CN108946940B - 一种处理低碳氮比废水的一体化装置及其运行方法 - Google Patents

一种处理低碳氮比废水的一体化装置及其运行方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108946940B
CN108946940B CN201810644687.0A CN201810644687A CN108946940B CN 108946940 B CN108946940 B CN 108946940B CN 201810644687 A CN201810644687 A CN 201810644687A CN 108946940 B CN108946940 B CN 108946940B
Authority
CN
China
Prior art keywords
biological filter
pump
heterotrophic
water
short
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810644687.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108946940A (zh
Inventor
黄辉
彭冲
任洪强
张徐祥
耿金菊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing University
Original Assignee
Nanjing University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing University filed Critical Nanjing University
Priority to CN201810644687.0A priority Critical patent/CN108946940B/zh
Priority to JP2018136272A priority patent/JP6432961B1/ja
Publication of CN108946940A publication Critical patent/CN108946940A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108946940B publication Critical patent/CN108946940B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/30—Aerobic and anaerobic processes
    • C02F3/301—Aerobic and anaerobic treatment in the same reactor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/30—Aerobic and anaerobic processes
    • C02F3/302—Nitrification and denitrification treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/30—Aerobic and anaerobic processes
    • C02F3/302—Nitrification and denitrification treatment
    • C02F3/307—Nitrification and denitrification treatment characterised by direct conversion of nitrite to molecular nitrogen, e.g. by using the Anammox process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/16—Nitrogen compounds, e.g. ammonia
    • C02F2101/166—Nitrites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2203/00—Apparatus and plants for the biological treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2203/004—Apparatus and plants for the biological treatment of water, waste water or sewage comprising a selector reactor for promoting floc-forming or other bacteria
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2203/00—Apparatus and plants for the biological treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2203/006—Apparatus and plants for the biological treatment of water, waste water or sewage details of construction, e.g. specially adapted seals, modules, connections
