CN105384247B - 一种通过a/o生物膜工艺实现部分反硝化耦合厌氧氨氧化脱氮的方法 - Google Patents

一种通过a/o生物膜工艺实现部分反硝化耦合厌氧氨氧化脱氮的方法 Download PDF

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Abstract

一种通过A/O生物膜工艺实现部分反硝化耦合厌氧氨氧化脱氮的方法,属于市政污水处理技术领域。生活污水和回流硝化液首先进入A/O反应器首端,在缺氧区通过固定填料(5)上的反硝化菌进行部分反硝化反应,反应产生的亚硝酸盐和原水中的氨氮通过固定填料(5)上附着的厌氧氨氧化菌进行厌氧氨氧化反应脱氮,然后混合液中剩余的氨氮进入好氧区(4)进行好氧硝化反应,硝化完成后排放。本发明通过控制缺氧区(3)的HRT和硝化液回流比维持部分反硝化产生亚硝积累,并通过长污泥龄的固定填料附着厌氧氨氧化菌,从而进行厌氧氨氧化反应脱氮,更加节省能源和能耗,适合我国低C/N比生活污水同步深度脱氮除磷难的现状。

Description

一种通过A/Ο生物膜工艺实现部分反硝化耦合厌氧氨氧化脱 氮的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及的一种通过A/0生物膜工艺实现部分反硝化耦合厌氧氨氧化脱氮的方 法,属于污水处理技术领域,是一种实现低C/N的城市生活污水深度脱氮的行之有效的方 法。
背景技术
[0002] 近几十年来,水中氮等营养元素引起的富营养化问题日益严重,成为水污染治理 的重点和难点;同时,随着世界各国污水排放标准的不断提高,许多新建、现存及改造的污 水处理厂都面临着更严格的氮排放标准,也就是面临着如何使生物脱氮工艺设计、运行更 合理化、科学化而达到排放标准的问题。
[0003] 废水中氮的去除方法有物理法、化学法和生物法三种,而生物法脱氮又被公认为 是一种经济、有效和最有发展前途的方法之一。目前,废水的脱氮处理大多采用活性污泥生 物处理法。现有的活性污泥法采用的传统硝化反硝化技术存在诸多弊端:比如污泥龄矛盾、 碳源竞争矛盾,能耗高,处理效率低等问题;同时,活性污泥法运行过程中,若管理不当极易 出现污泥膨胀、污泥解体、污泥上浮及泡沫问题,从而导致处理效果不佳,出水水质不达标; 此外,活性污泥法处理生活污水,会产生大量的剩余污泥,目前污泥的处理是一大难题,不 仅处理费用高,而且处置不当会引起二次污染。在氮素污染日趋严重以及治理费用不堪重 负的双重压力下,世界各国纷纷加大了对生物脱氮的研究力度,研究和开发高效、经济的污 水生物脱氮新工艺成为当前研究的核心和热点。
[0004] 生物膜法是通过附着在填料表面生长和增殖的细菌等微生物,形成膜状活性生物 污泥生物膜,利用生物膜降解污水中的营养物质的生物处理方法。与活性污泥法相比,生物 膜法具有操作管理方便、运行费用低廉、微生物多样化、微生物量高的特点,对进水的水质 与水量变化有着很强的适应能力,克服了活性污泥法中污泥丝状膨胀的缺点,剩余污泥产 量低,节省了污泥处理费用。由于微生物固着于填料的表面,生物固体停留时间与水力停留 时间无关,因此世代周期长、增值速度较慢的厌氧氨氧化菌、硝化菌等微生物能够在填料上 附着生长繁殖,提高处理工艺的硝化和脱氮效果。
[0005] 从生物脱氣途径【硝化过程:NH4+—N〇2 —N〇3 ;反硝化过程:N〇3 —N〇2 —NO—N2O— N2】上分析,可以发现:通过控制适宜的运行条件,NO2-积累不仅发生短程硝化过程中,而且 在反硝化过程中也能实现勵「积累。已有研究表明:相对于短程硝化而言,部分反硝化(NO, 还原过程控制在MV阶段)不受DO的影响,更容易稳定的实现较高的MV积累,并且反应过 程控制简单,而且在实际污水处理反硝化过程中NO2-积累的出现十分普遍,特别在处理低C/ N比生活污水的反硝化过程中更容易发生,利用缺氧区部分反硝化产生的亚硝和原水中的 氨氮进行厌氧氨氧化反应,相对于全程反硝化节省了碳源,且减少了进入到好氧区混合液 中氨氮浓度,减少了硝化作用氨氮去除量,进一步节省能源。本发明将部分反硝化耦合厌氧 氨氧化技术应用到生物膜法工艺中,充分结合了两者的优点,在节能降耗的同时,实现了深 度脱氮。
发明内容
[0006] 本发明提供的是一种通过A/0生物膜工艺实现部分反硝化耦合厌氧氨氧化脱氮的 方法,此发明解决了原水碳源不足、污泥处置费用高等问题,在节能降耗的同时,实现了深 度脱氮。
[0007] 所用装置主要包括原水水箱(1)和A/0反应器(10);其中A/0反应器(10)依次设有 缺氧区⑶和好氧区(4);缺氧区⑶放置有固定填料(5),填料填充率为30〜45%,好氧区 (4)放置有悬浮填料(6),填充率为30〜45 % ;并且固定填料(5)和悬浮填料(6)均采用直径 为25〜50mm聚丙烯空心环,其密度为0.98〜1.00g/cm3,孔隙率为94〜96 % ;
[0008] 在固定填料⑶上同时富集生长反硝化菌和厌氧氨氧化菌,悬浮填料(4)富集生长 硝化菌。其方法为:生活污水和回流硝化液首先进入A/0反应器首端,在缺氧区⑶通过固定 填料(5)上的反硝化菌进行部分反硝化反应,反应产生的亚硝酸盐和原水中的氨氮通过固 定填料(5)上附着的厌氧氨氧化菌进行厌氧氨氧化反应脱氮,然后混合液中剩余的氨氮进 入好氧区⑷进行好氧硝化反应,硝化完成后排放。
[0009] 本发明提供的是一种通过A/0生物膜工艺实现部分反硝化耦合厌氧氨氧化脱氮的 方法,其特征在于,包括以下步骤:
[0010] 1)生活污水由原水水箱⑴通过进水栗(2)进入A/0反应器(10)缺氧区(3),在固定 填料(5)附着的反硝化菌的作用下,与通过回流栗(5)回流的硝化液充分混合,利用生活污 水原水中含有的碳源进行反硝化反应,并通过控制生活污水原水中的有机物浓度(C/N比在 2.5〜3之间)和缺氧区水力停留时间〇«^ = 211)将^)3_4还原控制在还原为^)2_-哪介段,实 现部分反硝化;
[0011] 2)缺氧区(3)固定填料(5)上附着的反硝化菌部分反硝化作用产生的亚硝酸盐 NOiT-N同时与原水中的氨氮在固定填料(5)上附着的厌氧氨氧化菌作用下继续进行厌氧氨 氧化反应脱氮,MV-N和氨氮被还原为氮气后释放到空气中,反应完全后混合液进入A/Ug 应器(10)的好氧区。
[0012] 3)混合液中剩余的氨氮在A/0反应器(10)的好氧区⑷通过悬浮填料(6)上富集生 长的硝化菌发生硝化反应,通过曝气栗(8)和曝气头(7)控制A/0反应器(10)好氧区(4)的DO 在2〜4mg/L范围内,硝化反应完成后出水排放。
[0013] 4)通过进水栗(2)控制A/0反应器(10)整体水力停留时间HRT为6h,并通过A/0反应 器(10)中的隔板,使缺氧区⑶与好氧区⑷容积比为1:2,从而使缺氧区(3)水力停留时间 HRT为2h,好氧区⑷水力停留时间HRT为4h。
[0014] 本发明提供的一种通过A/0生物膜工艺实现部分反硝化耦合厌氧氨氧化脱氮的方 法,具有以下四个优点:
[0015] (1)采用部分反硝化耦合厌氧氨氧化技术,节省碳源和能源;
[0016] (2)采用生物膜法,克服了活性污泥法中污泥丝状膨胀的缺点,运行管理更加灵活 方便,便于推广应用;
[0017] (3)采用生物膜工艺,不产生剩余污泥,节省污泥处理费用,而且解决了污泥处理 难得问题,不会产生二次污染;
[0018] ⑷适合低C/N比生活污水,实现深度脱氮;
附图说明
[0019] 附图1为A/0生物膜工艺实现部分反硝化耦合厌氧氨氧化脱氮的装置
[0020] 图1中:1-原水水箱,2-进水栗,3-缺氧区,4-好氧区,5-固定填料,6-悬浮调料,7-曝气头,8-曝气栗,9-回流栗,10-A/0反应器;
具体实施方式
