)、ph傳感器ⅱ(5.12)、蠕動泵ⅳ(5.13)、線束連接器(5.14)、四通閥(5.15)；
9.實驗裝置的連接：發酵類廢水水箱(1)的出水口(1.2)通過蠕動泵ι(1.1)與短程硝化同步厭氧氨氧化-sbr系統(2)的進水口(2.10)相連，空氣依次通過曝氣泵(2.1)、轉子流量計(2.2)、曝氣盤(2.3)、曝氣砂頭(2.4)進入短程硝化同步厭氧氨氧化-sbr系統(2)；短程硝化同步厭氧氨氧化-sbr系統(2)的出水口(2.11)通過排水閥(2.9)與中間水箱ι(3)的出水口(3.3)相連；由蠕動泵ⅱ(3.1)、蠕動泵ⅲ(4.1)分別將中間水箱ι(3)中的發酵類廢水出水和含s2o
32-?
s/s
2-?
s水箱ⅱ(4)內的溶液共同并入硫自養反硝化-uasb反應器(5)；硫自養反硝化-uasb反應器(5)通過u型出水管(5.2)出水，反應產生的氮氣由集氣口(5.3)而排至空氣中，污泥通過蠕動泵ⅳ(5.13)回流至uasb反應器底部。ph傳感器ι(2.6)、do傳感器(2.7)、nh
4+-n傳感器ι(2.14)、no
2-?
n傳感器ι(2.15)、no
3-?
n傳感器ι(2.16)、溫度傳感器(5.5)、nh
4+-n傳感器ⅱ(5.6)、no
2-?
n傳感器ⅱ(5.7)、no
3-?
n傳感器ⅱ(5.8)、so
42-傳感器(5.9)、s2o
32-?
s傳感器(5.10)、s
2-?
s傳感器(5.11)、ph傳感器ⅱ(5.12)將采集的信號傳輸至plc控制箱(2.17)，再實時反饋給計算機(2.5)，在線監測反應過程中溫度、ph、do，及nh
4+-n、no
2-?
n、no
3-?
n、s2o
32-?
s、s
2-?
s、so
42-的質量濃度，通過硫素質量平衡推算硫單質產量，以便于根據監測數據進行實時調整運行參數，控制短程硝化同步厭氧氨氧化和硫自養反硝化過程。
10.2.應用所述裝置的方法，其特征在于，包括如下過程：
11.1)系統的啟動：
12.(1)短程硝化同步厭氧氨氧化-sbr系統的啟動：接種短程硝化絮體污泥和附著厭氧氨氧化菌的聚氨酯海綿填料，控制絮體、生物膜的污泥質量濃度均為3000-4000mg/l、聚氨酯海綿填料填充比為20-30％；實際發酵類廢水進水水質為nh
4+-n＝300-500mg/l、no
3-?
n＝5-10mg/l；通過調節氣體流量計曝氣量在0.3-0.5l/min，由在線實時監測控制好氧段do
維持在0.2-1.0mg/l、ph為6.5-8；設置運行周期為3-4cycle/d，并設定排水比為50-60％；在上述條件下運行反應器，當其出水no
2-?
n、nh
4+-n質量濃度均小于5mg/l時，認為短程硝化同步厭氧氨氧化-sbr系統啟動成功；
13.(2)硫自養反硝化-uasb反應器的啟動：接種硫自養反硝化絮體污泥，控制污泥質量濃度為2000-4000mg/l，hrt為4-8h；維持no
3-?
n/s2o
32-?
s＝1-1.2，用質量濃度為30-40mg/l kno3、30-48mg/lna2s2o3作為模擬廢水進入uasb反應器以富集培養硫自養反硝化菌；通過在線實時控制裝置維持反應器內溫度在35
±
1℃，用nahco3/khco3調節ph為7-8，設定污泥回流量在100-300％；當反應器出水no
3-?
n、s2o
32-?
s質量濃度均小于5mg/l時，認為硫自養反硝化-uasb反應器啟動成功。
14.2)系統啟動后的運行：
15.(1)打開蠕動泵ι，使發酵類廢水泵入短程硝化同步厭氧氨氧化-sbr系統中，以厭氧-好氧的方式運行，每周期包括完整的進水、厭氧攪拌、低氧曝氣、沉淀、排水和閑置，每天運行3-4個周期；其中厭氧攪拌0.5-1h，在厭氧段利用原水中cod反硝化掉上周期剩余的no
x-?