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/005—Processes using a programmable logic controller [PLC]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2301/00—General aspects of water treatment
    • C02F2301/04—Flow arrangements
    • C02F2301/043—Treatment of partial or bypass streams
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/14—Maintenance of water treatment installations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Abstract

本发明公开了一种处理低碳氮比废水的一体化装置及其运行方法，所述装置包括进水池、短程硝化生物滤池、异养‑硫自养反硝化生物滤池、出水池、进水泵、气泵与曝气装置、出水泵兼回流泵、反冲洗泵、PLC控制器以及相关控制阀门，一体化装置的运行方法包括以下步骤：S1：按照高度比例投加填料，污泥接种处理；S2：短程硝化处理；S3：亚硝态氮在异养与自养条件下进行反硝化过程；S4：进行反冲洗处理。本发明的一体化装置，不用外加有机碳源，且能有效降低硫自养反硝化过程中的硫酸盐产生，提高对低碳氮比废水的处理效果，并有效降低系统能耗，成本低廉。

Description

一种处理低碳氮比废水的一体化装置及其运行方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种处理低碳氮比废水的一体化装置及其运行方法。
背景技术
生物法是目前我国生活污水脱氮的主要应用技术，其中，充足的碳源是生物脱氮高效进行的关键，当污水中C/N比低于3.4时，反硝化过程会受到抑制，我国城市生活污水中普遍存在碳源不足的问题，严重影响污水处理的效果，因此，低碳氮比城市污水的处理是当前污水处理领域的热点之一，常规的应对方法如添加有机碳源如甲醇、乙酸钠和葡萄糖等，增加了处理成本且存在出水有机物污染的问题，近些年来，自养反硝化技术成为生物脱氮领域的热点之一，尤其是硫自养反硝化由于其处理成本低、效果稳定等优势成为研究应用的主要技术。
短程硝化反硝化在处理低碳氮比废水时也具有明显的优势，相较于传统的异养反硝化，减少了将硝态氮反硝化还原为亚硝态氮的过程，因此减少了碳源需求量。但是短程硝化反硝化过程中条件参数难以控制，有研究表明，一定浓度的硫化物能对硝酸细菌(NOB)能产生较好的抑制作用，能够促进亚硝酸盐的累积与短程硝化的进行，且硫自养微生物可以利用硫离子将硝态氮、亚硝态氮等转化为氮气，而且，目前将短程硝化过程与异养-硫自养反硝化过程结合处理废水的研究较少报道。
低碳氮比废水的处理也是废水治理领域的难点之一，目前关于处理低碳氮比废水的研究较多，多数的解决方法是提供新型碳源或者采用新型工艺，从而降低处理成本，如：中国专利号：201310723769.1，公开日：2015年05月02 日，公开了一份低碳氮比污水自养脱氮同步污泥发酵耦合反硝化的方法，该发明涉及一种将回流污泥发酵产生碳源回流用于反硝化过程，并利用污水驯化出厌氧氨氧化细菌，使短程硝化过程产生的亚硝态氮和污水中的氨氮进行厌氧氨氧化反应，达到总氮的去除。但此类专利装置一般结构较为复杂，启动时间较长，且对过程中反应条件的控制较为严格，较难以在真实情况下应用。
发明内容
本发明解决的技术问题是：针对现有处理低碳氮比废水处理技术中，由于反硝化脱氮效率受进水中C/N影响需要额外投加碳源，造成污水处理过程中能耗大，出水有受有机物残留污染的影响，出水水质得不到保证等问题，提供了一种无需额外投加有机碳源的一体化处理装置，将短程硝化与异养-硫自养反硝化脱氮过程结合，对低碳氮比废水有较好的总氮去除效果，利用价格相对低廉的硫单质进行一部分的硫自养反硝化脱氮，有效降低能耗与占地面积，结构简单，实用方便。
本发明的技术方案：一种处理低碳氮比废水的一体化装置，包括进水池、短程硝化生物滤池、异养-硫自养反硝化生物滤池，出水池、出水泵兼回流泵，进水泵、反冲洗泵、PLC控制器以及相关控制阀门，所述进水泵与所述进水池和短程硝化生物滤池通过管道连接，所述短程硝化生物滤池为方形结构，从下往上排列为进水区与曝气区、第三填料层以及溢流堰，短程硝化生物滤池连接有气泵与曝气装置，所述气泵与曝气装置为与气泵相连通往底部的微型曝气装置；所述异养-硫自养反硝化生物滤池为方形结构，上部为一可拆卸的带排气口的圆盘状封盖，中间填料层由上到下分别为第二填料层和第一填料层，底部为承托层与出水区,出水泵兼回流泵与处理装置和出水池通过管道相连接，所述反冲洗泵进行反冲洗处理，处理过程中由PLC控制器联合气泵与曝气装置控制装置内污水溶解氧浓度在1.0mg/L，在短程硝化生物滤池中进行短程硝化反应，增加亚硝酸盐的累积，在异养-硫自养反硝化池中进行异养与硫自养耦合反硝化脱氮，同时进行有机物的去除，出水池中一部分出水可作为反冲洗水经由反冲洗泵对反应装置内填料进行反冲洗，反冲洗后废水进入进水池。
进一步的，所述短程硝化生物滤池内第三填料层为陶粒，直径为3-5mm，进水区与曝气区采用一有机玻璃带孔隔板。
进一步的，所述异养-硫自养反硝化生物滤池上部第二填料层为硫颗粒，直径为2-4mm，下部第一填料层为陶粒，直径为3-5mm。
进一步地，在装置启动20-30天后，在进水采用添加100-150mg/L的Na2S- S，且出水回流至短程硝化生物滤池与所述异养-硫自养反硝化生物滤池，循环处理24-48小时，直至污水中硫化物绝大部分转化为硫酸盐，对硝化滤池中的硝酸菌(NOB)进行连续活性抑制,使氨氧化细菌(AOB)逐渐成为优势种群。
进一步地，异养-硫自养反硝化生物滤池上部分硫颗粒表面主要进行硫自养反硝化，下部分陶粒表面主要进行异养反硝化，控制滤速，保证相应的停留时间，启动20-30天，培养出硫自养型生物膜。
