低碳氮比生活污水脱氮处理技术

针对C/N比＜3的低碳氮比生活污水，采用短程硝化-厌氧氨氧化（PN/A）-硫自养反硝化组合工艺，在无需外加碳源条件下实现总氮去除率＞90%，出水TN＜10mg/L，运行成本较传统AO工艺降低50%以上，满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准（TN≤15mg/L）。

核心工艺设计

• 短程硝化（PN）系统

• 控制参数：DO 0.5-1.0mg/L，温度25-30℃，FA 1-5mg/L

• 亚硝化率＞90%，氨氧化速率＞1.2kgN/(m³·d)

• 抗冲击能力：耐受C/N比波动至1.5-5.0

• 厌氧氨氧化（Anammox）反应器

• 载体填料：聚氨酯海绵+火山岩（比表面积＞600m²/m³）

• 脱氮负荷：0.5-1.0kgN/(m³·d)，TN去除贡献率＞70%

• AnAOB菌富集：菌种浓度＞1500mg/L，倍增时间20-30天

• 硫自养深度脱氮

• 硫磺/石灰石滤床（硫粒径2-5mm），C/N=0

• 反硝化速率＞0.3kgN/(m³·d），TN降至＜10mg/L

• 副产物控制：硫酸盐生成量＜200mg/L

关键技术参数

• 碳源替代：硫自养反硝化节约碳源100%，减少污泥产率40%

• 智能控制：在线NH₃-N/NO₂⁻监测+自动碱度补偿系统

• 污泥特性：Anammox段SRT≥50天，MLSS≥6000mg/L

工程应用案例

• 某市政污水厂（5万吨/日）改造项目

• 进水水质：C/N=2.5，TN 45mg/L，COD 110mg/L

• 处理效果：出水TN 8.5mg/L，吨水电耗0.3-0.5kWh

• 经济效益：年节约碳源费用180万元，减少碳排放320吨

• 运行优势

• 抗低温性能：15℃工况下TN去除率仍＞80%

• 占地节省：较AO工艺池容减少35%

• 无二次污染：无N₂O气体逸散（监测值＜1ppm）

技术创新方向

• 菌种固定化：海藻酸钠微胶囊包埋AnAOB菌，活性提升25%

• 光伏供能：驱动在线监测与控制系统，实现零碳运行

• 智慧运维：基于ML的工艺参数优化模型，预测精度＞90%