CN109824148A - 一种同步实现硝化、反硝化的脱氮系统及其应用方法 - Google Patents

一种同步实现硝化、反硝化的脱氮系统及其应用方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109824148A
CN109824148A CN201910271289.3A CN201910271289A CN109824148A CN 109824148 A CN109824148 A CN 109824148A CN 201910271289 A CN201910271289 A CN 201910271289A CN 109824148 A CN109824148 A CN 109824148A
Authority
CN
China
Prior art keywords
anaerobic
reactor
denitrifying
denitrification
nitrogen
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.)
Pending
Application number
CN201910271289.3A
Other languages
English (en)
Inventor
石英
姚小京
郭晓婷
孙成
杜晶
黄麟淇
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.)
Central South University
Original Assignee
Central South 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 Central South University filed Critical Central South University
Priority to CN201910271289.3A priority Critical patent/CN109824148A/zh
Publication of CN109824148A publication Critical patent/CN109824148A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

本发明公开了一种同步实现硝化、反硝化的脱氮系统及其应用方法，属于污水脱氮处理技术领域，该脱氮系统包括好氧硝化反应装置、过滤装置和厌氧反硝化装置；本发明将硝化反应器与厌氧反硝化反应器相连，采用单一铵态氮作为氮源，甲烷为碳源，同步实现硝化、反硝化厌氧甲烷氧化和厌氧氨氧化，实现了高效脱氮；改进了控制溶解氧的措施，在硝化反应器进水4小时后，此时硝化反应器中的溶解氧降至最低，以实现控制反硝化部分溶解氧为0mg/L，实现严格厌氧环境；改进了控制硝化细菌进入厌氧反应器的措施，新加入了一个过滤装置，降低厌氧反硝化环境中好氧细菌数量，减少其与DAMO微生物和Anammox功能微生物的竞争。

Description

一种同步实现硝化、反硝化的脱氮系统及其应用方法
技术领域
本发明属于污水脱氮处理技术领域，具体涉及一种同步实现硝化、反硝化的脱氮系统及其应用方法。
背景技术
近年来有关生物脱氮的研究集中在一种新的、成本低而高效的工艺上，即反硝化厌氧甲烷氧化和厌氧氨氧化相结合的工艺。一般情况下，城市污水含有高浓度的铵态氮，所以此种工艺的第一步就是将氨氮部分氧化为硝态氮，之后再通过DAMO-Anammox功能微生物工艺，在以甲烷为唯一碳源的情况下，脱除残留铵态氨、硝态氮以及亚硝态氮中的氮元素。