更进一步的，曝气装置控制硝化生物滤池中溶解氧浓度在1.0mg/L，确保硝化反应的有效进行，并使废水中氧气随着硝化反应的进行得到去除，为缺氧条件下的反硝化过程提供条件。
更进一步的，在使用硫化物处理短程硝化滤池后，出水回流比设为100％，之后减少回流比直至0％。
应用该装置处理低碳氮废水的方法，包括以下步骤：
S1：在两个生物滤池中按照高度比例投加填料，其中短程硝化生物滤池中投加陶粒填料至装置总高度的70％，进行好氧硝化活性污泥接种，控制污泥浓度控制在2000-3300mg/L，进水阶段为15-30min，然后进行超声波振荡处理，控制超声波频率为30-50kHz，先曝气超声波振荡20-30min，再缺氧超声波振荡 10-15min，期间曝气/缺氧的循环时间为25min，保证曝气超声波振荡的溶解氧浓度保持在0.8-1.5mg/L，当曝气超声波振荡时的溶解氧浓度在2min内上升至 1.7mg/L停止曝气，调节超声波频率为55kHz，处理时间为45min，排水20min，异养-硫自养反硝化生物滤池下部分第一填料层投加陶粒填料至装置总高度的40％，上部分第二填料层投加硫粒占装置总高度的30％，进行缺氧反硝化污泥接种，控制污泥浓度在2500-3000mg/L，控制超声波频率为25-35kHz，超声振荡周期处理为3-5h，接种后，整体装置由进水泵通入低碳氮比废水驯化20-30天；
S2：向进水中添加100-150mg/L的Na2S-S，出水等量地经出水泵兼回流泵与回流阀门回流至短程硝化生物滤池与异养-硫自养反硝化生物滤池中，控制出水泵兼回流泵以3L/min的速度进行出水和回流，水力的停留时间为20-30min，控制短程硝化生物滤池温度为30-50℃，异养-硫自养反硝化生物滤池温度为25-45℃，均使用微波进行加温处理，调节两池的pH值为7-9，处循环处理24- 48小时，利用其中的硫离子进行自养反硝化脱氮，硫离子基本反应完全后由出水阀排放至出水池；
S3：装置的正常运行：经过硫化物处理后，短程硝化生物滤池中氨氧化细菌(AOB)细菌占优势地位，实现亚硝酸盐累积，经过溢流堰出水进入异养-硫自养反硝化生物滤池中，打开出水泵兼回流泵，控制温度为25-45℃，溶解氧的浓度为0.3-0.6mg/L，主要进行亚硝态氮在异养与自养条件下的反硝化过程，并进行有机物的去除，对于未处理达标的废水，仍由出水泵兼回流泵与回流阀门进行回流；
S4：运行一段时间后，由PLC控制器控制反冲洗泵、第一反冲洗阀门和第二反冲洗阀门分别对反应装置中的短程硝化生物滤池以及异养-硫自养反硝化生物滤池进行反冲洗，进行反冲洗时，对短程硝化生物滤池和异养-硫自养反硝化生物滤池内的废水进行排出，保证含水量为15％，先进行气冲持续时间为6min，气冲强度为25m/h，再进行水冲洗分为两个阶段，第一阶段水冲强度为30m/h，持续时间为5min，第二阶段水冲强度为15m/h，持续时间为4min，期间控制温度为30-35℃，通过反冲洗水排入进水池，以上过程中水泵和阀门的开闭均由 PLC控制器进行控制。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明装置及其运行方法，能够有效降低处理低碳氮比废水的能耗，耦合了短程硝化与异养-硫自养反硝化，利用异养反硝化与硫自养反硝化同步脱氮，异养反硝化产生的碱度提供给硫自养反硝化，且增强了污水处理过程中对于水力冲击负荷的处理效率。
(2)采用硫化物处理好氧硝化活性污泥，使氨氧化细菌(AOB)成为优势种群，微生物的驯化与筛选过程简便易操作。
(3)处理好氧活性污泥中使用的硫化物可以作为硫自养反硝化过程中的电子供体，避免了其他操作方式如亚硝酸、游离氨处理短程硝化池等操作过程中产生的物质损耗和对反应整体过程的影响。
附图说明
图1是本发明装置的结构示意图。
其中，1-进水池、2-第一填料层、3-第二粒填料层、4-溢流堰、5-气泵与曝气装置、6-第三填料层、7-进水泵、8-出水泵兼回流泵、9-进水区与曝气区、10-承托层与出水区、11-出水池、12-反冲洗泵、13-短程硝化生物滤池、14-异养-硫自养反硝化生物滤池、15-反冲洗布水装置、16-PLC控制器、17-第一反冲洗阀门、18-第二反冲洗阀门、19-出水阀、20-回流阀门、21-反冲洗布水装置。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
如图1所示的一种处理低碳氮比废水的一体化装置，包括进水池1、短程硝化生物滤池13、异养-硫自养反硝化生物滤池14、出水池11、进水泵7、气泵与曝气装置5、出水泵兼回流泵8、反冲洗泵12、PLC控制器16以及相关控制阀门，进水泵7与进水池1和短程硝化滤池13通过管道连接，短程硝化滤池为方形结构，内部从下往上排列为进水区与曝气区9、第三填料层6以及溢流堰4，短程硝化生物滤池13连接有气泵与曝气装置5，气泵与曝气装置5为与气泵相连通往底部的微型曝气装置；异养-硫自养反硝化滤池14为方形结构，上部为一可拆卸的带排气口的圆盘状封盖，填料层由上到下分别为第二填料层 3和第一填料层2，底部为承托层与出水区10,出水泵兼回流泵8、出水阀19与反应装置和出水池11通过管道相连接，部分未处理达标的污水经过出水泵兼回流泵8与回流阀门20进行回流处理，处理过程中由PLC控制器联合气泵与曝气装置5控制反应器内污水溶解氧浓度在1.0mg/L，在短程硝化滤池13中进行短程硝化反应过程，增加亚硝酸盐的累积，在异养-硫自养反硝化池14中进行异养反硝化与硫自养反硝化脱氮，同时进行有机物的去除，出水池中一部分水体可作为反冲洗水经由反冲洗泵12、第一反冲洗阀门17与第二反冲洗阀门18分别对反应装置内短程硝化生物滤池与异养-硫自养反硝化生物滤池进行反冲洗，反冲洗后水体进入进水池。
利用本装置进行处理低碳氮废水的方法，包括以下步骤：
