CN109574224B - 一种畜禽废水处理的系统和方法 - Google Patents
一种畜禽废水处理的系统和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109574224B CN109574224B CN201811503217.9A CN201811503217A CN109574224B CN 109574224 B CN109574224 B CN 109574224B CN 201811503217 A CN201811503217 A CN 201811503217A CN 109574224 B CN109574224 B CN 109574224B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- reaction tank
- anaerobic
- filler
- anoxic
- sludge
- 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
Links
- 244000144972 livestock Species 0.000 title claims abstract description 50
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 244000144977 poultry Species 0.000 title claims abstract description 26
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 244
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 114
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 72
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims abstract description 71
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims abstract description 40
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 33
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 claims abstract description 32
- XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N ammonia nh3 Chemical compound N.N XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 14
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 62
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 40
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 28
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- CKMXBZGNNVIXHC-UHFFFAOYSA-L ammonium magnesium phosphate hexahydrate Chemical compound [NH4+].O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[O-]P([O-])([O-])=O CKMXBZGNNVIXHC-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 23
- 229910052567 struvite Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims description 21
- 230000001546 nitrifying effect Effects 0.000 claims description 16
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 16
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 15
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-N Nitrous acid Chemical compound ON=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 12
- 239000003814 drug Substances 0.000 claims description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 10
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 6
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 6
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 6
