CN110436626A - 一种厌氧氨氧化耦合反硝化复合脱氮系统及快速启动方法 - Google Patents

一种厌氧氨氧化耦合反硝化复合脱氮系统及快速启动方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110436626A
CN110436626A CN201910730617.1A CN201910730617A CN110436626A CN 110436626 A CN110436626 A CN 110436626A CN 201910730617 A CN201910730617 A CN 201910730617A CN 110436626 A CN110436626 A CN 110436626A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pond
denitrification
aeration
anoxic pond
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
CN201910730617.1A
Other languages
English (en)
Inventor
陈荣
雷振
王俊
杨舒茗
黄兴园
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.)
Xian University of Architecture and Technology
Original Assignee
Xian University of Architecture and Technology
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 Xian University of Architecture and Technology filed Critical Xian University of Architecture and Technology
Priority to CN201910730617.1A priority Critical patent/CN110436626A/zh
Publication of CN110436626A publication Critical patent/CN110436626A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

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
    • 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
    • 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
    • C02F2209/16—Total nitrogen (tkN-N)
    • 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
    • C02F2209/22—O2
    • 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
    • C02F2209/44—Time

Abstract

一种厌氧氨氧化耦合反硝化复合脱氮系统及快速启动方法，由缺氧池和厌氧池组成，缺氧池通过曝气泵周期性的曝气，采用序批式运行模式，厌氧池为上流式污泥床反应器，缺氧池主要是反应为部分亚硝化，其出水进入厌氧装置进行下一步厌氧氨氧化和反硝化反应。本发明中采用进水中不添加有机物的基质配方，通过水力停留时间的逐步缩短(7h到4h)以及在此过程中基于氮形态的溶解氧精准调控，实现了快速将以反硝化为主要脱氮途径的种泥系统培养为以厌氧氨氧化为主，反硝化为辅的脱氮系统。

Description

一种厌氧氨氧化耦合反硝化复合脱氮系统及快速启动方法
技术领域
本发明涉及生物脱氮技术领域，特别涉及一种厌氧氨氧化耦合反硝化复合脱氮系统及快速启动方法。
背景技术
传统硝化-反硝化脱氮是我国污水处理厂最常用的脱氮工艺，但因其对碳源和氧气的需求量较大，耗能过高，严重增加了污水处理厂的运行成本。随着资源节约型社会的建设深入到各个生产实践环节，传统的高能耗、环境友好度差的脱氮工艺已不能满足目前城市污水处理的发展的要求，开发低能耗且高效的氮素去除工艺迫在眉睫。
在以上背景下，厌氧氨氧化(Anammox)作为一种能耗低，绿色环保的脱氮工艺重新受到人们的重视。然而，单纯利用厌氧氨氧化进行脱氮虽然能耗低，但由于其氮素去除过程中会产生一定量的硝氮，脱氮效率理论值为89％，不能再进一步提高，因而通常要与其他工艺结合以进步提高氮素去除效率。
生物脱氮工艺发展到今天，Anammox和反硝化复合脱氮系统以其更加高效、更加节能的优势得到关注。反硝化可以利用厌氧段中微生物代谢及凋零所产生的少量有机物以及厌氧氨氧化过程中不可避免产生的硝氮，进一步提高系统的脱氮效率。Anammox和反硝化复合脱氮系统不需要大量碳源并且需氧量低，脱氮效率高，对污水处理厂来说是更经济、高效和节能的脱氮工艺。然而，目前对于如何快速启动厌氧氨氧化和反硝化复合脱氮系统鲜有报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种厌氧氨氧化耦合反硝化复合脱氮系统及快速启动方法，通过该方法可以快速实现将以反硝化为主要脱氮途径的种泥培养为以厌氧氨氧化为主，反硝化为辅的脱氮污泥。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种厌氧氨氧化耦合反硝化复合脱氮系统及快速启动方法，包括缺氧池1与厌氧池2，缺氧池1的出水连通厌氧池2，缺氧池1的进水端连通基质桶3，所述的缺氧池1上设置有曝气泵4。
所述的厌氧池2和曝气泵4形成缺氧池。
所述的厌氧池2为上流式污泥床反应器。
所述的缺氧池2采用序批式运行模式，曝气泵4为间歇曝气。
一种厌氧氨氧化耦合反硝化复合脱氮系统的快速启动方法，包括以下步骤；
第一步：接种污泥，以城市污水厂的缺氧池末端污泥为接种污泥，微耗氧池中接种污泥浓度为池体积1/4，厌氧池2中污泥床高度为床总高度的2/3以上；
第二步：设定运行条件，以总HRT 7h为初始基本运行条件，缺氧池1一个周期设定为6min，其中进水1min，进水时同时曝气，曝气总时间为2min,沉淀时间为3.0min，出水时间为1min，结合缺氧池1出水的氨氮与亚硝氮量，调整曝气间隔和曝气量，确定最佳的溶解氧量；
第三步：在上一个HRT缺氧池1出水中氨氮与亚硝氮比例为1：1.32后降低HRT，使得总HRT依次为7h，6h和4h。在此过程中检测厌氧池2出水的氮形态及浓度，并对缺氧池1的曝气情况做适当调整，以得到更高的氮去除效率。
所述的第一步中厌氧池2中污泥床高度为床总高度超过25cm。
所述的第二步中曝气为间歇曝气，曝3s，停3s。
所述的第二步中氨氮与亚硝氮量最佳比例为1：1.32。
本发明的有益效果：
本方法能够快速启动以厌氧氨氧化为主反硝化为辅的脱氮工艺，是一种快速、高效方法。
通过精准调控曝气时间以及曝气量等运行工艺参数，快速实现了将以反硝化为主要脱氮途径的种泥培养为以厌氧氨氧化为主，反硝化为辅的脱氮系统，达到更高的脱氮效果。
本发明通过精准调控反应器运行过程中水力停留时间、曝气量、曝气间隔以及曝气时间等运行参数，实现缺氧池段较好的部分亚硝化。进水中营养物质仅为氨氮，不添加任何有机物。
本发明中Anammox耦合反硝化复合脱氮系统，相比于单纯利用厌氧氨氧化反应脱氮，能达到更高的脱氮效果，对氧气的需求量更低。
本发明中为实现快速启动以Anammox为主，反硝化为辅的脱氨系统，在反应器启动阶段基质中并不添加碳源，而是通过利用厌氧段中微生物代谢及凋零所产生的少量有机物作为反硝化的碳源，从而保证反硝化的存在，但又成功的避免反硝化过程占主导地位。
本发明中系统的启动以较长的水力停留时间(7h)为初始运行条件，在氮去除率上升的同时逐步缩短水力停留时间，并辅以合适的曝气量调控，这样可以在启动过程中维持较高的总氮去除率(在第21天后总氮去除率就维持在70％以上)。
本发明中实现系统快速启动的方法重在基于溶解氧的精准调控。每个测样点后立即依据上次系统的亚硝化率对曝气量进行调节，使得系统总氮去除效率始终维持一个增长趋势。尽量缩短不合理运行时间。
附图说明
图1为人工合成污水的处理效果。
图2为活性实验示意图。
图3为装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明提出了一种厌氧氨氧化耦合反硝化复合脱氮系统及快速启动方法，系统主要包括缺氧装置和厌氧装置两部分，具体的运行过程如下：
第一步：设定初始水力停留时间与曝气时间和间隔，从而根据基质组成(碳酸氢铵、磷酸二氢钾、碳酸氢钠、无水合氯化镁、无水合氯化钙、其他微量元素)确定氮负荷；
第二步：依据设定的曝气间隔和时间来确定曝气泵的空气流量，利用气体流量计来实时监控；
第三步：选择适合的污泥(城市污水厂的缺氧池末端)作为初始的种泥，先以较长的水力停留时间(7h)，等反应器平稳运行，再依据设定的水力停留时间梯度逐步递减水力停留时间，以达到较高的氮负荷，结合缺氧池出水的氨氮与亚硝氮量，调整曝气间隔和曝气量，确定最佳的溶解氧量，为厌氧装置形成良好的基质条件，达到以厌氧氨氧化反应为主反硝化为辅。
如图3所示：
第一部分：装置组成；
此工艺主要由缺氧池1和厌氧池2组成，缺氧池1通过曝气泵4周期性的曝气，采用序批式运行模式，厌氧池2为上流式污泥床反应器(UASB)。缺氧池1主要是反应为部分亚硝化，其出水进入厌氧装置进行下一步厌氧氨氧化和反硝化反应；
第二部分：工艺参数；
此工艺控制的参数有水力停留时间(HRT)、曝气时间、曝气量等。
接种以反硝化为主要脱氮途径的种泥并且HRT为7.0h启动反应器。缺氧池1出水的氨氮、亚硝氮和硝氮的量隔三天测一次，根据亚硝化效率及时调整曝气量和曝气间隔，以达到对系统溶解氧的精准调控。精确调控溶解氧可以保证厌氧装置的进水氨氮与亚硝氮之比接近1:1.32，为厌氧氨氧化创造良好的反应环境。启动阶段由于不投加外部碳源，反硝化菌只能利用厌氧氨氧化产生的硝氮以及微生物代谢及凋零所产生的少量有机物进行脱氮，因此反硝化菌活性不会过高导致此系统以反硝化脱氮为主。
在启动期内，HRT由7h降至4.0h(第42天)，通过精准调控曝气量及溶解氧，并通过活性实验验证启动效果。
反应器启动运行60天，实验结果如附图1所示，总氮去除率保持逐渐上升趋势，在第54-60天维持在80％左右，达到良好的氮去除效果。反应器以HRT 7h、曝气时间3min曝气量0.06m3/h条件下启动。根据出水所测得氨氮、亚硝氮、硝氮的量以及总氮去除率来调整水力停留时间，当总氮去除率达60％以上且稳定6天左右便可以降低水力停留时间，此系统在第24天和42天将HRT分别降至5.5h和4.0h。依据缺氧池出水中氨氮和亚硝氮的比例来调整曝气量和曝气时间，当氨氮与亚硝氮之比大于1：1.32，表明氨氮转化率不足，需提高系统内溶解氧量，因此提高曝气量使系统内溶解氧增加，增加氨氮转化率。根据每次的测样结果不断调整曝气量，使脱氮效率始终保持稳步上升的情况。
启动前后分别对厌氧氨氧化菌和反硝化菌的活性进行测定，结果如图2所示，启动期内厌氧氨氧化菌的活性由启动前的4.32x10-4gN/gVSS/d提升到0.254gN/gVSS/d，同时反硝化菌的活性也明显提高，但由于碳源的限制，本系统仍是以Anammox为主反硝化为辅的脱氮系统。

Claims (8)

1.一种厌氧氨氧化耦合反硝化复合脱氮系统及快速启动方法，其特征在于，包括缺氧池(1)与厌氧池(2)，缺氧池(1)的出水端连通厌氧池(2)，缺氧池(1)的进水端连通基质桶(3)，所述的缺氧池(1)上设置有曝气泵(4)通过曝气实现缺氧池中一定的溶解氧。
2.根据权利要求1所述的一种厌氧氨氧化耦合反硝化复合脱氮系统及快速启动方法，其特征在于，所述的厌氧池(2)和曝气泵(4)形成缺氧池。
3.根据权利要求1所述的一种厌氧氨氧化耦合反硝化复合脱氮系统及快速启动方法，其特征在于，所述的厌氧池(2)为上流式污泥床反应器。
4.根据权利要求1所述的一种厌氧氨氧化耦合反硝化复合脱氮系统及快速启动方法，其特征在于，所述的缺氧池(2)采用序批式运行模式，曝气泵采用间歇曝气模式。
5.基于权利要求1一种厌氧氨氧化耦合反硝化复合脱氮系统的快速启动方法，其特征在于，包括以下步骤；
第一步：接种污泥，以城市污水厂的缺氧池末端污泥为接种污泥，微耗氧池中接种污泥浓度为池体积1/4，厌氧池(2)中污泥床高度为床总高度的2/3以上；
第二步：设定运行条件，以总HRT 7h为初始基本运行条件，缺氧池(1)一个周期设定为6min，其中进水1min，进水时同时曝气，曝气总时间为2min,沉淀时间为2.5min，出水时间为1min，结合缺氧池(1)出水的氨氮与亚硝氮量，调整曝气间隔和曝气量，确定最佳的溶解氧量；
第三步：在上一个HRT缺氧池(1)出水中氨氮与亚硝氮比例为1：1.32后降低HRT，使得总HRT依次为7h，5.5h和4h.在此过程中检测厌氧池(2)出水的氮浓度，并对缺氧池(1)的曝气情况做适当调整，以得到更高的氮去除效率。
6.根据权利要求5所述的一种快速启动厌氧氨氧化耦合反硝化复合脱氮系统的方法，其特征在于，所述的第一步中厌氧池(2)中污泥床高度为床总高度超过25cm。
7.根据权利要求5所述的一种快速启动厌氧氨氧化耦合反硝化复合脱氮系统的方法，其特征在于，所述的第二步中曝气为间歇曝气，曝3s，停3s。
8.根据权利要求5所述的一种快速启动厌氧氨氧化耦合反硝化复合脱氮系统的方法，其特征在于，所述的第二步中氨氮与亚硝氮量最佳比例为1：1.32。
CN201910730617.1A 2019-08-08 2019-08-08 一种厌氧氨氧化耦合反硝化复合脱氮系统及快速启动方法 Pending CN110436626A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910730617.1A CN110436626A (zh) 2019-08-08 2019-08-08 一种厌氧氨氧化耦合反硝化复合脱氮系统及快速启动方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910730617.1A CN110436626A (zh) 2019-08-08 2019-08-08 一种厌氧氨氧化耦合反硝化复合脱氮系统及快速启动方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110436626A true CN110436626A (zh) 2019-11-12