S1：在两个生物滤池中按照高度比例投加填料，其中短程硝化生物滤池13中第三填料层6投加陶粒填料至装置总高度的70％，直径为3mm，进行好氧硝化活性污泥接种，控制污泥浓度控制在2000mg/L，进水阶段为15min，然后进行超声波振荡处理，控制超声波频率为30kHz，先曝气超声波振荡20min，再缺氧超声波振荡10min，期间曝气/缺氧的循环时间为25min，保证曝气超声波振荡的溶解氧浓度保持在0.8mg/L，当曝气超声波振荡时的溶解氧浓度在 2min内上升至1.7mg/L停止曝气，调节超声波频率为55kHz，处理时间为 45min，排水20min；异养-硫自养反硝化生物滤池14下部分第一填料层2投加陶粒填料至装置总高度的40％，直径为3mm，上部分第二填料层3投加硫粒占装置总高度的30％，直径为2mm，进行缺氧反硝化污泥接种，控制污泥浓度在 2500mg/L，控制超声波频率为25kHz，超声振荡周期处理为3h，接种后，整体装置由进水泵7通入低碳氮比废水驯化20天；
S2：向进水中添加100mg/L的Na2S-S，出水等量地经出水泵兼回流泵8与回流阀门20回流至短程硝化生物滤池13与异养-硫自养反硝化生物滤池14中，控制出水泵兼回流泵8以3L/min的速度进行出水和回流，水力的停留时间为 20min，控制短程硝化生物滤池13温度为30℃，异养-硫自养反硝化生物滤池 14温度为25℃，均使用微波进行加温处理，调节两池的pH值为7，处循环处理24小时，利用其中的硫离子进行自养反硝化脱氮，硫离子基本反应完全后由出水阀19排放至出水池11；
S3：装置的正常运行：经过硫化物处理后，短程硝化生物滤池中氨氧化细菌(AOB)细菌占优势地位，实现亚硝酸盐累积，经过溢流堰4出水进入异养- 硫自养反硝化生物滤池14中，控制温度为25℃，溶解氧的浓度为0.3mg/L，主要进行亚硝态氮在异养与自养条件下的反硝化过程，并进行有机物的去除，对于未处理达标的废水，仍由出水泵兼回流泵8与回流阀门20进行回流；
S4：运行一段时间后，由PLC控制器控制反冲洗泵12、第一反冲洗阀门17 和第二反冲洗阀门18分别对反应装置中的短程硝化生物滤池13以及异养-硫自养反硝化生物滤池14进行反冲洗，进行反冲洗时，对短程硝化生物滤池13和异养-硫自养反硝化生物滤池14内的废水进行排出，保证含水量为15％，先进行气冲持续时间为6min，气冲强度为25m/h，再进行水冲洗分为两个阶段，第一阶段水冲强度为30m/h，持续时间为5min，第二阶段水冲强度为15m/h，持续时间为4min，期间控制温度为30-35℃，通过反冲洗水排入进水池，以上过程中水泵和阀门的开闭均由PLC控制器16进行控制。
使用该装置和方法处理污水的水质参数为：进水COD 240-260mg/L、TN浓度为75-86mg/L、氨氮浓度为65-72mg/L、进水几乎不含亚硝态氮，SS为22- 25mg/L。短程硝化滤池内部填料为陶粒，异养-硫自养反硝化滤池为陶粒填料与硫颗粒，进水经过过滤等前处理去除较大颗粒的固体物质以及悬浮物质后进入进水池。在前期生物膜驯化过程中，COD的去除率逐渐上升，待基本稳定后，其出水COD维持在25-30mg/L,TN:11-14mg/L,SS:1.8-3.4mg/L，硫酸根：105- 116mg/L，其COD与TN的去除率分别达到89.2％与81.0％左右，滤料表面的硝化细菌、异养反硝化细菌以及硫自养反硝化细菌生物膜基本成熟，使用一定浓度的硫化物(125mg/L Na2S-S)处理后1-6天内，其短程硝化滤池亚硝酸累积逐渐上升并达到稳定，亚硝态氮累积率(出水中亚硝态氮/亚硝态氮+硝态氮)逐渐达到75％左右，反应器整体装置出水中COD：22-28mg/L，TN：5.2-6.4mg/L， SS:1.8-3.3mg/L，硫酸根：52-68mg/L,其COD与TN的去除率分别达到90.1％与 91.6％，总氮去除率提高了10.4％左右，且装置能够保持稳定运行，对一定的冲击负荷也也能保持一定的耐受能力。
实施例2
与实施例1不同的是，利用本装置进行处理低碳氮废水的方法，包括以下步骤：
S1：在两个生物滤池中按照高度比例投加填料，其中短程硝化生物滤池13 中第三填料层6投加陶粒填料至装置总高度的70％，直径为4mm，进行好氧硝化活性污泥接种，控制污泥浓度控制在2800mg/L，进水阶段为20min，然后进行超声波振荡处理，控制超声波频率为40kHz，先曝气超声波振荡25min，再缺氧超声波振荡13min，期间曝气/缺氧的循环时间为25min，保证曝气超声波振荡的溶解氧浓度保持在1mg/L，当曝气超声波振荡时的溶解氧浓度在2min之内上升至1.7mg/L以上停止曝气，调节超声波频率为55kHz，处理时间为45min，排水20min；异养-硫自养反硝化生物滤池14下部分第一填料层2投加陶粒填料至装置总高度的40％，直径为4mm，上部分第二填料层3投加硫粒占装置总高度的30％，直径为3mm，进行缺氧反硝化污泥接种，控制污泥浓度在2700mg/L，控制超声波频率为30kHz，超声振荡周期处理为4h，接种后，整体装置由进水泵7通入低碳氮比废水驯化25天；
S2：向进水中添加130mg/L的Na2S-S，出水等量地经出水泵兼回流泵8与阀门20回流至短程硝化生物滤池13与异养-硫自养反硝化生物滤池14中，控制出水泵兼回流泵8以3L/min的速度进行出水和回流，水力的停留时间为 25min，控制短程硝化生物滤池13温度为40℃，异养-硫自养反硝化生物滤池 14温度为35℃，均使用微波进行加温处理，调节两池的pH值为8，处循环处理45小时，利用其中的硫离子进行自养反硝化脱氮，硫离子基本反应完全后由出水阀19排放至出水池11；
S3：装置的正常运行：经过硫化物处理后，短程硝化生物滤池中氨氧化细菌(AOB)细菌占优势地位，实现亚硝酸盐累积，经过溢流堰4出水进入异养- 硫自养反硝化生物滤池14中，控制温度为35℃，溶解氧的浓度为0.5mg/L，主要进行亚硝态氮在异养与自养条件下的反硝化过程，并进行有机物的去除，对于未处理达标的废水，仍由出水泵兼回流泵8与回流阀门20进行回流；