[0021] 结合附图详细说明本发明的实施方案。A/0反应器(10)总体积为50L,总有效体积 为35L,并设有9个格,其中前4格为放置有固定填料(5)的缺氧区(3),填料填充率为30〜 45%,后5格为放置有悬浮填料(6)的好氧区(4),填充率为30〜45 % ;
[0022] 1)生活污水由原水水箱⑴通过进水栗(2)进入A/0反应器(10)缺氧区(3),在固定 填料(5)附着的反硝化菌的作用下,与通过回流栗(5)回流的硝化液充分混合,利用生活污 水原水中含有的碳源进行反硝化反应,并通过控制生活污水原水中的有机物浓度(C/N比在 2.5〜3之间)和缺氧区水力停留时间〇«^ = 211)将^)3_4还原控制在还原为^)2_-哪介段,实 现部分反硝化;
[0023] 2)缺氧区(3)固定填料(5)上附着的反硝化菌部分反硝化作用产生的亚硝酸盐 NOiT-N同时与原水中的氨氮在固定填料(5)上附着的厌氧氨氧化菌作用下继续进行厌氧氨 氧化反应脱氮,MV-N和氨氮被还原为氮气后释放到空气中,反应完全后混合液进入A/Ug 应器(10)的好氧区。通过进水栗⑵控制A/0反应器(10)整体水力停留时间HRT为6h,并通过 A/0反应器(10)中的隔板,使缺氧区⑶与好氧区⑷容积比为1:2,从而使缺氧区⑶水力停 留时间HRT为2h,好氧区(4)水力停留时间HRT为4h。
[0024] 3)混合液中剩余的氨氮在A/0反应器(10)的好氧区⑷通过悬浮填料(6)上富集生 长的硝化菌发生硝化反应,通过曝气栗(8)和曝气头(7)控制A/0反应器(10)好氧区(4)的DO 在2〜4mg/L范围内,硝化反应完成后出水排放。
[0025] 以北京某高校家属区生活污水为处理对象,考察了此系统的脱氮性能。实验期间 进出水水质和运行参数如下(平均值):
Figure CN105384247BD00051
[0027] 实验期间出水(》0、800、见134、了~等技术指标均稳定达到国家一级4标准。
[0028] 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. I. 一种通过A/ο生物膜工艺实现部分反硝化耦合厌氧氨氧化脱氮的方法,其特征在于: 所用装置主要包括原水水箱(1)和A/Ο反应器(10);其中A/Ο反应器(10)依次设有缺氧 区⑶和好氧区⑷;缺氧区⑶放置有固定填料(5),填料填充率为30〜45%,好氧区⑷放 置有悬浮填料(6),填充率为30〜45% ;并且固定填料⑸和悬浮填料⑹均采用直径为25〜 50mm聚丙烯空心环,其密度为0.98〜1.00g/cm3,孔隙率为94〜96 % ; 包括以下步骤: 1) 生活污水由原水水箱⑴通过进水栗(2)进入A/Ο反应器(10)缺氧区(3),在固定填料 (5)附着的反硝化菌的作用下,与通过回流栗(5)回流的硝化液充分混合,利用生活污水原 水中含有的碳源进行反硝化反应,并通过控制生活污水原水中的C/N比在2.5〜3之间和缺 氧区水力停留时间HRT = 2h,将N03—-N还原控制在还原为NO2--N阶段,实现部分反硝化; 2) 缺氧区(3)固定填料⑸上附着的反硝化菌部分反硝化作用产生的亚硝酸盐NOiT-N同 时与原水中的氨氮在固定填料(5)上附着的厌氧氨氧化菌作用下继续进行厌氧氨氧化反应 脱氮,NOf-N和氨氮被还原为氮气后释放到空气中,反应完全后混合液进入A/Ο反应器(10) 的好氧区; 3) 混合液中剩余的氨氮在A/Ο反应器(10)的好氧区⑷通过悬浮填料(6)上富集生长的 硝化菌发生硝化反应,通过曝气栗(8)和曝气头(7)控制A/Ο反应器(10)好氧区(4)的DO在2 〜4mg/L范围内,硝化反应完成后出水排放; 4) 通过进水栗(2)控制A/Ο反应器(10)整体水力停留时间HRT为6h,并通过A/Ο反应器 (10)中的隔板,使缺氧区⑶与好氧区⑷容积比为1:2,从而使缺氧区⑶水力停留时间HRT 为2h,好氧区⑷水力停留时间HRT为4h。
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