n；厭氧末開啟曝氣泵，并調節氣體流量計曝氣量在0.3-0.5l/min，設定低氧曝氣時間為3-6h，用do實時監測裝置控制好氧段do維持在0.2-1.0mg/l，用ph實時監測裝置調控反應器內ph為6.5-8，在好氧段主要進行半短程硝化、厭氧氨氧化反應；好氧末攪拌停止后，先靜置沉淀30min，再開啟排水閥將出水排至中間水箱，排水比為50-60％；實際發酵類廢水進水水質為nh
4+-n＝300-500mg/l、no
3-?
n＝5-10mg/l，其排水no
2-?
n質量濃度＜5mg/l、nh
4+-n質量濃度＜2mg/l、no
3-?
n質量濃度＝20-40mg/l；
16.(2)打開蠕動泵ⅱ、蠕動泵ⅲ分別使中間水箱的發酵類廢水和含有s
2-?
s溶液(使用的是na2s溶液)共同泵入uasb反應器的底部，打開蠕動泵ⅳ設定污泥回流量在100-300％，運行過程中不主動排泥，維持hrt為4-8h，運行時間為24h；通過在線實時控制系統將反應器內溫度、ph維持在35
±
1℃、7-8，且根據中間水箱ι的no
3-?
n濃度調節含s
2-?
s水箱ⅱ的進硫濃度，保證進入硫自養反硝化-uasb反應器內的no
3-?
n/s
2-?
s＝1-1.2；使其經過硫自養反硝化作用，最終出水tin≤10mg/l，脫硫效率≥90％，產硫率為20-60％。
17.3.本發明的技術原理及優點：
18.技術原理：將經過厭氧消化的發酵類廢水泵入短程硝化同步厭氧氨氧化-sbr系統進行厭氧-好氧反應，在厭氧段將上周期剩余的no
x-?
n反硝化掉，在好氧段實現半短程硝化、同步硝化反硝化、厭氧氨氧化。隨后實時將含有11％no
3-?
n、殘余no
2-?
n的出水與消化產物硫化氫回用的s
2-?
s溶液共同泵入uasb反應器，由兼性化能硫自養反硝化菌完成氮素的脫除、硫單質的產出。本發明的關鍵一是通過低do、實時控制的方法實現穩定的短程硝化，以厭氧-好氧的運行模式和聚氨酯海綿填料共同維持anaob的活性，二是控制好發酵類廢水在厭氧消化過程產出硫化氫經堿液吸收后的進硫濃度，還有調控n/s比、ph和hrt等參數，從而保證硫自養反硝化菌實現高no
3-?
n去除率的同時有高s
0-s產出率。
19.與現有技術相比，本發明具有以下優點：
20.(1)技術先采用s2o
32-?
s作為電子供體馴化硫自養反硝化菌可
21.以更好的被微生物利用、有更高的反硝化活性和適應低溫，同時低濃度的s2o
32-?
s也不會對微生物產生毒害作用，有利于維持較高的脫氮效率和系統的穩定。
22.(2)運行時改用s
2-?
s作為電子供體可以克服s2o
32-?
s產生大量
23.so
42-造成的二次污染，解決了s
0-s堿度消耗量大、硫顆粒物的表面因較厚覆蓋物而傳質不均的問題，還可以將s
2-?
s氧化控制在s
0-s而達到硫素資源化的目的，再者其來源是吸收厭氧消化過程中硫化氫產物后的堿液，在經濟性上又簡化了發酵類廢水全處理鏈工藝流程。
24.(3)耦合體系將硫自養反硝化與厭氧氨氧化技術相結合，打破
25.了發酵類廢水處理領域技術困局，完成了多生物協同碳-氮-硫循環；將厭氧氨氧化和硫自養反硝化的耦合設計成兩段式，又可以避免兩種菌受外界環境(如ph、溫度、溶解氧和基質濃度等)波動的影響而無法維持高效穩定的脫氮性能。
26.(4)針對發酵類廢水高硫酸鹽、高氨氮、高有機濃度的水質特
27.征，先在sbr系統構建短程硝化同步厭氧氨氧化實現nh
4+-n和no
2-?
n、磷酸鹽同步降解，所生成的no
3-?
n和殘余的no
2-?
n共同進入以兼性硫自養反硝化菌為主導的uasb體系。此技術不僅適用于如食品發酵、發酵制藥、生產發酵制品的化工等多種發酵類行業廢水的處理；還實現了無外加碳源下硫化物的產硫回用、有機物的二次去除、氮素的深度脫除，是兼具經濟效益型與生態綠型的生物脫氮方式。
附圖說明
28.圖1為一種短程硝化同步厭氧氨氧化耦合硫自養反硝化實現發酵類廢水深度脫氮除硫的裝置；
29.圖2為試驗運行模式及參數設置圖。
30.圖1中，主要符號說明如下：
31.1-發酵類廢水水箱 2-短程硝化同步厭氧氨氧化-sbr系統
32.3-中間水箱ι 4-含s2o
32-?
s/s
2-?
s水箱ⅱ33.5-硫自養反硝化-uasb反應器
34.1.1-蠕動泵ι 1.2-出水口 2.1-曝氣泵 2.2-轉子流量計
35.2.3-曝氣盤 2.4-曝氣砂頭 2.5-計算機
36.2.6-ph傳感器ι 2.7-do傳感器 2.8-攪拌裝置 2.9-排水閥
37.2.10-進水口 2.11-出水口 2.12-排泥閥 2.13-溢流閥
38.2.14-nh
4+-n傳感器ι 2.15-no
2-?
n傳感器ι
39.2.16-no
3-?
n傳感器ι 2.17-plc控制箱
40.2.18-填料固定支架 2.19-聚氨酯海綿填料
41.3.1-蠕動泵
ⅱ?
3.2-進水口 3.3-出水口
42.4.1-蠕動泵
ⅲ?
4.2-進水口 4.3-出水口
43.5.1-溫度控制器 5.2-u型出水管 5.3-集氣口
44.5.4-取泥口及取樣口 5.5-溫度傳感器 5.6-nh
4+-n傳感器ⅱ45.5.7-no
2-?
n傳感器
ⅱ?
5.8-no
3-?
n傳感器
ⅱ?
5.9-so
42-傳感器
46.5.10-s2o
32-?
s傳感器 5.11-s
2-?
s傳感器 5.12-ph傳感器ⅱ47.5.13-蠕動泵
ⅳ?
5.14-線束連接器5 .15-四通閥
具體實施方式
48.下面結合附圖和具體實施方法對本發明作進一步詳細的說明。
49.1.如圖1所示，實驗裝置的連接為：發酵類廢水水箱(1)的出水口(1.2)通過蠕動泵ι(1.1)與短程硝化同步厭氧氨氧化-sbr系統(2)的進水口(2.10)相連，空氣依次通過曝氣泵(2.1)、轉子流量計(2.2)、曝氣盤(2.3)、曝氣砂頭(2.4)進入短程硝化同步厭氧氨氧化-sbr系統(2)；短程硝化同步厭氧氨氧化-sbr系統(2)的出水口(2.11)通過排水閥(2.9)與中間水箱ι(3)的出水口(3.3)相連；由蠕動泵ⅱ(3.1)、蠕動泵ⅲ(4.1)分別將中間水箱ι(3)中的發酵類廢水出水和含s2o
32-?
s/s
2-?
s水箱ⅱ(4)內的溶液共同并入硫自養反硝化-uasb反應器(5)；硫自養反硝化-uasb反應器(5)通過u型出水管(5.2)出水，反應產生的氮氣由集氣口(5.3)而排至空氣中，污泥通過蠕動泵ⅳ(5.13)回流至uasb反應器底部。ph傳感器ι(2.6)、do傳感器(2.7)、nh
4+-n傳感器ι(2.14)、no
2-?
n傳感器ι(2.15)、no
3-?
n傳感器ι(2.16)、溫度傳感器(5.5)、nh
4+-n傳感器ⅱ(5.6)、no
2-?
n傳感器ⅱ(5.7)、no
3-?
n傳感器ⅱ(5.8)、so
42-傳感器(5.9)、s2o
32-?
s傳感器(5.10)、s
2-?