S4：运行一段时间后，由PLC控制器控制反冲洗泵12、第一反冲洗阀门17 和第二反冲洗阀门18分别对反应装置中的短程硝化生物滤池13以及异养-硫自养反硝化生物滤池14进行反冲洗，进行反冲洗时，对短程硝化生物滤池13和异养-硫自养反硝化生物滤池14内的废水进行排出，保证含水量为15％，先进行气冲持续时间为6min，气冲强度为25m/h，再进行水冲洗分为两个阶段，第一阶段水冲强度为30m/h，持续时间为5min，第二阶段水冲强度为15m/h，持续时间为4min，期间控制温度为33℃，通过反冲洗水排入进水池，以上过程中水泵和阀门的开闭均由PLC控制器16进行控制。
使用该装置和方法处理污水的水质参数为：进水COD 180-202mg/L、TN： 55-67mg/L、氨氮：46-55mg/L、SS为20-25mg/L,进水经过过滤等前处理去除较大颗粒固体物质以及悬浮物后进入进水池。在前期的生物膜驯化过程中，COD 的去除率逐渐上升，待基本稳定后，其出水COD维持在22-26mg/L，TN:12- 15mg/L，SS:1.6-3.2mg/L，硫酸根80-92mg/L，其COD与TN的去除率分别达到 87.4％与77.8％左右，滤料表面的硝化细菌、异养反硝化细菌以及硫自养反硝化细菌生物膜基本成熟，使用一定浓度的硫化物(150mg/L Na2S-S)处理后1-10d内，其亚硝酸氮累积率(出水中亚硝态氮/亚硝态氮+硝态氮)逐渐达到74％左右，反应器整体出水中COD：19-24mg/L，TN：4.2-5.6mg/L，SS:1.6-3.2mg/L，硫酸根76-88mg/L,其COD与TN的去除率分别达到了88.5％与91.8％，总氮去除率增加了14％左右，装置能够稳定运行。
实施例3
与实施例1不同的是，利用本装置进行处理低碳氮废水的方法，包括以下步骤：
S1：在两个生物滤池中按照高度比例投加填料，其中短程硝化生物滤池13中第三填料层6投加陶粒填料至装置总高度的70％，直径为3mm，进行好氧硝化活性污泥接种，控制污泥浓度控制在3300mg/L，进水阶段为30min，然后进行超声波振荡处理，控制超声波频率为50kHz，先曝气超声波振荡30min，再缺氧超声波振荡15min，期间曝气/缺氧的循环时间为25min，保证曝气超声波振荡的溶解氧浓度保持在1.5mg/L，当曝气超声波振荡时的溶解氧浓度在 2min之内上升至1.7mg/L以上停止曝气，调节超声波频率为55kHz，处理时间为45min，排水20min；异养-硫自养反硝化生物滤池14下部分第一填料层2，直径为5mm，投加陶粒填料至装置总高度的40％，上部分第二填料层3投加硫粒占装置总高度的30％，直径为4mm，进行缺氧反硝化污泥接种，控制污泥浓度在 3000mg/L，控制超声波频率为35kHz，超声振荡周期处理为5h，接种后，整体装置由进水泵7通入低碳氮比废水驯化30天；
S2：向进水中添加150mg/L的Na2S-S，出水等量地经出水泵兼回流泵8与阀门20回流至短程硝化生物滤池13与异养-硫自养反硝化生物滤池14中，控制出水泵兼回流泵8以3L/min的速度进行出水和回流，水力的停留时间为 30min，控制短程硝化生物滤池13温度为50℃，异养-硫自养反硝化生物滤池 14温度为45℃，均使用微波进行加温处理，调节两池的pH值为9，处循环处理48小时，利用其中的硫离子进行自养反硝化脱氮，硫离子基本反应完全后由出水阀19排放至出水池11；
S3：装置的正常运行：经过硫化物处理后，短程硝化生物滤池中氨氧化细菌(AOB)细菌占优势地位，实现亚硝酸盐累积，经过溢流堰4出水进入异养- 硫自养反硝化生物滤池14中，控制温度为45℃，溶解氧的浓度为0.6mg/L，主要进行亚硝态氮在异养与自养条件下的反硝化过程，并进行有机物的去除，对于未处理达标的废水，仍由出水泵兼回流泵8与回流阀门20进行回流；
S4：运行一段时间后，由PLC控制器控制反冲洗泵12、第一反冲洗阀门17 和第二反冲洗阀门18分别对反应装置中的短程硝化生物滤池13以及异养-硫自养反硝化生物滤池14进行反冲洗，进行反冲洗时，对短程硝化生物滤池13和异养-硫自养反硝化生物滤池14内的废水进行排出，保证含水量为15％，先进行气冲持续时间为6min，气冲强度为25m/h，再进行水冲洗分为两个阶段，第一阶段水冲强度为30m/h，持续时间为5min，第二阶段水冲强度为15m/h，持续时间为4min，期间控制温度为35℃，通过反冲洗水排入进水池，以上过程中水泵和阀门的开闭均由PLC控制器16进行控制。
使用该装置和方法处理污水的水质参数为：进水COD 192-206mg/L、TN： 68-75mg/L、氨氮：62-66mg/L、SS为21-25mg/L,进水经过过滤等前处理去除较大颗粒固体物质以及悬浮物后进入进水池。在前期的生物膜驯化过程中，COD 的去除率逐渐上升，待基本稳定后，其出水COD维持在18-24mg/L，TN:16- 18mg/L，SS:1.5-3.2mg/L，硫酸根72-94mg/L，其COD与TN的去除率分别达到 89.5％与76.2％左右，滤料表面的硝化细菌、异养反硝化细菌以及硫自养反硝化细菌生物膜基本成熟，使用含有一定浓度的硫化物(100mg/L Na2S-S)处理后1-8d内，其亚硝酸氮累积率(出水中亚硝态氮/亚硝态氮+硝态氮)逐渐达到68％并达到稳定，反应器整体出水中COD：16-23mg/L，TN：6.0-7.2mg/L,SS:1.6- 3.2mg/L，硫酸根82-94mg/L,其COD与TN的去除率分别达到了91.2％与90.7％，总氮去除率提高了14.5％，装置能够稳定运行。