现有的脱氮工艺存在以下缺点：1、进入到反硝化厌氧甲烷氧化细菌和厌氧氨氧化细菌的协同培养环境中的是由硝化反应后的出水，其中含有的硝化细菌同样会进入到厌氧环境中，加上未能保证严格厌氧的实现，硝化细菌会在微氧环境中迅速繁殖，进而影响到脱氮速率与质量；2、DAMO微生物及Anammox功能微生物需要严格厌氧环境，难以实现。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种同步实现硝化、反硝化的脱氮系统及其应用方法，实现了铵态氮的直接脱除，解决了硝化细菌进入到厌氧环境中的问题，并通过控制氧气的进入实现严格的厌氧环境。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供的这种同步实现硝化、反硝化的脱氮系统，包括好氧硝化反应装置、过滤装置和厌氧反硝化装置；
好氧硝化反应装置包括敞口双层玻璃瓶反应器、喂料罐和第一出水瓶，敞口双层玻璃瓶反应器的内层用于好氧硝化细菌富集生长与硝化反应的场所，敞口双层玻璃瓶反应器的夹层连通恒温水，喂料罐和双层玻璃瓶反应器之间设有进水泵，第一出水瓶和双层玻璃瓶反应器之间设有出水泵；
过滤装置设置于好氧硝化反应装置和厌氧反硝化装置之间，用以将从硝化部分流出的进入到反硝化部分的液相过滤，除去硝化细菌；
厌氧反硝化装置包括中空纤维膜生物反应器、溢流瓶、第二出水瓶和甲烷气瓶，中空纤维膜生物反应器的下端与甲烷气瓶连通，中空纤维膜生物反应器的下部设有进水口，进水口与过滤装置连通，中空纤维膜生物反应器的上部设有出水口，出水口与溢流瓶连通，溢流瓶通过循环泵与中空纤维膜生物反应器的下部连通，溢流瓶通过出水泵与第二出水瓶连通，用于平衡中空纤维膜生物反应器的内外气压，以免造成负压，防止空气进入导致漏氧。
在一个具体实施方式中，所述过滤装置为一细长反应器，于内层合适位置放置多团过滤棉，用以将从硝化部分流出的进入到反硝化部分的液相过滤，截留硝化细菌，以免硝化细菌进入后段影响DAMO微生物与Anammox功能微生物的生长。
在一个具体实施方式中，所述中空纤维膜生物反应器的内层中央固定有中空纤维膜束，即膜组件，其上端封闭，下端的进气口与甲烷气瓶连通。
在一个具体实施方式中，所述溢流瓶设有pH计、溶解氧测定仪，pH计实时监控pH值，以将液相pH控制在一定范围内，溶解氧测定仪实时监控DO数值，测试是否存在漏氧情况。
在一个具体实施方式中，所述甲烷气瓶中的甲烷气体通过气体压力调节阀进入中空纤维膜束，从膜内向膜外扩散，以无泡曝气的方式连续不断的扩散到膜组件周围的液相中，以供给附着于膜组件外围的液相中的细菌利用并参与反应。
在一个具体实施方式中，所述甲烷气体为99％的高纯甲烷。
在一个具体实施方式中，所述敞口双层玻璃瓶反应器、溢流瓶设有取样口。
在一个具体实施方式中，所述厌氧反硝化装置通过蠕动泵连通恒温箱中的恒温水，运用蠕动泵定时定量设置进水与出水条件，以控制厌氧反硝化部分的反应温度。
本发明还提供所述同步实现硝化、反硝化的脱氮系统的应用方法，包括以下步骤：
(1)反应器的接种：将好氧生物填料放入敞口双层玻璃瓶反应器中，让其自行生长富集硝化细菌，将经过驯化的反硝化厌氧甲烷氧化古菌、反硝化厌氧甲烷氧化细菌(并称DAMO功能微生物)以及厌氧氨氧化(Anammox功能微生物)功能微生物的絮状污泥接种至中空纤维膜生物反应器中，其中硝化反应器连接的喂料罐中的氮元素只为铵态氮；
(2)厌氧微生物的附着：将高纯甲烷气体通过气体压力调节阀连接到中空纤维膜生物反应器下端的进气装置，使甲烷气体通过中空纤维膜束迅速扩散至厌氧反硝化反应器液相中，为反硝化厌氧甲烷氧化功能微生物提供反应所需物质甲烷，甲烷基于中空纤维膜的传质速率快，反硝化厌氧甲烷微生物则会附着于膜外生长；
(3)调整运行参数：控制整个反应系统的反应温度为25～34℃，pH值为7.3～7.5，中空纤维膜反应器内甲烷气体压力为18～22Kpa；
(4)反应器运行：硝化反应器通过进水泵设置进水时间为每天4次，每次5分钟，每次进水量为175～185ml，通过出水泵使出水时间设置在进水的前25分钟，出水量为55～65ml；厌氧反硝化反应器利用进水泵将进水时间设置为硝化反应器进水后的4小时，进水量为115～125ml，进水的同时经溢流瓶流出水，利用循环泵使厌氧反硝化反应器和溢流瓶进行水循环，经硝化反应后的氮元素参与厌氧反硝化与厌氧氨氧化；通过取样口取样，并及时测试样品中的硝态氮、亚硝态氮以及铵态氮的含量；