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000012765 fibrous filler Substances 0.000 claims description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 4
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 4
- 241001453382 Nitrosomonadales Species 0.000 claims description 3
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 3
- -1 phosphorus ions Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims 1
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 16
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 229920002978 Vinylon Polymers 0.000 description 9
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 7
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 6
- 238000007037 hydroformylation reaction Methods 0.000 description 6
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 3
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 3
- AHEWZZJEDQVLOP-UHFFFAOYSA-N monobromobimane Chemical compound BrCC1=C(C)C(=O)N2N1C(C)=C(C)C2=O AHEWZZJEDQVLOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 3
- 238000009395 breeding Methods 0.000 description 2
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 2
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GBUCVEPKXDSASG-UHFFFAOYSA-N [Mg].[P].[N] Chemical compound [Mg].[P].[N] GBUCVEPKXDSASG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000010840 domestic wastewater Substances 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000012851 eutrophication Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000000696 methanogenic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006396 nitration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009304 pastoral farming Methods 0.000 description 1
- 238000009374 poultry farming Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
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
- C02F3/302—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
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/20—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from animal husbandry
-
- 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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Abstract
本发明公开了一种畜禽废水处理的系统和方法,包括依次连通的厌氧除碳产甲烷单元、缺氧反应单元、厌氧氨氧化单元和好氧反应单元;所述厌氧除碳产甲烷单元包括厌氧反应池A;所述缺氧反应单元包括缺氧反应池、曝气装置A、填料A和沉淀池;所述厌氧氨氧化单元包括厌氧反应池B、曝气装置B和填料B;所述好氧反应单元包括好氧反应池、曝气装置C和填料C。本发明的系统通过填料的设置以及各反应单元在空间上的优化配置,本发明的方法通过溶解氧浓度和活性污泥浓度的控制,在高氨氮高COD的畜禽废水处理过程中稳定实现了主流厌氧氨氧化工艺,有效提升了氨氮和COD的脱除效果,大大降低了剩余污泥产量、曝气量需求和能耗投入。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理领域,特别是指一种畜禽废水处理的系统和方法。
背景技术