以上对本发明所提供的处理低碳氮比废水的一体化装置及其运行方法进行了详细介绍。本说明书中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想在具体实施方式及应用范围上可能在实施过程中会有改变之处。因此，本说明书记载的内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种处理低碳氮比废水的一体化装置，其特征在于，包括进水池(1)、短程硝化生物滤池(13)、异养-硫自养反硝化生物滤池(14)、出水池(11)、进水泵(7)、气泵与曝气装置(5)、出水泵兼回流泵(8)、反冲洗泵(12)、PLC控制器(16)以及相关控制阀门，所述进水泵(7)与所述进水池(1)和短程硝化生物滤池(13)通过管道连接，所述短程硝化生物滤池(13)为方形结构，从下往上排列为进水区与曝气区(9)、第三填料层(6)以及溢流堰(4)，短程硝化生物滤池(13)连接有气泵与曝气装置(5)，所述气泵与曝气装置(5)为与气泵相连通往底部的微型曝气装置；所述异养-硫自养反硝化生物滤池(14)为方形结构，上部为一可拆卸的带排气口的圆盘状封盖，中间填料层由上到下分别为第二填料层(3)和第一填料层(2)，底部为承托层与出水区(10),出水泵兼回流泵(8)与一体化装置和出水池(11)通过管道相连接，所述反冲洗泵(12)进行反冲洗处理，处理过程中由PLC控制器(16)联合气泵与曝气装置(5)控制装置内污水溶解氧的浓度在1.0mg/L，在短程硝化生物滤池(13)中进行短程硝化反应，增加亚硝酸盐的累积，在异养-硫自养反硝化生物滤池(14)中进行异养与硫自养耦合反硝化脱氮，同时进行有机物的去除，出水池中一部分出水作为反冲洗水经由反冲洗泵(12)对一体化装置内填料进行反冲洗，反冲洗后废水进入进水池。
2.根据权利要求1所述的一种处理低碳氮比废水的一体化装置，其特征在于，所述第三填料层(6)为陶粒填料层，直径为3-5mm，所述第二填料层(3)为硫颗粒填料层，直径为2-4mm，所述第一填料层(2)为陶粒填料层，直径为3-5mm。
3.根据权利要求1所述的一种处理低碳氮比废水的一体化装置，其特征在于，所述短程硝化生物滤池(13)内发生短程硝化，控制短程硝化生物滤池(13)中溶解氧的浓度在1.0mg/L，有利于亚硝酸盐的累积，在装置启动20-30天后，在进水中添加100-150mg/L的Na2S-S，且出水回流至短程硝化生物滤池(13)与所述异养-硫自养反硝化生物滤池(14)，循环处理24-48小时，直至污水中硫化物绝大部分转化为硫酸盐，对短程硝化生物滤池中的硝酸菌(NOB)进行连续活性抑制,使氨氧化细菌(AOB)逐渐成为优势种群。
4.根据权利要求2所述的一种处理低碳氮比废水的一体化装置，其特征在于，所述异养-硫自养反硝化生物滤池(14)上部分硫颗粒表面主要进行硫自养反硝化，下部分陶粒表面主要进行异养反硝化，控制滤速，保证相应的停留时间，启动20-30天，培养出硫自养型生物膜。
5.应用权利要求2或4所述的装置处理低碳氮比废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：在两个生物滤池中按照高度比例投加填料，其中短程硝化生物滤池(13)中投加陶粒填料至装置总高度的70％，进行好氧硝化活性污泥接种，控制污泥浓度在2000-3300mg/L，进水阶段为15-30min，然后进行超声波振荡处理，控制超声波频率为30-50kHz，先曝气超声波振荡20-30min，再缺氧超声波振荡10-15min，期间曝气/缺氧的循环时间为25min，保证曝气超声波振荡的溶解氧的浓度保持在0.8-1.5mg/L，当曝气超声波振荡时的溶解氧浓度在2min内上升至1.7mg/L以上停止曝气，调节超声波频率为55kHz，处理时间为45min，排水20min；异养-硫自养反硝化生物滤池(14)下部分的第一填料层(2)投加陶粒填料至装置总高度的40％，上部分的第二填料层(3)投加硫颗粒占装置总高度的30％，进行缺氧反硝化污泥接种，控制污泥浓度在2500-3000mg/L，控制超声波频率为25-35kHz，超声振荡处理周期为3-5h，接种后，一体化装置由进水泵(7)通入低碳氮比废水驯化20-30天；
S2：向进水中添加100-150mg/L的Na2S-S，出水等量地经出水泵兼回流泵(8)与回流阀门(20)回流至短程硝化生物滤池(13)与异养-硫自养反硝化生物滤池(14)中，控制出水泵兼回流泵(8)以3L/min的速度进行出水和回流，水力的停留时间为20-30min，控制短程硝化生物滤池(13)温度为30-50℃，异养-硫自养反硝化生物滤池(14)温度为25-45℃，均使用微波进行加温处理，调节两池的pH值为7-9，循环处理24-48小时，利用其中的硫离子进行自养反硝化脱氮，硫离子基本反应完全后由出水阀(19)排放至出水池(11)；
S3：装置的正常运行：经过硫化物处理后，短程硝化生物滤池(13)中氨氧化细菌(AOB)占优势地位，实现亚硝酸盐累积，经过溢流堰(4)出水进入异养-硫自养反硝化生物滤池(14)中，控制温度为25-45℃，溶解氧的浓度为0.3-0.6mg/L，主要进行亚硝态氮在异养与自养条件下的反硝化过程，并进行有机物的去除，对于未处理达标的废水，仍由出水泵兼回流泵(8)与回流阀门(20)进行回流；
S4：运行一段时间后，由PLC控制器控制反冲洗泵(12)、第一反冲洗阀门(17)和第二反冲洗阀门(18)分别对一体化装置中的短程硝化生物滤池(13)以及异养-硫自养反硝化生物滤池(14)进行反冲洗，进行反冲洗时，对短程硝化生物滤池(13)和异养-硫自养反硝化生物滤池(14)内的废水进行排出，保证含水量为15％，先进行气冲洗，气冲洗持续时间为6min，气冲强度为25m/h，再进行水冲洗，水冲洗分为两个阶段，第一阶段水冲强度为30m/h，持续时间为5min，第二阶段水冲强度为15m/h，持续时间为4min，期间控制温度为30-35℃，反冲洗水排入进水池，以上过程中泵和阀门的开闭均由PLC控制器(16)进行控制。
CN201810644687.0A 2018-06-21 2018-06-21 一种处理低碳氮比废水的一体化装置及其运行方法 Active CN108946940B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810644687.0A CN108946940B (zh) 2018-06-21 2018-06-21 一种处理低碳氮比废水的一体化装置及其运行方法