(5)降低厌氧环境溶解氧：强调在硝化反应器进水4小时后，此时硝化反应器中的溶解氧降为0～0.08mg/L，再经由过滤装置对反硝化反应装置进水，以实现控制反硝化部分溶解氧为0mg/L，实现严格厌氧环境，需加入一个过滤装置，降低厌氧反硝化环境中好氧细菌数量，避免降低DAMO微生物与Anammox功能微生物的活性；
(6)反应过程：首先硝化反应器中的硝化细菌将铵态氮氧化为硝态氮与亚硝态氮，之后供给液相至厌氧反硝化反应器，其中的DAMO古菌(反硝化厌氧甲烷氧化古菌)以中空纤维膜扩散的甲烷为电子供体将硝态氮还原为亚硝态氮，供协同培养的Anammox功能微生物和DAMO细菌(反硝化厌氧甲烷氧化细菌)反应；其中，DAMO细菌的反应原理：以甲烷为还原剂，将亚硝态氮还原成氮气；Anammox功能微生物的反应原理：利用铵态氮和亚硝态氮，生成硝态氮和氮气，而在厌氧氨氧化过程中产生的硝态氮反之又可以被DAMO古菌利用。
进一步，所述喂料罐中污水的铵态氮含量为95～100mgN/L。
本发明涉及到的反应式为：
硝化反应：2NH4 ++3O2→2NO2 -+4H++2H2O (1)
2NO2 -+O2→2NO3 - (2)
反硝化反应：4NO3 -+CH4→4NO2 -+CO2+2H2O (3)
8NO2 -+3CH4+8H+→4N2+3CO2+10H2O (4)
NH4 ++1.32NO2 -+0.066HCO3 -+0.13H+→
1.02N2+0.26NO3 -+0.066CH2N0.15+2.03H2O (5)
其中，在反硝化反应中，DAMO功能微生物中的DAMO古菌参与的反应过程为(3)，DAMO细菌参与的反应过程为(4)，而Anammox功能微生物参与的反应过程为(5)。
本发明所述同步实现硝化、反硝化的脱氮系统，利用中空纤维膜无泡曝气提供甲烷，解决了甲烷在水中的溶解度很低，不能完全被微生物所利用，导致传质效率低的问题；本发明可以实现高效脱氮，减少温室甲烷气体的排放，解决了传统污水处理工艺中需外加碳源参与厌氧反应的问题，减少了处理成本，避免了厌氧反应中产生大量甲烷气体排放至大气中而造成温室效应。
本发明利用中空纤维膜无泡曝气实现了甲烷气体由气相向液相扩散的高效传质，在膜外形成了Anammox功能微生物与DAMO功能微生物的混合生物膜，在其协同作用下脱除铵态氮经硝化反应后的氮元素，生物膜与液相接触面积越大，发生的反应速率越快，脱氮效率也会相应的增加。形成的生物膜截留微生物效率高，减少了生物量的流失，也可有效避免产生沉积污泥，为富集速率缓慢的DAMO功能微生物与Anammox功能微生物提供的良好的生长富集环境。
本发明在原本的序批式反硝化厌氧甲烷氧化微生物富集系统的基础上有了较大的改进，将硝化反应器与厌氧反硝化反应器相连，采用单一铵态氮作为氮源，甲烷为碳源，同步实现硝化、反硝化厌氧甲烷氧化和厌氧氨氧化，实现了高效脱氮；改进了控制溶解氧的措施，在硝化反应器进水4小时后，此时硝化反应器中的溶解氧降至最低，以实现控制反硝化部分溶解氧为0mg/L，实现严格厌氧环境；改进了控制硝化细菌进入厌氧反应器的措施，新加入了一个过滤装置，降低厌氧反硝化环境中好氧细菌数量，减少其与DAMO微生物和Anammox功能微生物的竞争。
本发明所述同步实现硝化、反硝化的脱氮系统，运行25天后，DAMO微生物和Anammox功能微生物逐渐成为系统内的优势菌种，实现富集。
本发明所述同步实现硝化、反硝化的脱氮系统，在反应器运行至25天中，总氮去除率由84.3％(只包含厌氧反硝化装置)上升到99.3％(本实施例系统)；在第26天至100天中，总氮去除率仍维持在97％，此时在厌氧反硝化反应器出水中检测到硝态氮含量为0～3.7mgN/L，铵态氮含量为0～3.2mgN/L，亚硝态氮含量为0～0.1mgN/L，表明出水质量高，基本实现铵态氮完全脱氮。
附图说明
图1为本发明实施例中同步实现硝化、反硝化的脱氮系统的结构示意图。
图中序号：
