CN105198084B - 一种通过前置部分反硝化耦合氨氧化deamox工艺实现深度脱氮的装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种通过前置部分反硝化耦合氨氧化DEAMOX工艺实现深度脱氮的装置和方法，属于市政污水处理技术领域。生活污水进入SBR反应器，首先反硝化菌利用原水中的有机物与上个周期反应产生的硝酸盐进行部分反硝化反应，然后厌氧氨氧化菌利用硝酸盐还原产生的亚硝酸盐跟原水中的氨氮发生厌氧氨氧化反应进行脱氮，反应完成后剩余的氨氮再进行好氧曝气发生硝化反应，硝化反应完成后出水达标排放。本发明在一个SBR反应器内同时发生部分反硝化和厌氧氨氧化反应进行深度脱氮，节省碳源源和能耗，同时SBR反应器控制灵活方便，可以根据进出水水质随时调节排水比和反应时间时序等，适合我国低C/N比生活污水脱氮难的现状。

Description

一种通过前置部分反硝化耦合氨氧化DEAMOX工艺实现深度脱 氮的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种通过前置部分反硝化耦合氨氧化DEAMOX工艺实现深度脱氮的装置和方法，属于污水处理技术领域

背景技术

在低C/N比条件下，反硝化过程中由于碳源匮乏而出现亚硝积累，这种现象普遍存在于各种污水处理工艺中，在厌氧氨氧化反应被发现前，反硝化过程中引起的亚硝积累一直未引起人们足够的重视，厌氧氨氧化被机理被发现后，部分反硝化产生的亚硝积累可以为厌氧氨氧化反应提供底物，因此部分反硝化反应通常与厌氧氨氧化反应耦合进行深度脱氮。

厌氧氨氧化技术作为过去十几年来污水无处理领域的革新性技术，与传统的硝化-反硝化脱氮方式相比具有明显的优势，彻底改变过去需要投加碳源才能脱氮的传统途径，无需外加碳源，不需要曝气，降低曝气能耗，使剩余污泥产量降至最近，如果以颗粒污泥形式存在于反应器中，便能维持较高的容积负荷率，不仅可以节省占地，还可以节省投资。此外能量消耗减少意味着二氧化碳排放的降低，因此厌氧氨氧化技术具有明显的可持续性。

发明内容

本发明提供的是一种通过前置部分反硝化耦合氨氧化DEAMOX工艺实现深度脱氮的装置和方法，此发明解决了现有污水脱氮技术效率低、能耗高，污泥处置费用高，适合我国低C/N比生物污水碳源缺乏的现状。

一种通过前置部分反硝化氨氧化DEAMOX工艺实现深度脱氮的装置，其特征在于：包括原水水箱(1)、进水泵(2)、SBR反应器(3)、搅拌器(4)、气泵(5)、排水阀(6)、排泥阀(7)和固定填料(8)，固定填料采用聚乙烯塑料环，比表面密度为450-500㎡/m³，填料填充比为30％-40％。

应用所述装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)生活污水由原水水箱(1)通过进水泵(2)进入SBR反应器(3)，进水10min，充水比0.5，进水完成后，开启搅拌器(4)进行缺氧搅拌，控制转速为50-70r/min反应3h；

2)反应完成后关闭搅拌器(4)，开启气泵(5)进行好氧曝气，控制溶解氧浓度2～4mg/L，待氨氮完全转化为硝态氮后硝化完成，反应时间为2h，关闭气泵(5)，静止沉淀30min进行泥水分离，然后利用排水阀(6)进行排水，排水比为0.5；

3)每天运行4个周期，每个周期结束后利用排泥阀(7)进行排泥，控制絮体活性污泥的污泥龄12-15天，污泥浓度为3000-4000mg/L，VSS/MLSS在0.7～0.8。

控制转速为50-70r/min，防止转速过快使得生物膜脱落，同时使得反应器内微生物和底物充分混合进行反应。絮体活性污泥中具有部分反硝化性能的反硝化菌利用原水中的有机物进行部分反硝化反应，即将上周期产生的硝态氮首先还原为亚硝态氮(NO₃ ^--N→NO₂ ^--N)，产生的亚硝态氮和原水中的氨氮进入到固定填料表面，填料表面附着的厌氧氨氧化菌利用部分反硝化产生的亚硝态氮和原水中的氨氮作为底物发生厌氧氨氧化反应进行脱氮(NO₂ ^--N+NH₄ ⁺-N→N₂)，此过程产生的氮气释放到空气中，反应时间为3h。

每天运行4个周期，每个周期结束后通过排泥阀(7)进行排泥，控制絮体活性污泥的污泥龄12-15天，污泥浓度为3000-4000mg/L，VSS/MLSS在0.7～0.8，保证反硝化菌和硝化菌的较高活性。