近年来,随着我国畜禽业向集约化、规模化模式方向的转变,我国畜禽业发展迅猛。但是,规模化畜禽养殖产生的大量畜禽废水,带来了一系列的环境污染问题,且污染相对集中,处理困难。由畜禽养殖产生的废水中的化学需氧量、氮磷等污染物量超过了工业废水和生活废水,农业污染源成为包括工业、生活污染源在内的三大污染源之首。畜禽养殖废水的直接排放不仅会污染地表水体,引起水体富营养化,还会对地下水和农田生态系统造成破坏,甚至危害人体健康。虽然已开发出多种禽养殖废水处理技术,例如,李文润等提出的厌氧生物滤池联合曝气生物滤池处理工艺,王亮等提出的上流式厌氧污泥床联合分步进水序批式反应器处理工艺,这些工艺对畜禽废水的处理起到了一定的推动作用,但现有的这些处理方法存在的一些共同性的不足,导致了畜禽废水无法得到高效处理,这些不足主要包括以下几个:
1、以传统活性污泥法为主的处理工艺,污泥浓度高,剩余污泥产量大;
2、进水氨氮浓度高,硝化作用将氨氮转化为硝酸根时,需要大量曝气,能耗高;
3、前段厌氧发酵和好氧处理导致后端有效碳源低,导致反硝化作用无法充分进行,出水总氮浓度高。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提出一种畜禽废水处理的系统和方法,本发明的系统通过填料的设置以及各反应单元在空间上的优化配置,本发明的方法通过溶解氧浓度和活性污泥浓度的控制,在高氨氮高COD的畜禽废水处理过程中稳定实现了主流厌氧氨氧化工艺,有效提升了氨氮和COD的脱除效果,大大降低了剩余污泥产量、曝气量需求和能耗投入。
基于上述目的,本发明提供的一种畜禽废水处理的系统,包括依次连通的厌氧除碳产甲烷单元、缺氧反应单元、厌氧氨氧化单元和好氧反应单元;
所述厌氧除碳产甲烷单元包括厌氧反应池A;
所述缺氧反应单元包括缺氧反应池、曝气装置A、填料A和沉淀池;所述曝气装置A设置在所述缺氧反应池上,用于控制所述缺氧反应池内的溶解氧浓度,所述缺氧反应池内填充有所述填料A,所述缺氧反应池的入口与所述厌氧反应池A的出口相连通,所述缺氧反应池的出口与所述沉淀池的入口相连通;
所述厌氧氨氧化单元包括厌氧反应池B、曝气装置B和填料B;所述曝气装置B设置在所述厌氧反应池B上,用于控制所述厌氧反应池B内的溶解氧浓度,所述厌氧反应池B内填充有所述填料B,所述厌氧反应池B的入口与所述沉淀池的出口相连通;
所述好氧反应单元包括好氧反应池、曝气装置C和填料C;所述曝气装置C设置在所述好氧反应池上,用于控制所述好氧反应池内的溶解氧浓度,所述好氧反应池内填充有所述填料C,所述好氧反应池的入口与所述厌氧反应池B的出口相连通。
在本发明的一些实施例中,还包括磷回收单元;所述磷回收单元包括药品添加装置和鸟粪石回收装置,所述药品添加装置设置在所述鸟粪石回收装置上,所述鸟粪石回收装置与所述好氧反应池的出口相连通。
在本发明的一些实施例中,还包括回流单元;所述回流单元包括废水回流装置和污泥回流装置,所述好氧反应池通过所述废水回流装置与所述缺氧反应池相连通;
所述污泥回流装置用于将所述沉淀池中的污泥回流到所述缺氧反应池中。
在本发明的一些实施例中,所述厌氧除碳产甲烷单元还包括进样泵和甲烷收集装置,所述进样泵与所述厌氧反应池A的入口相连通,所述甲烷收集装置设置在所述厌氧反应池A上,用于收集所述厌氧反应池A中产生的甲烷。
在本发明的一些实施例中,所述填料A、填料B和填料C均选自软性纤维填料、半软性填料、组合纤维填料、弹性立体填料、悬浮填料、斜悬式多孔悬浮填料、鲍尔环填料、阶梯环填料、多面球填料、拉西环填料或海尔环填料。
进一步的,本发明还提供了一种采用所述的系统进行畜禽废水处理的方法,包括如下步骤:
(1)在厌氧反应池A、缺氧反应池、厌氧反应池B和好氧反应池中分别接种厌氧颗粒污泥、短程硝化污泥、厌氧氨氧化污泥和普通活性污泥,使厌氧反应池A形成厌氧颗粒污泥,缺氧反应池内的填料A短程硝化细菌和反硝化细菌挂膜完成,厌氧反应池B内的填料B厌氧氨氧化菌挂膜完成和好氧反应池内的填料C硝化细菌挂膜完成;
(2)将畜禽废水通入厌氧反应池A中,畜禽废水中的含碳有机物在厌氧颗粒污泥的作用下产生甲烷,反应后的畜禽废水流入缺氧反应池中;
(3)打开曝气装置A,调节缺氧反应池内的溶解氧浓度,反应后的畜禽废水中的部分氨氮在填料A中的短程硝化细菌的作用下转化为亚硝酸;
缺氧反应池的出水进入沉淀池,经泥水分离分别得到上清液和污泥,沉淀池流出的上清液进入厌氧反应池B;
(4)打开曝气装置B,调节厌氧反应池B内的溶解氧浓度,上清液中的氨氮和亚硝酸在填料B中的厌氧氨氧化菌的作用下转化为氮气,液体流入好氧反应池中;
(5)打开曝气装置C,调节好氧反应池内的溶解氧浓度,液体中的氨氮和亚硝酸在填料C中的硝化细菌的作用下转化为硝酸。
在本发明的一些实施例中,还包括步骤(6):好氧反应池内的废水流入鸟粪石回收装置中,并通过药品添加装置添加氯化镁溶液,镁离子和废水中的氮磷离子反应生成鸟粪石,沉淀回收鸟粪石。其中,镁离子与废水中的总磷的摩尔浓度比为1-2:1。
在本发明的一些实施例中,还包括回流步骤,将好氧反应池中的废水通过废水回流装置回流到缺氧反应池,废水中的硝酸在填料A中的反硝化细菌的作用下转化为亚硝酸和氮气;
所述沉淀池中的污泥通过污泥回流装置回流到所述缺氧反应池中。
在本发明的一些实施例中,还包括甲烷收集步骤,采用甲烷收集装置收集所述厌氧反应池A中产生的甲烷;
将畜禽废水通过所述进样泵泵入厌氧反应池A中。
在本发明的一些实施例中,所述厌氧反应池A内的厌氧颗粒污泥浓度为5000-20000mg/L;所述缺氧反应池内的短程硝化污泥浓度为2000-5000mg/L,溶解氧浓度为0.2-0.5mg/L;所述厌氧反应池B内的厌氧氨氧化污泥浓度为200-1000mg/L,溶解氧浓度小于0.2mg/L;所述好氧反应池内的普通活性污泥浓度200-1000mg/L,溶解氧浓度为2-5mg/L。
从上面所述可以看出,本发明提供的一种畜禽废水处理的系统和方法具有以下优点:
1、通过填料的添加和厌氧氨氧化反应单元的设置,大大减少了剩余污泥的产量;
2、通过短程硝化反应单元和厌氧氨氧化反应单元的联合使用,减少了氧气的需求,进而减少了能耗的投入;