1-敞口双层玻璃瓶反应器；2-喂料罐；3-第一出水瓶；4-硝化反应进水泵；5-硝化反应出水泵；6-磁力搅拌器；7-搅拌子；8-细长反应器；9-过滤棉；10-中空纤维膜生物反应器；11-溢流瓶；12-第二出水瓶；13-甲烷气瓶；14-循环泵；15-中空纤维膜束；16-pH计；17-溶解氧测量仪；18-气体压力调节阀；19-取样口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种同步实现硝化、反硝化的脱氮系统，包括好氧硝化反应装置、过滤装置和厌氧反硝化装置；
好氧硝化反应装置包括敞口双层玻璃瓶反应器1、喂料罐2和第一出水瓶3，敞口双层玻璃瓶反应器1的内层用于好氧硝化细菌富集生长与硝化反应的场所，敞口双层玻璃瓶反应器1的夹层连通恒温水，用以保证恒温反应，喂料罐2和双层玻璃瓶反应器1之间设有硝化反应进水泵4，第一出水瓶3和双层玻璃瓶反应器1之间设有硝化反应出水泵5。
敞口双层玻璃瓶反应器1的底端为磁力搅拌器6，反应器内部放置有搅拌子7，用以增加溶氧，促进好氧硝化反应的进行。
过滤装置设置于好氧硝化反应装置和厌氧反硝化装置之间，过滤装置与好氧硝化反应装置之间设有进水泵，过滤装置为一细长反应器8，于内层合适位置放置两团过滤棉9，用以将从硝化部分流出的进入到反硝化部分的液相过滤，除去硝化细菌，以免硝化细菌进入后段影响DAMO微生物与Anammox功能微生物的生长。
厌氧反硝化装置包括中空纤维膜生物反应器10、溢流瓶11、第二出水瓶12和甲烷气瓶13，中空纤维膜生物反应器10的下端与甲烷气瓶13连通，中空纤维膜生物反应器10的下部设有进水口，进水口与过滤装置连通，中空纤维膜生物反应器10的上部设有出水口，出水口与溢流瓶11连通，溢流瓶11通过循环泵14与中空纤维膜生物反应器10的下部连通，溢流瓶11通过出水泵与第二出水瓶12连通，用于平衡中空纤维膜生物反应器10的内外气压，以免造成负压，防止空气进入导致漏氧。
中空纤维膜生物反应器10的内层中央固定有中空纤维膜束15，即膜组件，其上端封闭，下端的进气口与甲烷气瓶13连通。
溢流瓶设有pH计16、溶解氧测定仪17，pH计16实时监控pH值，以将液相pH控制在一定范围内，溶解氧测定仪17实时监控DO数值，测试是否存在漏氧情况。
甲烷气瓶13中的甲烷气体通过气体压力调节阀18进入中空纤维膜束15，从膜内向膜外扩散，以无泡曝气的方式连续不断的扩散到膜组件周围的液相中，以供给附着于膜组件外围的液相中的细菌利用并参与反应；甲烷气体为99％的高纯甲烷。
敞口双层玻璃瓶反应器、溢流瓶设有取样口19。
厌氧反硝化装置通过蠕动泵连通恒温箱中的恒温水，运用蠕动泵定时定量设置进水与出水条件，以控制厌氧反硝化部分的反应温度。
实施例2
本实施例提供一种同步实现硝化、反硝化的脱氮系统的应用方法，一种能够同步实现硝化、反硝化厌氧甲烷氧化和厌氧氨氧化，且能够完全脱除水中铵态氮的高效脱氮的可持续发展方法，包括以下步骤：
(1)反应器的接种：将好氧生物填料放入敞口双层玻璃瓶反应器中，让其自行生长富集硝化细菌，将经过驯化的反硝化厌氧甲烷氧化古菌、反硝化厌氧甲烷氧化细菌(并称DAMO功能微生物)以及厌氧氨氧化(Anammox功能微生物)功能微生物的絮状污泥接种至中空纤维膜生物反应器中，其中硝化反应器连接的喂料罐中的氮元素只为铵态氮，含量为100mgN/L；
(2)厌氧微生物的附着：将99％的高纯甲烷气体通过气体压力调节阀连接到中空纤维膜生物反应器下端的进气装置，使甲烷气体通过中空纤维膜束迅速扩散至厌氧反硝化反应器液相中，为反硝化厌氧甲烷氧化功能微生物提供反应所需物质甲烷，甲烷基于中空纤维膜的传质速率快，反硝化厌氧甲烷微生物则会附着于膜外生长；
(3)调整运行参数：控制整个反应系统的反应温度为25～34℃，pH值为7.3～7.5，中空纤维膜反应器内甲烷气体压力为18～22Kpa；
(4)反应器运行：整个反应系统每天运行4个循环，硝化反应器通过进水泵设置进水时间为每天4次，每次5分钟，每次进水量为180ml，通过出水泵使出水时间设置在进水的前25分钟，出水量为60ml；厌氧反硝化反应器利用进水泵将进水时间设置为硝化反应器进水后的4小时，进水量为120ml，进水的同时经溢流瓶流出水，利用循环泵使厌氧反硝化反应器和溢流瓶进行水循环，经硝化反应后的氮元素参与厌氧反硝化与厌氧氨氧化；通过取样口取样，并及时测试样品中的硝态氮、亚硝态氮以及铵态氮的含量；
(5)降低厌氧环境溶解氧：强调在硝化反应器进水4小时后，此时硝化反应器中的溶解氧降为0～0.08mg/L，再经由过滤装置对反硝化反应装置进水，以实现控制反硝化部分溶解氧为0mg/L，实现严格厌氧环境，需加入一个过滤装置，降低厌氧反硝化环境中好氧细菌数量，避免降低DAMO微生物与Anammox功能微生物的活性；
(6)反应过程：首先硝化反应器中的硝化细菌将铵态氮氧化为硝态氮与亚硝态氮，之后供给液相至厌氧反硝化反应器，其中的DAMO古菌(反硝化厌氧甲烷氧化古菌)以中空纤维膜扩散的甲烷为电子供体将硝态氮还原为亚硝态氮，供协同培养的Anammox功能微生物和DAMO细菌(反硝化厌氧甲烷氧化细菌)反应；其中，DAMO细菌的反应原理：以甲烷为还原剂，将亚硝态氮还原成氮气；Anammox功能微生物的反应原理：利用铵态氮和亚硝态氮，生成硝态氮和氮气，而在厌氧氨氧化过程中产生的硝态氮反之又可以被DAMO古菌利用；
本发明涉及到的反应式为：
硝化反应：2NH4 ++3O2→2NO2 -+4H++2H2O (1)
2NO2 -+O2→2NO3 - (2)
反硝化反应：4NO3 -+CH4→4NO2 -+CO2+2H2O (3)
8NO2 -+3CH4+8H+→4N2+3CO2+10H2O (4)
NH4 ++1.32NO2 -+0.066HCO3 -+0.13H+→
1.02N2+0.26NO3 -+0.066CH2N0.15+2.03H2O (5)
其中，在反硝化反应中，DAMO功能微生物中的DAMO古菌参与的反应过程为(3)，DAMO细菌参与的反应过程为(4)，而Anammox功能微生物参与的反应过程为(5)。
同步实现硝化、反硝化厌氧甲烷氧化和厌氧氨氧化的铵态氮完全脱氮装置运行25天后，DAMO微生物和Anammox功能微生物逐渐成为系统内的优势菌种，实现富集。
在反应器运行至25天中，总氮去除率由84.3％(只包含厌氧反硝化装置)上升到99.3％(本实施例系统)；在第26天至100天中，总氮去除率仍维持在97％，此时在厌氧反硝化反应器出水中检测到硝态氮含量为0～3.7mgN/L，铵态氮含量为0～3.2mgN/L，亚硝态氮含量为0～0.1mgN/L，表明出水质量高，基本实现铵态氮完全脱氮。

Claims (10)

1.一种同步实现硝化、反硝化的脱氮系统，其特征在于，包括好氧硝化反应装置、过滤装置和厌氧反硝化装置；
好氧硝化反应装置包括敞口双层玻璃瓶反应器(1)、喂料罐(2)和第一出水瓶(3)，敞口双层玻璃瓶反应器(1)的内层用于好氧硝化细菌富集生长与硝化反应的场所，敞口双层玻璃瓶反应器(1)的夹层连通恒温水，喂料罐(2)和双层玻璃瓶反应器(1)之间设有进水泵(4)，第一出水瓶(3)和双层玻璃瓶反应器(1)之间设有出水泵(5)；
过滤装置设置于好氧硝化反应装置和厌氧反硝化装置之间，用以将从硝化部分流出的进入到反硝化部分的液相过滤，除去硝化细菌；
厌氧反硝化装置包括中空纤维膜生物反应器(10)、溢流瓶(11)、第二出水瓶(12)和甲烷气瓶(13)，中空纤维膜生物反应器(10)的下端与甲烷气瓶(13)连通，中空纤维膜生物反应器(10)的下部设有进水口，进水口与过滤装置连通，中空纤维膜生物反应器(10)的上部设有出水口，出水口与溢流瓶(11)连通，溢流瓶(11)通过循环泵(14)与中空纤维膜生物反应器(10)的下部连通，溢流瓶(11)通过出水泵与第二出水瓶(12)连通，用于平衡中空纤维膜生物反应器(10)的内外气压，以免造成负压，防止空气进入导致漏氧。
2.根据权利要求1所述的同步实现硝化、反硝化的脱氮系统，其特征在于，敞口双层玻璃瓶反应器(1)的底端为磁力搅拌器(6)，反应器内部放置有搅拌子(7)，用以增加溶氧，促进好氧硝化反应的进行。