本发明体提供的是一种通过前置部分反硝化氨氧化DEAMOX工艺实现深度脱氮的装置和方法，具有以下四个优点：

(1)部分反硝化只进行到亚硝阶段(NO₃ ^--N→NO₂ ^--N)，与全程反硝化相比，节省碳源；

(2)厌氧氨氧化自养脱氮，不需要有机物，并且在缺氧环境下进行无需曝气，因此节省碳源和曝气能耗；

(3)厌氧氨氧化容积负荷高，与普通活性污泥法相比，更节省占地面积和投资费用；

(4)污泥产量低，节省污泥处理费用，同时避免了污泥产生的二次污染问题。

附图说明

图1为一种通过前置部分反硝化耦合氨氧化DEAMOX工艺实现深度脱氮的装置，图中：1-原水水箱，2-进水泵，3-SBR反应器，4-搅拌器，5-气泵，6-排水阀，7-排泥阀，8-固定填料。

具体实施方式

结合附图详细说明本发明的实施方案

1)生活污水首先由原水水箱(1)通过进水泵(2)进入SBR反应器(3)，进水10min，充水比0.5，进水完成后，开启搅拌器(4)进行缺氧搅拌，控制转速为50-70r/min，防止转速过快使得生物膜脱落，同时使得反应器内微生物和底物充分混合进行反应。絮体活性污泥中具有部分反硝化性能的反硝化菌利用原水中的有机物进行部分反硝化反应，将上周期产生的硝态氮首先还原为亚硝态氮(NO₃ ^--N→NO₂ ^--N)，产生的亚硝态氮和原水中的氨氮进入到固定填料表面，填料表面附着的厌氧氨氧化菌利用部分反硝化产生的亚硝态氮和原水中的氨氮作为底物发生厌氧氨氧化反应进行脱氮(NO₂ ^--N+NH₄ ⁺-N→N₂)，此过程产生的氮气释放到空气中，反应时间为3h。

2)厌氧氨氧化反应充分完成后，反应器中的硝态氮和亚硝态氮被完全去除，此时关闭搅拌器(4)，开启气泵(5)进行好氧曝气，此时混合液中剩余的氨氮在硝化菌作用下被氧化为硝态氮(NH₄ ⁺-N+O₂→NO₃ ^--N)，控制溶解氧浓度2～4mg/L，待氨氮完全转化为硝态氮后硝化反应完成，反应时间为2h，关闭气泵(5)，静止沉淀30min进行泥水分离，然后利用排水阀(6)进行排水，排水比为0.5。

3)每天运行4个周期，每个周期结束后通过排泥阀(7)进行排泥，控制絮体活性污泥的污泥龄12-15天，污泥浓度为3000-4000mg/L，VSS/MLSS在0.7～0.8，保证反硝化菌和硝化菌的较高活性。

为考察此发明的脱氮性能，以北京某高校家属区化粪池污水为实验用水进行研究。实验期间进出水水质和运行参数如下(平均值)：

实验期间出水COD、BOD、NH₃-N、TN等技术指标均稳定达到国家一级A标准。

以上内容是结合具体的实验实施方式对本发明所做的进一步详细说明，便于该领域技术人员更好地理解和应用本发明，不能认为本发明的具体实施只限于这些说明，因此该领域技术人员对本发明所做的简单改进都在本发明保护范围之内。

Claims (1)

1.一种通过前置部分反硝化氨氧化DEAMOX工艺实现深度脱氮的方法，所用装置包括原水水箱(1)、进水泵(2)、SBR反应器(3)、搅拌器(4)、气泵(5)、排水阀(6)、排泥阀(7)和固定填料(8)，固定填料采用聚乙烯塑料环，比表面密度为450-500㎡/m³，填料填充比为30％-40％；

其特征在于，包括以下步骤：

1)生活污水由原水水箱(1)通过进水泵(2)进入SBR反应器(3)，进水10min，充水比0.5，进水完成后，开启搅拌器(4)进行缺氧搅拌，控制转速为50-70r/min反应3h；

2)反应完成后关闭搅拌器(4)，开启气泵(5)进行好氧曝气，控制溶解氧浓度2～4mg/L，待氨氮完全转化为硝态氮后硝化完成，反应时间为2h，关闭气泵(5)，静止沉淀30min进行泥水分离，然后利用排水阀(6)进行排水，排水比为0.5；

3)每天运行4个周期，每个周期结束后利用排泥阀(7)进行排泥，控制絮体活性污泥的污泥龄12-15天，污泥浓度为3000-4000mg/L，VSS/MLSS在0.7～0.8。