3、通过短程硝化、短程反硝化和厌氧氨氧化反应的联合,减少脱氮过程中碳源的需求,可免除前段碳源回收和后段反硝化碳源供给的平衡维持调节过程(这一调节过程往往是非常困难且繁琐),在实现氮污染物高效脱除的同时,实现前段碳源最大程度的回收;
4、在畜禽废水处理工艺的基础上加入了能源(甲烷)和资源(鸟粪石)回收的装置,将原本需要消耗成本的工艺转变为有经济收益的工艺。
附图说明
图1为本发明畜禽废水处理的系统的结构示意图;
其中,1-进样泵;2-厌氧反应池A;3-甲烷收集装置;4-曝气装置A;5-缺氧反应池;6-填料A;7-沉淀池;8-曝气装置B;9-厌氧反应池B;10-填料B;11-曝气装置C;12-好氧反应池;13-填料C;14-药品添加装置;15-鸟粪石回收装置;16-废水回流装置;17-污泥回流装置。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明进一步详细说明。
如图1所示,本实施例的畜禽废水处理的系统,包括依次连通的厌氧除碳产甲烷单元、缺氧反应单元、厌氧氨氧化单元和好氧反应单元;
厌氧除碳产甲烷单元包括厌氧反应池A 2;
缺氧反应单元包括缺氧反应池5、曝气装置A 4、填料A 6和沉淀池7;曝气装置A设置在缺氧反应池5上,用于控制缺氧反应池5内的溶解氧浓度,缺氧反应池5内填充有填料A6,缺氧反应池5的入口与厌氧反应池A 2的出口相连通,缺氧反应池5的出口与沉淀池7的入口相连通;
厌氧氨氧化单元包括厌氧反应池B 9、曝气装置B 8和填料B 10;曝气装置B 8设置在厌氧反应池B 9上,用于控制厌氧反应池B 9内的溶解氧浓度,厌氧反应池B 9内填充有填料B 10,厌氧反应池B 9的入口与沉淀池7的出口相连通;
好氧反应单元包括好氧反应池12、曝气装置C 11和填料C 13;曝气装置C 11设置在好氧反应池12上,用于控制好氧反应池12内的溶解氧浓度,好氧反应池12内填充有填料C13,好氧反应池12的入口与厌氧反应池B 9的出口相连通。
在本实施例中,畜禽废水处理的系统还包括磷回收单元;磷回收单元包括药品添加装置14和鸟粪石回收装置15,药品添加装置14设置在鸟粪石回收装置15上,鸟粪石回收装置15与好氧反应池12的出口相连通。
在本实施例中,畜禽废水处理的系统还包括回流单元;回流单元包括废水回流装置16和污泥回流装置17,好氧反应池12通过废水回流装置16与缺氧反应池5相连通,用于将好氧反应池12中的废水通过废水回流装置16回流到缺氧反应池5;
污泥回流装置17用于将沉淀池7中的污泥回流到缺氧反应池5中。
在本实施例中,好氧反应池12中的一部分溶液进入磷回收单元,一部分通过废水回流装置16回流到缺氧反应池5。
在本实施例中,厌氧除碳产甲烷单元还包括进样泵1和甲烷收集装置3,进样泵1与所述厌氧反应池A 2的入口相连通,甲烷收集装置3设置在厌氧反应池A 2上,用于收集厌氧反应池A 2中产生的甲烷。
在本实施例中,厌氧反应池A 2设置有入口和出口,可选的,入口和出口分别设置在厌氧反应池A 2的两侧,入口设置在厌氧反应池A 2的底部,与进样泵1相连通,出口设置在厌氧反应池A 2的上部,以便于厌氧反应池A 2中的液体通过自流的方式流入后续的缺氧反应池5内,甲烷收集装置3设置在厌氧反应池A 2的顶部,以便于收集厌氧反应池A 2中产生的甲烷。
在本实施例中,可选的,缺氧反应池5、沉淀池7、厌氧反应池B 9、好氧反应池12的入口和出口均设置在上部,以便于各个反应池内的液体通过自流的方式流入下一反应池内。曝气装置A 4设置在缺氧反应池5的底部,曝气装置B 8设置在厌氧反应池B 9的底部,曝气装置C 11设置在好氧反应池12的底部,以便控制缺氧反应池5、厌氧反应池B 9、好氧反应池12内的溶解氧浓度,还可以实现各反应池内液体的混匀。
在本实施例中,可选的,沉淀池7的底部还设置有第二个出口,缺氧反应池5的底部还设置有第二个入口,污泥回流装置17的一端与沉淀池7的第二个出口连通,污泥回流装置17的另一端与缺氧反应池5的第二个入口连通,沉淀池7内的污泥通过污泥回流装置17回流到缺氧反应池5内,以维持缺氧反应池5内的活性污泥浓度。
在本实施例中,可选的,好氧反应池12的顶部还设置有第二个出口,缺氧反应池5的顶部还设置有第三个入口,废水回流装置16的一端与好氧反应池12的第二个出口连通,废水回流装置16的另一端与缺氧反应池的第三个入口连通,用于将好氧反应池12中的废水通过废水回流装置16回流到缺氧反应池5。
在本实施例中,填料A 6包括但不限于软性纤维填料(PE中心绳+醛化维纶丝花束)、半软性填料(PE中心绳+PE环片)、组合纤维填料(PE中心绳+PE环片+醛化维纶丝花束)、弹性立体填料(PE中心绳+PP弹性丝)、悬浮填料(PE球壳+醛化维纶丝花束或者PP宽扁丝带)、斜悬式多孔悬浮填料(MBBR)、鲍尔环填料、阶梯环填料、多面球填料、拉西环填料、海尔环填料等可以形成生物膜的载体;
填料B 10包括但不限于软性纤维填料(PE中心绳+醛化维纶丝花束)、半软性填料(PE中心绳+PE环片)、组合纤维填料(PE中心绳+PE环片+醛化维纶丝花束)、弹性立体填料(PE中心绳+PP弹性丝)、悬浮填料(PE球壳+醛化维纶丝花束或者PP宽扁丝带)、斜悬式多孔悬浮填料(MBBR)、鲍尔环填料、阶梯环填料、多面球填料、拉西环填料、海尔环填料等可以形成生物膜的载体;
填料C 13包括但不限于软性纤维填料(PE中心绳+醛化维纶丝花束)、半软性填料(PE中心绳+PE环片)、组合纤维填料(PE中心绳+PE环片+醛化维纶丝花束)、弹性立体填料(PE中心绳+PP弹性丝)、悬浮填料(PE球壳+醛化维纶丝花束或者PP宽扁丝带)、斜悬式多孔悬浮填料(MBBR)、鲍尔环填料、阶梯环填料、多面球填料、拉西环填料、海尔环填料等可以形成生物膜的载体。
在本实施例中,缺氧反应池5、厌氧反应池B 9和好氧反应池12内均设置有填料支架,填料A 6、填料B 10和填料C 13装载在填料支架上。
本实施例的畜禽废水处理的系统经过前段厌氧碳源的高效去除和甲烷能源的高效回收(厌氧除碳产甲烷单元),缺氧段通过溶解氧控制稳定短程硝化的实现(缺氧反应单元),厌氧氨氧化单元可以在禽畜废水处理过程中实现稳定高效的厌氧氨氧化过程。