JP2018136272A JP6432961B1 (ja) 2018-06-21 2018-07-20 低炭素対窒素比廃水を処理する一体化装置およびその動作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810644687.0A CN108946940B (zh) 2018-06-21 2018-06-21 一种处理低碳氮比废水的一体化装置及其运行方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108946940A CN108946940A (zh) 2018-12-07
CN108946940B true CN108946940B (zh) 2020-12-29

Family

ID=64491697

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810644687.0A Active CN108946940B (zh) 2018-06-21 2018-06-21 一种处理低碳氮比废水的一体化装置及其运行方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6432961B1 (zh)
CN (1) CN108946940B (zh)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110282748A (zh) * 2019-06-21 2019-09-27 苏州清控环保科技有限公司 一种硫自养菌和异养菌耦合的反硝化脱氮方法
CN110776117A (zh) * 2019-10-30 2020-02-11 广西博世科环保科技股份有限公司 一种控制梯度溶解氧分布的复式曝气装置
CN110902844A (zh) * 2019-12-04 2020-03-24 东莞市台腾环保材料科技有限公司 一种硫自氧反硝化与异氧反硝化联合深度脱氮装置及方法
CN111718068A (zh) * 2020-06-28 2020-09-29 安徽华骐环保科技股份有限公司 一种用于解决反硝化生物滤池跌水充氧的配水方法
CN113697945B (zh) * 2020-08-12 2022-11-11 南京大学 一种用于污水深度净化的生物膜反应器及其运行方法
CN112047529A (zh) * 2020-09-08 2020-12-08 高斌 一种基于环保与环境技术具有自检测功能的污水处理设备
CN112851018B (zh) * 2020-12-29 2021-10-29 安徽环境科技集团股份有限公司 一种硅工业园废水处理工艺及装置
CN112939222A (zh) * 2021-03-09 2021-06-11 东北大学 一种搅拌式单级协同反硝化脱氮处理废水的系统及方法
CN113024032B (zh) * 2021-03-15 2022-11-11 浙江双益环保科技发展有限公司 一种短程硝化反硝化耦合厌氧氨氧化-mbr-硫自养反硝化脱氮工艺及系统
CN113149204A (zh) * 2021-04-26 2021-07-23 北京涞澈科技发展有限公司 一种硫自养反硝化生物脱氮的渗滤床反应装置
CN113800658A (zh) * 2021-07-01 2021-12-17 文达夷 一种污水处理用曝气装置
CN113636648B (zh) * 2021-08-31 2024-03-19 北京东方园林环境股份有限公司 一种基于sani工艺的污水处理方法
CN113716803A (zh) * 2021-09-02 2021-11-30 华夏碧水环保科技有限公司 一种一体化强化脱氮污水处理装置及处理方法
CN113735377B (zh) * 2021-09-14 2022-06-03 南京大学 一种耦合硫离子除铜和脱氮的铜氨络废水处理方法
CN113603314A (zh) * 2021-09-22 2021-11-05 福州大学 一种罐式一体化污水处理装置及其运行方法
CN114085010A (zh) * 2021-12-08 2022-02-25 江西挺进环保科技股份有限公司 一种无机氨氮废水处理系统和工艺
CN114455782A (zh) * 2022-03-01 2022-05-10 江西挺进环保科技股份有限公司 一种无机氨氮废水嵌入式短程硝化耦合反硝化装置
CN116282587A (zh) * 2023-05-11 2023-06-23 厦门理工学院 一种适用于常温与低温条件下高溶氧微污染地表水脱氮的填料及其制备与应用
CN116332343B (zh) * 2023-05-22 2023-08-18 江苏省环境工程技术有限公司 硫自养反硝化硫基磁性填料及其制备方法与应用
CN116715357B (zh) * 2023-08-11 2023-10-31 上海勘测设计研究院有限公司 硫自养反硝化生物脱氮的复合填料、脱氮滤池及脱氮方法
CN117164111A (zh) * 2023-11-03 2023-12-05 深圳市碧园环保技术有限公司 一种低碳氮比废水的深度脱氮工艺

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101092268A (zh) * 2007-06-22 2007-12-26 浙江大学 气液混合提升生物流化床反应器
CN105330023A (zh) * 2015-12-01 2016-02-17 杭州师范大学 一种集成化自流式生物脱氮除硫反应器
CN107364967A (zh) * 2016-05-12 2017-11-21 福建省凌安环保科技有限公司 一种高效全程耦合自养脱氮的废水处理方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002018479A (ja) * 2000-07-03 2002-01-22 Nippon Steel Corp 水からの窒素の除去方法
JP5098183B2 (ja) * 2005-03-16 2012-12-12 株式会社日立プラントテクノロジー 廃水処理方法及び装置
JP4532315B2 (ja) * 2005-03-17 2010-08-25 新日鐵化学株式会社 生物的硝化脱窒処理システム及び脱窒処理方法
JP5177802B2 (ja) * 2009-03-25 2013-04-10 株式会社日立プラントテクノロジー 廃水処理方法及び廃水処理装置
JP5188451B2 (ja) * 2009-05-22 2013-04-24 株式会社日立製作所 水処理設備
EP2651833B1 (en) * 2010-12-16 2017-07-12 The Hong Kong University of Science and Technology Process, apparatus and membrane bioreactor for wastewater treatment
JP6227509B2 (ja) * 2014-09-08 2017-11-08 株式会社日立製作所 排水処理装置及び排水処理方法
CN105836881B (zh) * 2016-06-04 2018-07-13 北京工业大学 一种基于低c/n比的再生水深度脱氮除磷的方法
CN106396097B (zh) * 2016-11-22 2018-06-05 南京大学 基于自养/异养反硝化的一体化脱氮装置及其脱氮方法
CN108083452B (zh) * 2017-12-15 2021-01-05 浙江海洋大学 一种异养与硫自养集成固相反硝化系统处理高硝酸盐水体

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101092268A (zh) * 2007-06-22 2007-12-26 浙江大学 气液混合提升生物流化床反应器
CN105330023A (zh) * 2015-12-01 2016-02-17 杭州师范大学 一种集成化自流式生物脱氮除硫反应器
CN107364967A (zh) * 2016-05-12 2017-11-21 福建省凌安环保科技有限公司 一种高效全程耦合自养脱氮的废水处理方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
全自养生物脱氮新工艺研究进展;王海燕等;《环境污染治理技术与设备》;20060430;第1-6页 *
组合和耦合共生生物处理工艺同步去除废水中碳氮硫的研究进展;邢保山等;《化工学报》;20131130;第3881-3887页 *

Also Published As

Publication number Publication date
JP6432961B1 (ja) 2018-12-05
CN108946940A (zh) 2018-12-07
JP2019217487A (ja) 2019-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108946940B (zh) 一种处理低碳氮比废水的一体化装置及其运行方法
CN101428938B (zh) 垃圾渗滤液处理方法
CN101244883B (zh) 一种城市污水高效低耗再生处理方法
CN110436704B (zh) 一种基于厌氧氨氧化的城市污水处理升级改造工艺
WO2010133177A1 (zh) 一种垃圾渗滤液废水处理系统及其工艺
CN102101720A (zh) 低cn高氨氮废水单级自养生物脱氮的装置与方法
CN109205954A (zh) 微电解催化氧化、生化处理高浓度废水工艺
CN105819625A (zh) 一种制革综合废水处理系统及处理方法
CN112850894A (zh) 一种工业废水厌氧氨氧化深度脱氮的装置和方法
CN109368782B (zh) 一种基于侧流sbr强化连续流工艺污水短程硝化方法与系统
CN108217934B (zh) 一种低碳/氮比的中低浓度废水低碳处理方法及装置
CN101781056B (zh) 造纸废水的处理方法
CN114772725A (zh) 一种硫自养短程反硝化耦合厌氧氨氧化强化生活污水脱氮除磷的装置和方法
CN110386731B (zh) 一种基于mbbr的主流自养脱氮系统及方法
CN107973488B (zh) 一种氨氮废水脱氮处理的方法
CN112551828A (zh) 一种低碳氮比农村生活污水处理装置及其处理工艺
CN210825829U (zh) 一种改良型mbr污水处理设备
CN107265771A (zh) 一种深度处理污水的系统及方法
CN107129046B (zh) 一种a2/o – bco的水处理改进工艺
CN205590502U (zh) 一体化泡菜腌制废水处理设备
CN108585367A (zh) 一种紫外臭氧联用式曝气生物滤池装置及采用该装置进行污水处理的方法
CN114772727A (zh) 一种基于硫自养短程反硝化和厌氧氨氧化技术同步处理生活污水和硝酸盐废水的装置和方法
CN114314850A (zh) 用于高盐难降解有机废水的人工湿地深度净化装置与方法
CN208454610U (zh) 一种用于生活污水处理的强化脱氮除磷循环式生物膜系统
CN206985984U (zh) 一种深度处理污水的系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant