CN108975609A - 一种结合光生物反应器与snad工艺自曝气处理污泥消化液的方法 - Google Patents

一种结合光生物反应器与snad工艺自曝气处理污泥消化液的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种结合光生物反应器与SNAD工艺自曝气处理污泥消化液的方法，步骤如下：(1)进水桶中的污水通过蠕动泵进入至光生物反应器内发生光合反应脱氮除磷后，出水进入第一沉淀池；(2)第一沉淀池内的出水通过蠕动泵进入至SNAD反应器内，通过提供溶解氧同时发生亚硝化、厌氧氨氧化及反硝化反应，出水进入第二沉淀池；(3)第二沉淀池的出水中一部分直接外排，另一部分通过蠕动泵循环回流至光生物反应器中。本申请利用光生物反应器光合作用脱氮除磷,降低进水氨氮浓度的同时出水携带一定量的溶解氧提供至SNAD反应器，对进水进行脱氮，光生物反应器氨氮去除率30‑40％，为SNAD反应器去除剩余的氨氮创造了适宜条件，实现了自曝气高效脱氮除磷。

Description

一种结合光生物反应器与SNAD工艺自曝气处理污泥消化液的 方法
技术领域
本发明属于废水生物处理技术领域，具体说是一种结合藻类光生物反应器与SNAD(Simultaneously Nitritation Anammox and Denitrification)联合工艺技术，针对污泥消化液进行除氮脱磷。
背景技术
污泥消化液是一种典型的高氨氮废水，主要指在污泥厌氧处理过程中排放的废水，以消化污泥脱水液为主，还包括污泥浓缩池上清液和污泥消化池上清液。污泥厌氧消化技术具有诸多优点。但是污泥消化液对城市污水处理厂的运行有显著影响。厌氧消化过程中污泥中的有机氮经氨化作用转化成氨氮释放到水相中，使得污泥消化液的氨氮浓度高达500～1300mg/L，磷酸盐浓度也可达200mg/L。污泥消化液与污水处理厂进水相对应，称为支流输入。虽然其水量仅占整个污水处理厂2％左右，但是其产生的氨氮负荷可占污水处理厂氨氮总负荷的15～25％，磷酸盐的负荷可占总负荷的20～80％。因此城市污水处理厂必须重视污泥消化液中氨氮和磷酸盐负荷的影响。目前针对污泥厌氧消化技术的研究中，对厌氧消化的最终产物如生物固体、排放液体的处理和处置的重视程度不够。污泥消化液由于氨氮浓度高、底物抑制、进水碱度不足、反硝化碳源缺乏等特点，是生物脱氮处理领域的难点。
随着生物脱氮在理论和技术上的不断发展与突破，新型脱氮工艺如：SHARON-ANAMMOX、CANON、OLAND、DEAMOX等以“短程硝化”和“厌氧氨氧化”为主，具有占地小、能耗低、产泥量少等优势，可极大提高废水脱氮负荷与效率，降低废水处理成本，但是，机械曝气在反应器中的花费成本过高，此外，以上工艺仅仅对氨氮有着高效的去除率，对污泥消化液中磷去除效率低。因此，如何有效地经济地同时去除污水中氨氮与磷酸盐，成为此新型脱氮除磷工艺的技术瓶颈。
发明内容
本发明的目的是提供一种结合光生物反应器与SNAD工艺自曝气处理污泥消化液的方法，利用光生物反应器光合作用脱氮除磷,降低进水氨氮浓度的同时出水携带一定量的溶解氧提供至SNAD反应器，对进水进行脱氮，光生物反应器氨氮去除率30-40％，为SNAD反应器去除剩余的氨氮创造了适宜条件，实现了自曝气高效脱氮除磷。
为实现上述目的，本申请的技术方案为：一种结合光生物反应器与SNAD工艺自曝气处理污泥消化液的方法，步骤如下：
(1)进水桶中的污水通过蠕动泵进入至光生物反应器内发生光合反应脱氮除磷后，出水进入第一沉淀池；
(2)第一沉淀池内的出水通过蠕动泵进入至SNAD反应器内，通过提供溶解氧同时发生亚硝化、厌氧氨氧化及反硝化反应，出水进入第二沉淀池；
(3)第二沉淀池的出水中一部分直接外排，另一部分通过蠕动泵循环回流至光生物反应器中。
进一步的，光生物反应器外周围安放LED灯，提供光源。
进一步的，光生物反应器内部控制pH为7-8，温度为22-30℃；SNAD反应器的部分出水作为光生物反应器的进水，为光生物反应器中的藻类提供氮磷，进而进行光合作用产生氧气，流至SNAD反应器并提供溶解氧。
进一步的，SNAD反应器中控制pH为7.5-8，温度为35-42℃；通过定期监测进出水中氨氮浓度、亚硝氮浓度和硝氮浓度，控制进水总氮浓度、水力停留时间以调控回流比，实现短程硝化、ANAMMOX与反硝化的耦合，使三种菌群协同共生，完成自养脱氮。
进一步的，反应器启动时，加入氯化铵，设定NH4 +-N浓度为400-800mg/L；加入磷酸二氢钾、磷酸氢二钾，设定PO4 3-浓度为5-20mg/L，加入无机盐，设定Na+浓度为8-12mg/L，K+浓度为12-16mg/L，Mg+浓度为18-22mg/L。
本发明由于采用以上技术方案，能够取得如下的技术效果：以SNAD脱氮理论为基础，通过藻类光生物反应器与SNAD工艺的耦合协同作用，实现联合工艺自曝气的同时，达到去除氨氮、硝氮、亚硝氮、总氮和磷酸盐的目的，可以节省10％-30％的费用。除此之外，与以往的机械曝气SNAD技术相比，自曝气SNAD联合工艺提高了总氮去除效果，是一种可持续污水处理技术，具有潜在的应用前景。
附图说明
图1为实施例中一种光生物反应器和SNAD处理污泥消化液的装置的结构示意图。
图中：1进水桶；2蠕动泵；3光生物反应器；4 LED灯；5第一沉淀池；6 SNAD反应器；7第二沉淀池。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：以此为例对本专利做进一步的描述说明。
本实施例利用光生物反应器与SNAD耦合工艺脱氮除磷。
采用的反应器如图1所示。一个周期运行时间为200天，反应器启动时，加入氯化铵，设定NH4 +-N浓度为400-800mg/L；加入磷酸二氢钾、磷酸氢二钾，设定PO4 3-浓度为5-20mg/L，加入无机盐，设定Na+浓度为8-12mg/L，K+浓度为12-16mg/L，Mg+浓度为18-22mg/L，通过定期监测进出水中NH4 +-N，NO2 --N,NO3 --N以及磷酸盐浓度，调控水力停留时间以及回流比，实现光生物反应器与SNAD的耦合。
SNAD反应器由有机玻璃制成圆柱形，直径20cm、高度26cm、有效容积2L，桶壁设置取样孔，蠕动泵控制反应器内进水及排水过程。进水NH4 +-N浓度400-800mg/L，磷酸盐浓度5-20mg/L。光生物反应器出水流至SNAD反应器内，提供溶解氧的同时，在填料上同时发生亚硝化、反硝化和ANAMMOX反应，同时除碳脱氮。
开始阶段，反应器出水NH4 +-N浓度由800.1mg/L降低到114mg/L，130天时总氮及磷的去除率达到70.4％与100％，131天后，调控回流比大小，出水NH4 +-N、NO3 --N逐渐降低，NH4 +-N第200天时降低至49mg/L，NH4 +-N、磷与总氮去除率分别达到100％、100％与90.8％。
本发明可提高污泥消化液治理资金的使用效率，有利于引导治理和建设资金的合理使用。追求以较少的投入获得较大的环境和社会效益，是对政府决策的科学支持，将有助于提高相关投入，促进相关技术的研发，带动相关产业。
以上所述，仅为本发明创造较佳的具体实施方式，但本发明创造的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明创造披露的技术范围内，根据本发明创造的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明创造的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种结合光生物反应器与SNAD工艺自曝气处理污泥消化液的方法，其特征在于，步骤如下：
(1)进水桶中的污水通过蠕动泵进入至光生物反应器内发生光合反应脱氮除磷后，出水进入第一沉淀池；
(2)第一沉淀池内的出水通过蠕动泵进入至SNAD反应器内，通过提供溶解氧同时发生亚硝化、厌氧氨氧化及反硝化反应，出水进入第二沉淀池；
(3)第二沉淀池的出水中一部分直接外排，另一部分通过蠕动泵循环回流至光生物反应器中。
2.根据权利要求1所述一种结合光生物反应器与SNAD工艺自曝气处理污泥消化液的方法，其特征在于，光生物反应器外周围安放LED灯，提供光源。
3.根据权利要求1所述一种结合光生物反应器与SNAD工艺自曝气处理污泥消化液的方法，其特征在于，光生物反应器内部控制pH为7-8，温度为22-30℃；SNAD反应器的部分出水作为光生物反应器的进水，为光生物反应器中的藻类提供氮磷，进而进行光合作用产生氧气，流至SNAD反应器并提供溶解氧。
4.根据权利要求1所述一种结合光生物反应器与SNAD工艺自曝气处理污泥消化液的方法，其特征在于，SNAD反应器中控制pH为7.5-8，温度为35-42℃；通过定期监测进出水中氨氮浓度、亚硝氮浓度和硝氮浓度，控制进水总氮浓度、水力停留时间以调控回流比，实现短程硝化、ANAMMOX与反硝化的耦合，使三种菌群协同共生，完成自养脱氮。
5.根据权利要求1所述一种结合光生物反应器与SNAD工艺自曝气处理污泥消化液的方法，其特征在于，反应器启动时，加入氯化铵，设定NH4 +-N浓度为400-800mg/L；加入磷酸二氢钾、磷酸氢二钾，设定PO4 3-浓度为5-20mg/L，加入无机盐，设定Na+浓度为8-12mg/L，K+浓度为12-16mg/L，Mg+浓度为18-22mg/L。
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