3.根据权利要求1所述的同步实现硝化、反硝化的脱氮系统，其特征在于，所述过滤装置为一细长反应器(8)，于内层合适位置放置多团过滤棉(9)，用以将从硝化部分流出的进入到反硝化部分的液相过滤，截留硝化细菌，以免硝化细菌进入后段影响DAMO微生物与Anammox功能微生物的生长。
4.根据权利要求1所述的同步实现硝化、反硝化的脱氮系统，其特征在于，所述中空纤维膜生物反应器(10)的内层中央固定有中空纤维膜束(15)，其上端封闭，下端的进气口与甲烷气瓶(13)连通。
5.根据权利要求1所述的同步实现硝化、反硝化的脱氮系统，其特征在于，所述溢流瓶(11)设有pH计(16)、溶解氧测定仪(17)，pH计实时监控pH值，以将液相pH控制在一定范围内，溶解氧测定仪实时监控DO数值，测试是否存在漏氧情况。
6.根据权利要求1或4所述的同步实现硝化、反硝化的脱氮系统，其特征在于，所述甲烷气瓶(13)中的甲烷气体通过气体压力调节阀(18)进入中空纤维膜束(15)，从膜内向膜外扩散，以无泡曝气的方式连续不断的扩散到膜组件周围的液相中，以供给附着于膜组件外围的液相中的细菌利用并参与反应。
7.根据权利要求6所述的同步实现硝化、反硝化的脱氮系统，其特征在于，所述甲烷气体为99％的高纯甲烷。
8.根据权利要求1～5中任一项所述的同步实现硝化、反硝化的脱氮系统，其特征在于，所述敞口双层玻璃瓶反应器、溢流瓶设有取样口(19)。
9.根据权利要求1～8中任一项所述同步实现硝化、反硝化的脱氮系统的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)反应器的接种：将好氧生物填料放入敞口双层玻璃瓶反应器中，让其自行生长富集硝化细菌，将经过驯化的反硝化厌氧甲烷氧化古菌、反硝化厌氧甲烷氧化细菌(并称DAMO功能微生物)以及厌氧氨氧化(Anammox功能微生物)功能微生物的絮状污泥接种至中空纤维膜生物反应器中，其中硝化反应器连接的喂料罐中的氮元素只为铵态氮；
(2)厌氧微生物的附着：将高纯甲烷气体通过气体压力调节阀连接到中空纤维膜生物反应器下端的进气装置，使甲烷气体通过中空纤维膜束迅速扩散至厌氧反硝化反应器液相中，为反硝化厌氧甲烷氧化功能微生物提供反应所需物质甲烷，甲烷基于中空纤维膜的传质速率快，反硝化厌氧甲烷微生物则会附着于膜外生长；
(3)调整运行参数：控制整个反应系统的反应温度为25～34℃，pH值为7.3～7.5，中空纤维膜反应器内甲烷气体压力为18～22Kpa；
(4)反应器运行：硝化反应器通过进水泵设置进水时间为每天4次，每次5分钟，每次进水量为175～185ml，通过出水泵使出水时间设置在进水的前25分钟，出水量为55～65ml；厌氧反硝化反应器利用进水泵将进水时间设置为硝化反应器进水后的4小时，进水量为115～125ml，进水的同时经溢流瓶流出水，利用循环泵使厌氧反硝化反应器和溢流瓶进行水循环，经硝化反应后的氮元素参与厌氧反硝化与厌氧氨氧化；通过取样口取样，并及时测试样品中的硝态氮、亚硝态氮以及铵态氮的含量；
(5)降低厌氧环境溶解氧：强调在硝化反应器进水4小时后，此时硝化反应器中的溶解氧降为0～0.08mg/L，再经由过滤装置对反硝化反应装置进水，以实现控制反硝化部分溶解氧为0mg/L，实现严格厌氧环境，需加入一个过滤装置，降低厌氧反硝化环境中好氧细菌数量，避免降低DAMO微生物与Anammox功能微生物的活性；
(6)反应过程：首先硝化反应器中的硝化细菌将铵态氮氧化为硝态氮与亚硝态氮，之后供给液相至厌氧反硝化反应器，其中的DAMO古菌(反硝化厌氧甲烷氧化古菌)以中空纤维膜扩散的甲烷为电子供体将硝态氮还原为亚硝态氮，供协同培养的Anammox功能微生物和DAMO细菌(反硝化厌氧甲烷氧化细菌)反应；其中，DAMO细菌的反应原理：以甲烷为还原剂，将亚硝态氮还原成氮气；Anammox功能微生物的反应原理：利用铵态氮和亚硝态氮，生成硝态氮和氮气，而在厌氧氨氧化过程中产生的硝态氮反之又可以被DAMO古菌利用。
10.根据权利要求8所述同步实现硝化、反硝化的脱氮系统的应用方法，其特征在于，所述喂料罐中污水的铵态氮含量为95～100mgN/L。
CN201910271289.3A 2019-04-04 2019-04-04 一种同步实现硝化、反硝化的脱氮系统及其应用方法 Pending CN109824148A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910271289.3A CN109824148A (zh) 2019-04-04 2019-04-04 一种同步实现硝化、反硝化的脱氮系统及其应用方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910271289.3A CN109824148A (zh) 2019-04-04 2019-04-04 一种同步实现硝化、反硝化的脱氮系统及其应用方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109824148A true CN109824148A (zh) 2019-05-31

Family

ID=66874875

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910271289.3A Pending CN109824148A (zh) 2019-04-04 2019-04-04 一种同步实现硝化、反硝化的脱氮系统及其应用方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109824148A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113860501A (zh) * 2021-11-08 2021-12-31 西南大学 一种微藻驱动同步甲烷氧化、硝化与反硝化处理含氮废水的方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004097974A (ja) * 2002-09-10 2004-04-02 Univ Waseda 硝化・脱窒同時進行型反応構造体及びその製造方法
CN103241903A (zh) * 2013-05-22 2013-08-14 北京工业大学 一种同步厌氧氨氧化和厌氧甲烷氧化处理低碳氮污水的装置和方法
CN103833186A (zh) * 2014-03-10 2014-06-04 北京工业大学 厌氧氨氧化耦合厌氧甲烷氧化处理污泥消化液的方法
CN105859054A (zh) * 2016-06-15 2016-08-17 句容苏米特环保科技有限公司 利用微生物电化学处理污水的装置、方法及微生物膜培养方法
CN108002531A (zh) * 2017-12-26 2018-05-08 哈尔滨工业大学 一种高效脱氮方法及实现该方法的新型膜曝气膜生物反应器
CN108101210A (zh) * 2017-12-18 2018-06-01 桑德生态科技有限公司 实现厌氧氨氧化协同反硝化厌氧甲烷氧化的mbr装置及方法
CN209740816U (zh) * 2019-04-04 2019-12-06 中南大学 一种同步实现硝化、反硝化的脱氮系统

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004097974A (ja) * 2002-09-10 2004-04-02 Univ Waseda 硝化・脱窒同時進行型反応構造体及びその製造方法
CN103241903A (zh) * 2013-05-22 2013-08-14 北京工业大学 一种同步厌氧氨氧化和厌氧甲烷氧化处理低碳氮污水的装置和方法
CN103833186A (zh) * 2014-03-10 2014-06-04 北京工业大学 厌氧氨氧化耦合厌氧甲烷氧化处理污泥消化液的方法
CN105859054A (zh) * 2016-06-15 2016-08-17 句容苏米特环保科技有限公司 利用微生物电化学处理污水的装置、方法及微生物膜培养方法
CN108101210A (zh) * 2017-12-18 2018-06-01 桑德生态科技有限公司 实现厌氧氨氧化协同反硝化厌氧甲烷氧化的mbr装置及方法
CN108002531A (zh) * 2017-12-26 2018-05-08 哈尔滨工业大学 一种高效脱氮方法及实现该方法的新型膜曝气膜生物反应器
CN209740816U (zh) * 2019-04-04 2019-12-06 中南大学 一种同步实现硝化、反硝化的脱氮系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113860501A (zh) * 2021-11-08 2021-12-31 西南大学 一种微藻驱动同步甲烷氧化、硝化与反硝化处理含氮废水的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103588352B (zh) 城市污水反硝化除磷和短程硝化厌氧氨氧化两级回流式同步脱氮除磷装置及工艺
CN105923774B (zh) 一种三段式短程硝化-厌氧氨氧化-短程反硝化工艺实现污泥消化液深度脱氮的装置与方法
CN104962505B (zh) 污水处理过程中富集培养固定化硝化菌的方法及装置
CN107285466A (zh) 无泡曝气生物反应器同步硝化反硝化的污水处理装置及处理方法
CN107381788B (zh) 一种用于污水深度处理的双级膜曝气生物膜反应器
CN103275868B (zh) 一种基于间歇式膜生物反应器富集反硝化型甲烷厌氧氧化菌的装置和方法
CN103359827B (zh) 一种mbr反应器自养脱氮工艺的快速启动方法及利用其同步去除生活污水中碳氮的方法
CN105600927A (zh) 一种废水同步硝化反硝化脱氮方法及装置
CN106830302B (zh) 溶解氧自动化控制的mbr全程硝化菌富集装置及其方法
CN110950428B (zh) 一种具有同步硫自养反硝化和厌氧氨氧化功能污泥的培养方法
CN103827046A (zh) 含氮有机废水的处理系统及处理方法
CN111422993A (zh) 一种利用异养反硝化颗粒污泥快速启动自养型氨氧化的方法
CN114890551A (zh) 一种串联式基于菌藻共生的生物脱氮方法
CN109205786B (zh) 一种反渗透浓水的生物膜处理方法
CN111484138A (zh) 一种同步产甲烷、好氧甲烷氧化耦合反硝化工艺控制方法
CN113024032B (zh) 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
CN110526392A (zh) 基于垫状玄武岩纤维填料的厌氧氨氧化菌富集装置及使用方法
CN109824148A (zh) 一种同步实现硝化、反硝化的脱氮系统及其应用方法
CN206590950U (zh) 一种溶解氧自动化控制的mbr全程硝化菌富集装置
CN112340843A (zh) 一种实现产甲烷厌氧氨氧化一体化除碳脱氮的装置与方法
CN108862634A (zh) 一种硝化-兼氧膜生物反应器污水处理系统
CN106754483B (zh) 一种氨氮流加-间歇式运行的氨氧化细菌菌群筛选和富集培养方法
CN109336256B (zh) 一种半短程硝化-厌氧氨氧化串联污水处理系统与方法
CN108298684A (zh) 一种一体式往复运动式厌氧mbr培养厌氧氨氧化菌的装置和方法
CN209740816U (zh) 一种同步实现硝化、反硝化的脱氮系统

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