本实施例中试验用水无经过固液分离后的真实畜禽养殖废水,其平均COD浓度为2000±100mg/L,氨氮平均浓度为550±30mg/L,总磷浓度为35±15mg/L。
本实施例中试验用反应器规格及运行参数如下:厌氧反应池A 2为上流式厌氧污泥床反应器(UASB),有效体积150L,水力停留时间为48小时,活性污泥浓度(MLSS)维持在10000mg/L左右;缺氧反应池5为长方体反应池,有效体积为75L,其内通过填料支架装载有软性填料A 4,填充率为30%,水力停留时间为24小时,活性污泥浓度(MLSS)维持在3000mg/L左右;沉淀池7为竖流沉淀池,有效容积为15L,与污泥回流装置17相连通,污泥回流比为80%。厌氧反应池B 9为长方体反应池,有效体积为55L,其内通过填料支架装载有软性填料B 8,填充率为30%,水力停留时间为18小时,活性污泥浓度(MLSS)维持在500mg/L左右;好氧反应池12为长方体反应池,有效体积为30L,其内通过填料支架装载有软性填料C 13,填充率为30%,水力停留时间为10小时,活性污泥浓度(MLSS)维持在300mg/L左右,通过废水回流装置16与缺氧反应池5相连通,回流比为100%;鸟粪石回收装置15包括鸟粪石回收池,为竖流沉淀反应池,有效体积为20L。
本实施例采用所述的系统进行畜禽废水处理的方法,包括如下步骤:
(1)在厌氧反应池A 2、缺氧反应池5、厌氧反应池B 9和好氧反应池12中分别接种取自长沙某养猪厂废水处理单元的厌氧产甲烷颗粒污泥、短程硝化污泥、厌氧氨氧化污泥和普通活性污泥,厌氧反应池A 2、缺氧反应池5、厌氧反应池B 9和好氧反应池12内的活性污泥浓度分别为10000mg/L、3000mg/L、500mg/L和300mg/L,待厌氧反应池A 2形成厌氧颗粒污泥,缺氧反应池5内的填料A短程硝化细菌和反硝化细菌挂膜完成,厌氧反应池B 9内的填料B厌氧氨氧化菌挂膜完成和好氧反应池12内的填料C硝化细菌挂膜成功后,启动阶段结束;
(2)在稳定运行阶段,将真实畜禽养殖废水通过进样泵1泵入厌氧反应池A 2中,流量为3.125L/h,水力停留时间为48h,畜禽废水中的含碳有机物在厌氧颗粒污泥的作用下(厌氧发酵)产生甲烷,并由甲烷收集装置3进行收集,实现COD的去除和能源物质甲烷的回收;
厌氧颗粒污泥截留在厌氧反应池A 2内,反应后的畜禽废水通过自流的方式流入缺氧反应池5中;
(3)打开曝气装置A 4,调节缺氧反应池5内的溶解氧浓度,将缺氧反应池5内的溶解氧浓度维持在0.2-0.5mg/L的范围内,营造大范围缺氧和局部厌氧的环境,反应后的畜禽废水中的部分氨氮在填料A 6中的短程硝化细菌的作用下(短程硝化反应)转化为亚硝酸;
将好氧反应池12中反应完全的废水通过废水回流装置16回流到缺氧反应池5,回流比控制为100%,废水中的硝酸在填料A 4中的反硝化细菌的作用下(全程反硝化反应和短程反硝化反应)转化为亚硝酸和氮气,实现氮的进一步去除,同时实现部分COD、氨氮和亚硝酸的去除;
缺氧反应池5的出水进入沉淀池7,经泥水分离分别得到上清液和污泥,沉淀池7将污泥截留住,沉淀池7中的污泥按照80%的回流比通过污泥回流装置17回流到缺氧反应池5中,以维持缺氧反应池5中的活性污泥浓度;
沉淀池流出的上清液进入厌氧反应池B 9,为后面的低活性污泥浓度反应提供条件;
(4)打开曝气装置B 8,调节厌氧反应池B 9内的溶解氧浓度,使厌氧反应池B 9内的溶解氧浓度小于0.1mg/L,使厌氧反应池B 9内的液体混合均匀,厌氧条件下,上清液中的氨氮和亚硝酸在填料B 10中的厌氧氨氧化菌的作用下转化为氮气,去除了氨氮和亚硝酸,厌氧反应池B 9内的液体流入好氧反应池12中;
(5)打开曝气装置C 11,调节好氧反应池12内的溶解氧浓度,将好氧反应池12内的溶解氧浓度维持在2-5mg/L的范围内,将上一阶段反应剩余的氨氮和亚硝酸在填料C 13中的硝化细菌的作用下(硝化反应)转化为毒性相对更小的硝酸,进一步去除畜禽养殖废水中的COD,实现COD的大量脱除;
(6)好氧反应池12内的废水流入鸟粪石回收装置15中,按照废水中总磷的浓度通过药品添加装置14添加适当量的氯化镁溶液,使镁离子与废水中的总磷的摩尔浓度比为1-2:1,镁氮磷在鸟粪石回收装置15中反应生成鸟粪石,沉淀到下面的收集斗里面,当聚集到一定量时集中收集。
长期实验结果表明:本实施例的畜禽废水处理的系统和方法在长达以年的运行结果表明,在进水平均COD浓度为2000±100mg/L,平均氨氮浓度为550±30mg/L,平均总磷浓度为35±15mg/L时,系统出水COD浓度小于120mg/L,氨氮浓度小于60mg/L,平均总磷浓度为5mg/L,远低于畜禽养殖业污染物排放标准(GB18596-2001)。此结果说明,使用本实施例的系统和方法可以高效的处理畜禽废水中的污染物。
所属领域的普通技术人员应当理解:以上任何实施例的讨论仅为示例性的,并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子;在本发明的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,步骤可以以任意顺序实现,并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化,为了简明它们没有在细节中提供。
本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何省略、修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种采用畜禽废水处理的系统进行畜禽废水处理的方法,其特征在于:
所述系统包括依次连通的厌氧除碳产甲烷单元、缺氧反应单元、厌氧氨氧化单元和好氧反应单元,所述厌氧除碳产甲烷单元包括厌氧反应池A;所述缺氧反应单元包括缺氧反应池、曝气装置A、填料A和沉淀池;所述曝气装置A设置在所述缺氧反应池上,用于控制所述缺氧反应池内的溶解氧浓度,所述缺氧反应池内填充有所述填料A,所述缺氧反应池的入口与所述厌氧反应池A的出口相连通,所述缺氧反应池的出口与所述沉淀池的入口相连通;所述厌氧氨氧化单元包括厌氧反应池B、曝气装置B和填料B;所述曝气装置B设置在所述厌氧反应池B上,用于控制所述厌氧反应池B内的溶解氧浓度,所述厌氧反应池B内填充有所述填料B,所述厌氧反应池B的入口与所述沉淀池的出口相连通;
所述好氧反应单元包括好氧反应池、曝气装置C和填料C;所述曝气装置C设置在所述好氧反应池上,用于控制所述好氧反应池内的溶解氧浓度,所述好氧反应池内填充有所述填料C,所述好氧反应池的入口与所述厌氧反应池B的出口相连通;还包括回流单元;所述回流单元包括废水回流装置和污泥回流装置,所述好氧反应池通过所述废水回流装置与所述缺氧反应池相连通;所述污泥回流装置用于将所述沉淀池中的污泥回流到所述缺氧反应池中;
所述方法包括如下步骤:
(1)在厌氧反应池A、缺氧反应池、厌氧反应池B和好氧反应池中分别接种厌氧颗粒污泥、短程硝化污泥、厌氧氨氧化污泥和普通活性污泥,使厌氧反应池A形成厌氧颗粒污泥,缺氧反应池内的填料A短程硝化细菌和反硝化细菌挂膜完成,厌氧反应池B内的填料B厌氧氨氧化菌挂膜完成和好氧反应池内的填料C硝化细菌挂膜完成;
(2)将畜禽废水通入厌氧反应池A中,畜禽废水中的含碳有机物在厌氧颗粒污泥的作用下产生甲烷,反应后的畜禽废水流入缺氧反应池中;
(3)打开曝气装置A,调节缺氧反应池内的溶解氧浓度,反应后的畜禽废水中的部分氨氮在填料A中的短程硝化细菌的作用下转化为亚硝酸;
缺氧反应池的出水进入沉淀池,经泥水分离分别得到上清液和污泥,沉淀池流出的上清液进入厌氧反应池B;
(4)打开曝气装置B,调节厌氧反应池B内的溶解氧浓度,上清液中的氨氮和亚硝酸在填料B中的厌氧氨氧化菌的作用下转化为氮气,液体流入好氧反应池中;
(5)打开曝气装置C,调节好氧反应池内的溶解氧浓度,液体中的氨氮和亚硝酸在填料C中的硝化细菌的作用下转化为硝酸;
还包括回流步骤,将好氧反应池中的废水通过废水回流装置回流到缺氧反应池,废水中的硝酸在填料A中的反硝化细菌的作用下转化为亚硝酸和氮气;所述沉淀池中的污泥通过污泥回流装置回流到所述缺氧反应池中。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述畜禽废水处理的系统还包括磷回收单元;所述磷回收单元包括药品添加装置和鸟粪石回收装置,所述药品添加装置设置在所述鸟粪石回收装置上,所述鸟粪石回收装置与所述好氧反应池的出口相连通。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述厌氧除碳产甲烷单元还包括进样泵和甲烷收集装置,所述进样泵与所述厌氧反应池A的入口相连通,所述甲烷收集装置设置在所述厌氧反应池A上,用于收集所述厌氧反应池A中产生的甲烷。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述填料A、填料B和填料C均选自软性纤维填料、半软性填料、组合纤维填料、弹性立体填料、悬浮填料、斜悬式多孔悬浮填料、鲍尔环填料、阶梯环填料、多面球填料、拉西环填料或海尔环填料。
5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,还包括步骤(6):好氧反应池内的废水流入鸟粪石回收装置中,并通过药品添加装置添加氯化镁溶液,镁离子和废水中的氮磷离子反应生成鸟粪石,沉淀回收鸟粪石。
6.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,还包括甲烷收集步骤,采用甲烷收集装置收集所述厌氧反应池A中产生的甲烷;将畜禽废水通过所述进样泵泵入厌氧反应池A中。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述厌氧反应池A内的厌氧颗粒污泥浓度为5000-20000mg/L;所述缺氧反应池内的短程硝化污泥浓度为2000-5000mg/L,溶解氧浓度为0.2-0.5mg/L;所述厌氧反应池B内的厌氧氨氧化污泥浓度为200-1000mg/L,溶解氧浓度小于0.2mg/L;所述好氧反应池内的普通活性污泥浓度200-1000mg/L,溶解氧浓度为2-5mg/L。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811503217.9A CN109574224B (zh) | 2018-12-10 | 2018-12-10 | 一种畜禽废水处理的系统和方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811503217.9A CN109574224B (zh) | 2018-12-10 | 2018-12-10 | 一种畜禽废水处理的系统和方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109574224A CN109574224A (zh) | 2019-04-05 |
CN109574224B true CN109574224B (zh) | 2024-02-13 |
Family
ID=65929352
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201811503217.9A Active CN109574224B (zh) | 2018-12-10 | 2018-12-10 | 一种畜禽废水处理的系统和方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109574224B (zh) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110156157A (zh) * | 2019-05-08 | 2019-08-23 | 哈尔滨工业大学(威海) | 一种用于污水中碳源和磷回收以及自养脱氮的工艺方法 |