s傳感器(5.11)、ph傳感器ⅱ(5.12)將采集的信號傳輸至plc控制箱(2.17)，再實時反饋給計算機(2.5)，在線監測反應過程中溫度、ph、do，及nh
4+-n、no
2-?
n、no
3-?
n、s2o
32-?
s、s
2-?
s、so
42-的質量濃度，通過硫素質量平衡推算硫單質產量，以便于根據監測數據進行實時調整運行參數，控制短程硝化同步厭氧氨氧化和硫自養反硝化過程。
50.本實例中試驗用水為河北省某發酵類企業的玉米深加工廢水，其nh
4+-n質量濃度為300-500mg/l，cod質量濃度為7000-10000mg/l，tp質量濃度為40-60mg/l，no
2-?
n質量濃度≤10mg/l，no
3-?
n質量濃度為5-10mg/l。試驗裝置如圖1所示，實現半短程硝化和厭氧氨氧化反應的場所是有效體積為10l的序批式反應器，維持硫自養反硝化菌活性的反應器是有效體積為5l的上流式厭氧污泥床。接種厭氧氨氧化菌的聚氨酯海綿填料其密度、孔隙率和比表面分別為0.02-0.03g/cm3、20-30％、120-160cm2/g。
51.2.具體實驗步驟：
52.1)系統的啟動：
53.(1)短程硝化同步厭氧氨氧化-sbr系統的啟動：接種短程硝化絮體污泥和附著厭氧氨氧化菌的聚氨酯海綿填料，控制絮體、生物膜的污泥質量濃度均為3000-4000mg/l、聚氨酯海綿填料填充比為20-30％；實際發酵類廢水進水水質為nh
4+-n＝300-500mg/l、no
3-?
n＝5-10mg/l；通過調節氣體流量計曝氣量在0.3-0.5l/min，由在線實時監測控制好氧段do維持在0.2-1.0mg/l、ph為6.5-8；設置運行周期為3-4cycle/d，并設定排水比為50-60％；在上述條件下運行反應器，當其出水no
2-?
n、nh
4+-n質量濃度均小于5mg/l時，認為短程硝化同步厭氧氨氧化-sbr系統啟動成功；
54.(2)硫自養反硝化-uasb反應器的啟動：接種硫自養反硝化絮體污泥，控制污泥質量濃度為2000-4000mg/l，hrt為4-8h；維持no
3-?
n/s2o
32-?
s＝1-1.2，用質量濃度為30-40mg/l kno3、30-48mg/lna2s2o3作為模擬廢水進入uasb反應器以富集培養硫自養反硝化菌；通過在線實時控制裝置維持反應器內溫度在35
±
1℃，用nahco3/khco3調節ph為7-8，設定污泥回流量在100-300％；當反應器出水no
3-?
n、s2o
32-?
s質量濃度均小于5mg/l時，認為硫自養反硝化-uasb反應器啟動成功。
55.3)系統啟動后的運行：
56.(1)打開蠕動泵ι，使發酵類廢水泵入短程硝化同步厭氧氨氧化-sbr系統中，以厭氧-好氧的方式運行，每周期包括完整的進水、厭氧攪拌、低氧曝氣、沉淀、排水和閑置，每天運行3-4個周期；其中厭氧攪拌0.5-1h，在厭氧段利用原水中cod反硝化掉上周期剩余的no
x-?
n；厭氧末開啟曝氣泵，并調節氣體流量計曝氣量在0.3-0.5l/min，設定低氧曝氣時間為3-6h，用do實時監測裝置控制好氧段do維持在0.2-1.0mg/l，用ph實時監測裝置調控反應器內ph為6.5-8，在好氧段主要進行半短程硝化、厭氧氨氧化反應；好氧末攪拌停止后，先靜置沉淀30min，再開啟排水閥將出水排至中間水箱，排水比為50-60％；實際發酵類廢水進水水質為nh
4+-n＝300-500mg/l、no
3-?
n＝5-10mg/l，其排水no
2-?
n質量濃度＜5mg/l、nh
4+-n質量濃度＜2mg/l、no
3-?
n質量濃度＝20-40mg/l；
57.(2)打開蠕動泵ⅱ、蠕動泵ⅲ分別使中間水箱的發酵類廢水和含有s
2-?
s溶液(使用的是na2s溶液)共同泵入uasb反應器的底部，打開蠕動泵ⅳ設定污泥回流量在100-300％，運行過程中不主動排泥，維持hrt為4-8h，運行時間為24h；通過在線實時控制系統將反應器內溫度、ph維持在35
±
1℃、7-8，且根據中間水箱ι的no
3-?
n濃度調節含s
2-?
s水箱ⅱ的進硫濃度，保證進入硫自養反硝化-uasb反應器內的no
3-?
n/s
2-?
s＝1-1.2；使其經過硫自養反硝化作用，最終出水tin≤10mg/l，脫硫效率≥90％，產硫率為20-60％。
技術特征：
1.一種短程硝化同步厭氧氨氧化耦合硫自養反硝化實現發酵類廢水深度脫氮除硫的裝置，其特征為：發酵類廢水水箱(1)、短程硝化同步厭氧氨氧化-sbr系統(2)、中間水箱ι(3)、含s2o
32-?
s/s
2-?
s水箱ⅱ(4)、硫自養反硝化-uasb反應器(5)；發酵類廢水水箱(1)設有蠕動泵ι(1.1)、出水口(1.2)；短程硝化同步厭氧氨氧化-sbr系統(2)設有曝氣泵(2.1)、轉子流量計(2.2)、曝氣盤(2.3)、曝氣砂頭(2.4)、計算機(2.5)、ph傳感器ι(2.6)、do傳感器(2.7)、攪拌裝置(2.8)、排水閥(2.9)、進水口(2.10)、出水口(2.11)、排泥閥(2.12)、溢流閥(2.13)、nh
4+-n傳感器ι(2.14)、no
2-?
n傳感器ι(2.15)、no
3-?
n傳感器ι(2.16)、plc控制箱(2.17)、填料固定支架(2.18)、聚氨酯海綿填料(2.19)；中間水箱ι(3)設有蠕動泵ⅱ(3.1)、進水口(3.2)、出水口(3.3)；含s2o
32-?
s/s
2-?
s水箱ⅱ(4)設有蠕動泵ⅲ(4.1)、進水口(4.2)、出水口(4.3)；硫自養反硝化-uasb反應器(5)設有溫度控制器(5.1)、u型出水管(5.2)、集氣口(5.3)、取泥口及取樣口(5.4)、溫度傳感器(5.5)、nh
4+-n傳感器ⅱ(5.6)、no
2-?
n傳感器ⅱ(5.7)、no
3-?
n傳感器ⅱ(5.8)、so
42-傳感器(5.9)、s2o
32-?
s傳感器(5.10)、s
2-?
s傳感器(5.11)、ph傳感器ⅱ(5.12)、蠕動泵ⅳ(5.13)、線束連接器(5.14)、四通閥(5.15)；實驗裝置的連接：發酵類廢水水箱(1)的出水口(1.2)通過蠕動泵ι(1.1)與短程硝化同步厭氧氨氧化-sbr系統(2)的進水口(2.10)相連，空氣依次通過曝氣泵(2.1)、轉子流量計(2.2)、曝氣盤(2.3)、曝氣砂頭(2.4)進入短程硝化同步厭氧氨氧化-sbr系統(2)；短程硝化同步厭氧氨氧化-sbr系統(2)的出水口(2.11)通過排水閥(2.9)與中間水箱ι(3)的出水口(3.3)相連；由蠕動泵ⅱ(3.1)、蠕動泵ⅲ(4.1)分別將中間水箱ι(3)中的發酵類廢水出水和含s2o
32-?
s/s
2-?
s水箱ⅱ(4)內的溶液共同并入硫自養反硝化-uasb反應器(5)；硫自養反硝化-uasb反應器(5)通過u型出水管(5.2)出水，反應產生的氮氣由集氣口(5.3)而排至空氣中，污泥通過蠕動泵ⅳ(5.13)回流至uasb反應器底部；ph傳感器ι(2.6)、do傳感器(2.7)、nh
4+-n傳感器ι(2.14)、no
2-?
n傳感器ι(2.15)、no
3-?
n傳感器ι(2.16)、溫度傳感器(5.5)、nh
4+-n傳感器ⅱ(5.6)、no
2-?
n傳感器ⅱ(5.7)、no
3-?
n傳感器ⅱ(5.8)、so
42-傳感器(5.9)、s2o
32-?
s傳感器(5.10)、s
2-?
s傳感器(5.11)、ph傳感器ⅱ(5.12)將采集的信號傳輸至plc控制箱(2.17)，再實時反饋給計算機(2.5)。2.應用如權利要求1所述裝置的方法，其特征在于，包括如下過程：1)系統的啟動：(1)短程硝化同步厭氧氨氧化-sbr系統的啟動：接種短程硝化絮體污泥和附著厭氧氨氧化菌的聚氨酯海綿填料，控制絮體、生物膜的污泥質量濃度均為3000-4000mg/l、聚氨酯海綿填料填充比為20-30％；實際發酵類廢水進水水質為nh
4+-n＝300-500mg/l、no
3-?
n＝5-10mg/l；通過調節氣體流量計曝氣量在0.3-0.5l/min，由在線實時監測控制好氧段do維持在0.2-1.0mg/l、ph為6.5-8；設置運行周期為3-4cycle/d，并設定排水比為50-60％；在上述條件下運行反應器，當其出水no
2-?
n、nh
4+-n質量濃度均小于5mg/l時，認為短程硝化同步厭氧氨氧化-sbr系統啟動成功；(2)硫自養反硝化-uasb反應器的啟動：接種硫自養反硝化絮體污泥，控制污泥質量濃度為2000-4000mg/l，hrt為4-8h；維持no
3-?
n/s2o
32-?
s＝1-1.2，用質量濃度為30-40mg/l kno3、30-48mg/lna2s2o3作為模擬廢水進入uasb反應器以富集培養硫自養反硝化菌；通過在線實時控制裝置維持反應器內溫度在35
±
1℃，用nahco3/khco3調節ph為7-8，設定污泥回流
量在100-300％；當反應器出水no
3-?
n、s2o
32-?
s質量濃度均小于5mg/l時，認為硫自養反硝化-uasb反應器啟動成功；2)系統啟動后的運行：(1)打開蠕動泵ι，使發酵類廢水泵入短程硝化同步厭氧氨氧化-sbr系統中，以厭氧-好氧的方式運行，每周期包括完整的進水、厭氧攪拌、低氧曝氣、沉淀、排水和閑置，每天運行3-4個周期；其中厭氧攪拌0.5-1h，在厭氧段利用原水中cod反硝化掉上周期剩余的no
x-?
n；厭氧末開啟曝氣泵，并調節氣體流量計曝氣量在0.3-0.5l/min，設定低氧曝氣時間為3-6h，用do實時監測裝置控制好氧段do維持在0.2-1.0mg/l，用ph實時監測裝置調控反應器內ph為6.5-8，在好氧段主要進行半短程硝化、厭氧氨氧化反應；好氧末攪拌停止后，先靜置沉淀30min，再開啟排水閥將出水排至中間水箱，排水比為50-60％；實際發酵類廢水進水水質為nh
4+-n＝300-500mg/l、no
3-?
n＝5-10mg/l，其排水no
2-?
n質量濃度＜5mg/l、nh
4+-n質量濃度＜2mg/l、no
3-?
n質量濃度＝20-40mg/l；(2)打開蠕動泵ⅱ、蠕動泵ⅲ分別使中間水箱的發酵類廢水和含有s
2-?
s溶液共同泵入uasb反應器的底部，打開蠕動泵ⅳ設定污泥回流量在100-300％，運行過程中不主動排泥，維持hrt為4-8h，運行時間為24h；通過在線實時控制系統將反應器內溫度、ph維持在35
±
1℃、7-8，且根據中間水箱ι的no
3-?
n濃度調節含s
2-?
s水箱ⅱ的進硫濃度，保證進入硫自養反硝化-uasb反應器內的no
3-?
n/s
2-?
s＝1-1.2。
技術總結
一種短程硝化同步厭氧氨氧化耦合硫自養反硝化實現發酵類廢水深度脫氮除硫的方法與裝置，屬于工業廢水生物處理領域。經厭氧消化的發酵類廢水先進入短程硝化同步厭氧氨氧化-SBR系統，采用厭氧-好氧的運行模式，厭氧段反硝化菌、異養菌捕獲碳源和去除上周期剩余O