Family

ID=68434020

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910730617.1A Pending CN110436626A (zh) 2019-08-08 2019-08-08 一种厌氧氨氧化耦合反硝化复合脱氮系统及快速启动方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110436626A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113929211A (zh) * 2021-10-18 2022-01-14 中国环境科学研究院 一种基于电气石载体的生物强化反应器脱氮工艺
CN114249420A (zh) * 2021-12-22 2022-03-29 湖南军信环保股份有限公司 厌氧氨氧化启动、培养与运行的方法及系统

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
CN102718314A (zh) * 2012-05-24 2012-10-10 北京工业大学 一种常温低基质厌氧氨氧化工艺的快速启动方法
CN103043788A (zh) * 2013-01-04 2013-04-17 哈尔滨工业大学 厌氧氨氧化颗粒污泥的培养方法
CN103183411A (zh) * 2013-03-08 2013-07-03 北京工业大学 一种城市生活污水深度处理流程
CN103420481A (zh) * 2013-08-19 2013-12-04 北京工业大学 一种厌氧氨氧化耦合异养反硝化脱氮方法
US20140360933A1 (en) * 2011-09-16 2014-12-11 Babak Rezania Methods and apparatus for nitrogen removal from wastewater
EP2740713B1 (en) * 2012-12-07 2014-12-17 FCC Aqualia, S.A. Method for starting up and controlling a biological process for ammonium removal by the action of autotrophic bacteria in wastewater
CN104891650A (zh) * 2015-04-30 2015-09-09 杭州师范大学 一种同步脱氮除硫颗粒污泥的快速培养方法
CN106145506A (zh) * 2015-04-03 2016-11-23 中国科学院大学 煤化工废水厌氧氨氧化耦合异养反硝化脱氮的装置和方法
CN106673205A (zh) * 2016-12-12 2017-05-17 同济大学 一体式自养脱氮系统的快速启动方法
CN107879469A (zh) * 2017-11-28 2018-04-06 王金龙 一种部分亚硝化启动与控制方法
CN109879416A (zh) * 2019-02-22 2019-06-14 杭州师范大学 一种启动主流厌氧氨氧化反应器的方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
US20140360933A1 (en) * 2011-09-16 2014-12-11 Babak Rezania Methods and apparatus for nitrogen removal from wastewater
CN102718314A (zh) * 2012-05-24 2012-10-10 北京工业大学 一种常温低基质厌氧氨氧化工艺的快速启动方法
EP2740713B1 (en) * 2012-12-07 2014-12-17 FCC Aqualia, S.A. Method for starting up and controlling a biological process for ammonium removal by the action of autotrophic bacteria in wastewater
CN103043788A (zh) * 2013-01-04 2013-04-17 哈尔滨工业大学 厌氧氨氧化颗粒污泥的培养方法
CN103183411A (zh) * 2013-03-08 2013-07-03 北京工业大学 一种城市生活污水深度处理流程
CN103420481A (zh) * 2013-08-19 2013-12-04 北京工业大学 一种厌氧氨氧化耦合异养反硝化脱氮方法
CN106145506A (zh) * 2015-04-03 2016-11-23 中国科学院大学 煤化工废水厌氧氨氧化耦合异养反硝化脱氮的装置和方法
CN104891650A (zh) * 2015-04-30 2015-09-09 杭州师范大学 一种同步脱氮除硫颗粒污泥的快速培养方法
CN106673205A (zh) * 2016-12-12 2017-05-17 同济大学 一体式自养脱氮系统的快速启动方法
CN107879469A (zh) * 2017-11-28 2018-04-06 王金龙 一种部分亚硝化启动与控制方法
CN109879416A (zh) * 2019-02-22 2019-06-14 杭州师范大学 一种启动主流厌氧氨氧化反应器的方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘杰等: "亚硝化SBR反应器污泥颗粒化过程的研究", 《中国矿业大学学报》 *
张杰等: "缺氧/好氧和协同控制DO/HRT工艺对亚硝化的影响比较", 《哈尔滨工业大学学报》 *
黄孝肖等: "厌氧氨氧化与反硝化耦合反应研究进展", 《应用生态学报》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113929211A (zh) * 2021-10-18 2022-01-14 中国环境科学研究院 一种基于电气石载体的生物强化反应器脱氮工艺
CN113929211B (zh) * 2021-10-18 2022-11-08 中国环境科学研究院 一种基于电气石载体的生物强化反应器脱氮工艺
CN114249420A (zh) * 2021-12-22 2022-03-29 湖南军信环保股份有限公司 厌氧氨氧化启动、培养与运行的方法及系统
CN114249420B (zh) * 2021-12-22 2023-06-06 湖南军信环保股份有限公司 厌氧氨氧化启动、培养与运行的方法及系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1204061C (zh) 处理废水的方法和设备
Guo et al. Biological nitrogen removal with real-time control using step-feed SBR technology
CN110002594B (zh) 一种基于羟胺旁侧抑制实现短程硝化-厌氧氨氧化的装置和方法
CN102101745B (zh) 污泥发酵耦合反硝化处理污泥消化液的控制装置与方法
CN103058461B (zh) 强化能量回收的城市污水短程硝化+厌氧氨氧化脱氮方法
Yongzhen et al. Nitrogen and phosphorus removal in pilot-scale anaerobic-anoxic oxidation ditch system
CN107162193A (zh) 低氧硝化耦合短程反硝化厌氧氨氧化处理生活污水的装置及方法
CN103922540B (zh) 应用apo/生物接触氧化短程硝化耦合厌氧氨氧化自养脱氮三污泥装置的方法
CN109809560B (zh) 一种多点进水多级a/o工艺的碳源精确投加控制装置及方法
CN106186323A (zh) 一种启动一体化短程硝化‑厌氧氨氧化工艺的方法
CN102583745B (zh) 改良型循环式活性污泥法原位剩余污泥减量控制方法
CN107162186A (zh) 一种基于颗粒污泥的城市污水厌氧氨氧化自养脱氮的装置和方法
CN104944701A (zh) 基于脉冲曝气强化污水脱氮除磷和节能降耗的方法
CN105776540A (zh) 一种对晚期垃圾渗滤液自养深度脱氮生物处理装置与方法
CN101113053A (zh) 盐度抑制结合模糊控制快速实现短程生物脱氮装置及方法
CN112875859A (zh) 基于aoa工艺的污水脱氮除磷控制系统
CN110723815B (zh) 一种通过传统活性污泥快速实现城市污水短程硝化方法
CN110436626A (zh) 一种厌氧氨氧化耦合反硝化复合脱氮系统及快速启动方法
Drewnowski et al. Modelling AOB-NOB competition in shortcut nitrification compared with conventional nitrification-denitrification process
CN110078213B (zh) Sbr/厌氧折流板反应器强化厌氧氨氧化处理城市污水稳定运行的装置与方法
CN108383239B (zh) 间歇曝气模式下短程硝化厌氧氨氧化同时除磷的一体化生物处理工艺
CN101407359A (zh) 一种反硝化除磷处理城市污水的方法及装置
CN116589096A (zh) 一种多模式aao-mbr工艺过程控制系统及方法
CN2885848Y (zh) 前置反硝化工艺处理生活污水短程生物脱氮控制装置
CN105585126B (zh) 一种在sbr反应器中维持稳定的污泥微膨胀及良好脱氮效果的方法

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