CN110228905B (zh) * | 2019-06-14 | 2022-02-18 | 东瑞食品集团股份有限公司 | 一种废水处理站及废水处理方法 |
CN110194568A (zh) * | 2019-06-21 | 2019-09-03 | 见嘉环境科技(苏州)有限公司 | 一种高氨氮废水的处理方法 |
CN110194569A (zh) * | 2019-06-21 | 2019-09-03 | 见嘉环境科技(苏州)有限公司 | 一种高浓度氨氮废水的处理方法 |
CN110510814A (zh) * | 2019-08-21 | 2019-11-29 | 苏州首创嘉净环保科技股份有限公司 | 一种强化村镇生活污水总氮去除的污水处理设备 |
CN113184990A (zh) * | 2021-03-26 | 2021-07-30 | 北控水务(中国)投资有限公司 | 一种用于畜禽养殖废水处理的一体化反应塔及其处理方法 |
CN113772818A (zh) * | 2021-09-18 | 2021-12-10 | 广东碧水沃丰环保科技有限公司 | 一种生猪养殖废水处理的厌氧氨氧化装置及应用方法 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101050026A (zh) * | 2007-04-17 | 2007-10-10 | 北京市环境保护科学研究院 | 高浓度有机废水深度脱氮处理方法 |
CN101343133A (zh) * | 2008-08-26 | 2009-01-14 | 浙江林学院 | 畜禽养殖废水综合处理方法 |
CN101746925A (zh) * | 2009-12-14 | 2010-06-23 | 朱杰 | 高浓度养殖废水达标处理新组合工艺 |
CN102515352A (zh) * | 2011-12-20 | 2012-06-27 | 中原工学院 | 一种合成氨工业废水中氨氮脱除方法 |
CN102616982A (zh) * | 2012-03-12 | 2012-08-01 | 浙江大学 | 一种规模化猪场养殖废水高效低耗达标处理方法 |
JP2013081881A (ja) * | 2011-10-06 | 2013-05-09 | Japan Organo Co Ltd | アンモニア態窒素含有排水の処理装置 |
CN105174630A (zh) * | 2015-09-25 | 2015-12-23 | 句容市深水水务有限公司 | 基于生物技术的低碳氮比污水脱氮除磷系统及方法 |
CN105461178A (zh) * | 2016-01-09 | 2016-04-06 | 北京工业大学 | 短程硝化-厌氧氨氧化后接短程反硝化-厌氧氨氧化处理城市污水的系统和方法 |
CN209583755U (zh) * | 2018-12-10 | 2019-11-05 | 中国科学院生态环境研究中心 | 一种畜禽废水处理的系统 |
-
2018
- 2018-12-10 CN CN201811503217.9A patent/CN109574224B/zh active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101050026A (zh) * | 2007-04-17 | 2007-10-10 | 北京市环境保护科学研究院 | 高浓度有机废水深度脱氮处理方法 |
CN101343133A (zh) * | 2008-08-26 | 2009-01-14 | 浙江林学院 | 畜禽养殖废水综合处理方法 |
CN101746925A (zh) * | 2009-12-14 | 2010-06-23 | 朱杰 | 高浓度养殖废水达标处理新组合工艺 |
JP2013081881A (ja) * | 2011-10-06 | 2013-05-09 | Japan Organo Co Ltd | アンモニア態窒素含有排水の処理装置 |
CN102515352A (zh) * | 2011-12-20 | 2012-06-27 | 中原工学院 | 一种合成氨工业废水中氨氮脱除方法 |
CN102616982A (zh) * | 2012-03-12 | 2012-08-01 | 浙江大学 | 一种规模化猪场养殖废水高效低耗达标处理方法 |
CN105174630A (zh) * | 2015-09-25 | 2015-12-23 | 句容市深水水务有限公司 | 基于生物技术的低碳氮比污水脱氮除磷系统及方法 |
CN105461178A (zh) * | 2016-01-09 | 2016-04-06 | 北京工业大学 | 短程硝化-厌氧氨氧化后接短程反硝化-厌氧氨氧化处理城市污水的系统和方法 |
CN209583755U (zh) * | 2018-12-10 | 2019-11-05 | 中国科学院生态环境研究中心 | 一种畜禽废水处理的系统 |
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
Effects of salinity on the denitrification efficiency and community structure of a combined partial nitritation-anaerobic ammonium oxidation process;Li, X等;BIORESOURCE TECHNOLOGY;第249卷;第550-556页 * |
Material balance of anaerobic-poor oxygen-aerobiotic biological contact oxidation process treating sewage with low carbon/nitrogen ratio.;Wang Cong等;Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering;第30卷(第19期);第273-281页 * |
Nitrogen Removal in Full-Scale "Anoxic Anaerobic Micro-aerobic Aerobic (A(2)O(2))" System Treating Wastewater of Nitrogenous Fertilizer Factory;Gao, JL等;SUSTAINABLE CITIES DEVELOPMENT AND ENVIRONMENT;第2039-2044页 * |
厌氧氨氧化技术处理高浓度氨氮工业废水的可行性分析;王元月等;环境科学学报;第33卷(第09期);第2359-2368页 * |
脱氮工艺在化工污水处理中的应用;胡超;石油石化绿色低碳;第3卷(第06期);第31-34页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109574224A (zh) | 2019-04-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109574224B (zh) | 一种畜禽废水处理的系统和方法 | |
CN106830324B (zh) | 一种分段进水a2/o工艺强化生物脱氮除磷的装置与方法 | |
CN110436704B (zh) | 一种基于厌氧氨氧化的城市污水处理升级改造工艺 | |
CN108946944A (zh) | 短程反硝化促进废水总氮去除的方法 | |
KR20130111921A (ko) | 에너지 회수와 함께 인 및 질소의 동시적 무산소 생물학적 제거 | |
CN105236564B (zh) | 一种曝气生物滤池组合填料及应用 | |
EP2560922A1 (en) | Methods and systems for treating wastewater | |
CN112456643A (zh) | 城市污水处理厂主流与侧流区生物膜循环交替实现部分厌氧氨氧化深度脱氮除磷系统与方法 | |
Rajesh Banu et al. | Trends in biological nutrient removal for the treatment of low strength organic wastewaters | |
CN104108841A (zh) | 一种基于序批式a/o联动系统实现废水深度脱氮的废水处理装置与方法 | |
CN103102044B (zh) | 强化城市污水氧化沟工艺自养脱氮作用的方法 | |
CN104512964A (zh) | 一种基于污泥旁侧处理实现城市污水短程脱氮的方法 | |
CN110759604B (zh) | 一种低碳源污水两级sbr串联高效生物脱氮方法 | |
CN107324497B (zh) | 一种耦合反硝化Canon工艺处理猪场沼液的启动方法 | |
CN105084536A (zh) | 一种中低浓度氨氮废水的生物强化处理方法 | |
CN109650543B (zh) | 一种在连续流条件下处理低基质废水的spna一体式脱氮方法 | |
CN214399974U (zh) | 一种无污泥回流的折流式活性污泥生物脱氮设备 | |
CN103833136B (zh) | 废水亚硝化预处理设备和方法 | |
CN108996687A (zh) | 一种短程内回流强化缺氧/好氧反应器脱氮装置及方法 | |
CN103408140B (zh) | 一种实现canon工艺高效稳定运行的控制方法 | |
CN110255812B (zh) | 一种在畜禽养殖污水处理过程中保留氨氮去除抗生素的生化与高级氧化组合方法 | |
CN116062889B (zh) | 高负荷活性污泥法强化城市污水氮磷协同高效去除与碳捕获的装置与方法 | |
CN215855353U (zh) | 一种处理有机氮废水的生物除碳脱氮的一体化反应器 | |
CN113845221A (zh) | 一种处理有机氮废水的生物除碳脱氮的一体化反应器 | |
CN113998846A (zh) | 一种高效碳吸附耦合生物脱氮除磷的污水处理装置和方法 |
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 | ||
TA01 | Transfer of patent application right | ||
TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20240119 Address after: 100085 Beijing city Haidian District Shuangqing Road No. 18 Applicant after: Research Center for Eco-Environmental Sciences, Chinese Academy of Sciences Applicant after: Yangtze River Delta (Yiwu) Ecological Environment Research Center Address before: 100085 Beijing city Haidian District Shuangqing Road No. 18 Applicant before: Research Center for Eco-Environmental Sciences, Chinese Academy of Sciences |
|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |