CN110510739A - 一种通过羟胺实现连续流aoa生物膜半短程耦合厌氧氨氧化装置与方法 - Google Patents

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Abstract

一种通过羟胺实现连续流AOA生物膜半短程耦合厌氧氨氧化装置与方法，属于污水处理领域。该装置主要由污水原水箱、连续流AOA生物膜反应器、羟胺试剂贮存箱、沉淀池组成。所述方法主要是通过向反应器好氧池中投加羟胺试剂抑制NOB活性，从而使得连续流好氧池发生半短程硝化反应，继而含有氨氮与亚硝态氮的混合液进入连续流AOA生物膜反应器的缺氧池，生长在生物膜上的厌氧氨化菌利用氨氮与亚硝态氮发生厌氧氨氧化反应。从而通过连续流工艺的短程硝化耦合厌氧氨氧化实现城市污水深度脱氮。

Description

一种通过羟胺实现连续流AOA生物膜半短程耦合厌氧氨氧化 装置与方法
技术领域
本发明涉及一种通过羟胺实现连续流AOA生物膜半短程耦合厌氧氨氧化装置与方法，属于污水处理应用领域。
背景技术
氮和磷造成的水体富营养化的现象已经严重影响到人们的生活，大量富含氮、磷等元素的生活污水及工业废水被排放到河流、湖泊等自然水体中，其浓度超出了水体自净能力，从而发生水质恶化的现象。目前，水体富营养化问题已经引起了广泛的关注和重视。近年来，大量资金用于治理水体富营养化问题，主要的生物处理工艺大部分为传统硝化反硝化工艺，其脱氮效率较低。因此，开发新工艺对污水生物处理具有重要意义
目前，厌氧氨氧化作为一种自养脱氮技术被广泛研究。厌氧氨氧化是以氨氮为电子供体，亚硝态氮为电子受体，将两种氮素转化为氮气和和部分的硝态氮的自养生物脱氮过程。该过程产生的能量可供厌氧氨氧化菌在厌氧条件下生存，无需投加有机物便能实现污水中氮素的部分去除。而此过程需要以亚硝态氮为底物，因此一般需要与短程硝化技术联用。短程硝化是在好氧条件下，氨氧化菌将氨氮氧化成亚硝态氮，从而提供厌氧氨氧化所需的亚硝态氮。将这两个过程相结合，既节省了从亚硝态氮到硝态氮过程所需的曝气量，又节省了碳源，非常适合我国低碳氮比城市生活污水。但是，如何实现并维持稳定的短程硝化一直是难点。利用羟胺抑制NOB活性从而实现短程硝化为短程硝化厌氧氨氧化的应用提供了基础。由于厌氧氨氧化菌生长缓慢并且容易流失，因此，本方法在缺氧区投加生物膜填料，以达到生长厌氧氨氧化菌的作用。
发明内容
针对当前短程硝化启动维持困难且厌氧氨氧化生长缓慢的问题。本发明提供了一种通过羟胺实现连续流AOA生物膜半短程耦合厌氧氨氧化装置与方法。本方法主要是通过向反应器好氧池中投加羟胺试剂抑制NOB活性，从而使得连续流好氧池发生半短程硝化反应，继而含有氨氮与亚硝态氮的混合液进入连续流AOA生物膜反应器的缺氧池，生长在生物膜上的厌氧氨化菌利用氨氮与亚硝态氮发生厌氧氨氧化反应。从而通过连续流工艺的短程硝化耦合厌氧氨氧化实现城市污水深度脱氮。
一种通过羟胺实现连续流AOA生物膜半短程耦合厌氧氨氧化装置，其特征在于：包括污水原水箱(1)、连续流AOA生物膜反应器、羟胺试剂贮存箱(3)、沉淀池(4)；污水原水箱(1)通过进水管(2.1)、进水泵(2.2)与连续流AOA生物膜反应器相连；连续流AOA生物膜反应器包括厌氧段(2.3)、好氧段(2.4)与缺氧段(2.5)；厌氧段(2.3)设有搅拌装置(2.6)；好氧段(2.4)采用气泵(2.8)和曝气管(2.9)、曝气头(2.10)持续曝气；缺氧段(2.5)有搅拌器(2.6)与生物膜填料(2.7)；羟胺试剂放置于羟胺试剂贮存箱(3)，其通过羟胺试剂投加管(3.1)与羟胺试剂投加泵(3.2)向连续流AOA生物膜反应器的好氧段(2.4)投加；连续流AOA生物膜反应器通过出水管(4.1)与沉淀池(4)连接；沉淀池中通过污泥回流管(4.2)与污泥回流泵(4.3)回流到连续流AOA生物膜反应器的厌氧段(2.3)。
一种通过羟胺实现连续流AOA生物膜半短程耦合厌氧氨氧化装置与方法，主要包括以下几个步骤：
1)接种城市污水厂的全程硝化反硝化污泥于连续流AOA生物膜反应器中，保持反应器内的污泥浓度在3000-5000mg/L；污泥回流比为50％-200％；系统水力停留时间为8-20h；好氧段(2.4)溶解氧浓度控制在1.0-5.0mg/L；缺氧段(2.5)生物膜填料填充比为30％-80％，填料投加形式可为固定床或流化床；污泥龄为10-50d。
2)羟胺试剂采用盐酸羟胺药剂配置，投加至反应器好氧段(2.4)后的羟胺浓度为2-20mg/L，投加频次为连续投加或间歇投加。
3)连续运行连续流AOA生物膜反应器，并向反应器中投加羟胺试剂，直到系统好氧段(2.4)末端氨氮与亚硝态氮比值在1:1～1:1.4，即可认为连续流半短程硝化系统启动成功。
4)系统半短程启动成功后，连续运行连续流AOA生物膜反应器，维持系统长期的半短程硝化，直到系统出水氨氮与亚硝态氮浓度都低于5mg/L，即可认为缺氧区厌氧氨氧化启动成功。
5)维持连续流AOA生物膜反应器工艺参数：污泥浓度为3000-5000mg/L；污泥回流比为50％-200％；系统水力停留时间为8-20h；好氧段(2.4)溶解氧浓度控制在1.0-5.0mg/L；缺氧段(2.5)生物膜填料填充比为30％-80％，填料投加形式可为固定床或流化床；污泥龄为10-50d，连续运行连续流AOA生物膜反应器，维持系统长期的半短程耦合厌氧氨氧化过程，实现污水深度脱氮。
一种通过羟胺实现连续流AOA生物膜半短程耦合厌氧氨氧化装置与方法，主要有以下优点：
(1)通过投加羟胺使其对NOB活性具有一定的抑制从而稳定实现半短程硝化。
(2)通过缺氧区投加生物膜填料可固定厌氧氨氧化菌。
(3)采用半短程硝化耦合厌氧氨氧化，处理效果好。
附图说明
图1为一种通过羟胺实现连续流AOA生物膜半短程耦合厌氧氨氧化系统的结构示意图。
图1中：1为原水水箱，3为羟胺试剂贮存箱，4为沉淀池，2.1为进水管，2.2为进水泵，2.3为厌氧段，2.4为好氧段，2.5为缺氧段，2.6为搅拌器，2.7为生物膜填料，2.8为气泵，2.9为曝气管，2.10为曝气头，3.1为羟胺试剂投加管，3.2为羟胺试剂投加泵，4.1为出水管，4.2为污泥回流管，4.3为污泥回流泵。
具体实施方式：
一种通过羟胺实现连续流AOA生物膜半短程耦合厌氧氨氧化装置，其特征在于：包括污水原水箱(1)、连续流AOA生物膜反应器、羟胺试剂贮存箱(3)、沉淀池(4)；污水原水箱(1)通过进水管(2.1)、进水泵(2.2)与连续流AOA生物膜反应器相连；连续流AOA生物膜反应器包括厌氧段(2.3)、好氧段(2.4)与缺氧段(2.5)；厌氧段(2.3)设有搅拌装置(2.6)；好氧段(2.4)采用气泵(2.8)和曝气管(2.9)、曝气头(2.10)持续曝气；缺氧段(2.5)有搅拌器(2.6)与生物膜填料(2.7)；羟胺试剂放置于羟胺试剂贮存箱(3)，其通过羟胺试剂投加管(3.1)与羟胺试剂投加泵(3.2)向连续流AOA生物膜反应器的好氧段(2.4)投加；连续流AOA生物膜反应器通过出水管(4.1)与沉淀池(4)连接；沉淀池中通过污泥回流管(4.2)与污泥回流泵(4.3)回流到连续流AOA生物膜反应器的厌氧段(2.3)。
试验期间进水具体水质如下：
具体操作如下：
1)接种城市污水厂的全程硝化反硝化污泥于连续流AOA生物膜反应器中，保持反应器内的污泥浓度在3000-5000mg/L；污泥回流比为100％；系统水力停留时间为16h；好氧段(2.4)溶解氧浓度控制在3.0mg/L左右；缺氧段(2.5)生物膜填料填充比为50％，填料投加形式为流化床；污泥龄为20d。
2)羟胺试剂采用盐酸羟胺药剂配置，投加至反应器好氧段(2.4)后的羟胺浓度为5mg/L，投加频次为间歇投加，4次/天。
3)连续运行连续流AOA生物膜反应器，并向反应器中投加羟胺试剂，直到系统好氧段(2.4)末端氨氮与亚硝态氮比值在1:1-1:1.4，即可认为连续流半短程硝化系统启动成功。
4)系统半短程启动成功后，连续运行连续流AOA生物膜反应器，维持系统长期的半短程硝化，直到系统出水氨氮与亚硝态氮浓度都低于5mg/L，即可认为缺氧区厌氧氨氧化启动成功。
5)维持连续运行连续流AOA生物膜反应器工艺参数：污泥浓度为3000-5000mg/L；污泥回流比为100％；系统水力停留时间为16h；好氧段(2.4)溶解氧浓度控制在3.0mg/L左右；缺氧段(2.5)生物膜填料填充比为50％，污泥龄为20d，连续运行连续流AOA生物膜反应器，维持系统长期的半短程耦合厌氧氨氧化过程，实现污水深度脱氮。
试验结果表明：系统运行5天后，系统好氧末逐步出现亚硝积累；运行30天后系统好氧末端亚硝积累可达85％。城市污水通过连续流AOA生物膜反应器系统后的出水：COD为30-50mg/L，NH4 +为0-1mg/L，NO3 -为0-3mg/L，NO2 -为0-5mg/L，稳定达到1级A标准，实现了城市污水的深度脱氮。
以上是本发明的具体实施例，便于该技术领域的技术人员能更好的理解和应用本发明，本发明的实施不限于此，因此该技术领域的技术人员对本发明所做的简单改进都在本发明的范围之内。

Claims (2)

1.一种通过羟胺实现连续流AOA生物膜半短程耦合厌氧氨氧化装置，其特征在于：包括污水原水箱(1)、连续流AOA生物膜反应器、羟胺试剂贮存箱(3)、沉淀池(4)；污水原水箱(1)通过进水管(2.1)、进水泵(2.2)与连续流AOA生物膜反应器相连；连续流AOA生物膜反应器包括厌氧段(2.3)、好氧段(2.4)与缺氧段(2.5)；厌氧段(2.3)设有搅拌装置(2.6)；好氧段(2.4)采用气泵(2.8)和曝气管(2.9)、曝气头(2.10)持续曝气；缺氧段(2.5)有搅拌器(2.6)与生物膜填料(2.7)；羟胺试剂放置于羟胺试剂贮存箱(3)，其通过羟胺试剂投加管(3.1)与羟胺试剂投加泵(3.2)向连续流AOA生物膜反应器的好氧段(2.4)投加；连续流AOA生物膜反应器通过出水管(4.1)与沉淀池(4)连接；沉淀池中通过污泥回流管(4.2)与污泥回流泵(4.3)回流到连续流AOA生物膜反应器的厌氧段(2.3)。
2.应用如权利要求1所述的一种通过羟胺实现连续流AOA生物膜半短程耦合厌氧氨氧化装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)接种城市污水厂的全程硝化反硝化污泥于连续流AOA生物膜反应器中，保持反应器内的污泥浓度在3000-5000mg/L；污泥回流比为50％-200％；系统水力停留时间为8-20h；好氧段(2.4)溶解氧浓度控制在1.0-5.0mg/L；缺氧段(2.5)生物膜填料填充比为30％-80％，填料投加形式为固定床或流化床；污泥龄为10-50d；
2)羟胺试剂采用盐酸羟胺药剂配置，投加至反应器好氧段(2.4)后的羟胺浓度为2-20mg/L，投加频次为连续投加或间歇投加；
3)连续运行连续流AOA生物膜反应器，并向反应器中投加羟胺试剂，直到系统好氧段(2.4)末端氨氮与亚硝态氮比值在1:1～1:1.4，即认为连续流半短程硝化系统启动成功；
4)系统半短程启动成功后，连续运行连续流AOA生物膜反应器，维持系统长期的半短程硝化，直到系统出水氨氮与亚硝态氮浓度都低于5mg/L，即认为缺氧区厌氧氨氧化启动成功；
5)维持连续流AOA生物膜反应器工艺参数：污泥浓度为3000-5000mg/L；污泥回流比为50％-200％；系统水力停留时间为8-20h；好氧段(2.4)溶解氧浓度控制在1.0-5.0mg/L；缺氧段(2.5)生物膜填料填充比为30％-80％，填料投加形式为固定床或流化床；污泥龄为10-50d，连续运行连续流AOA生物膜反应器，维持系统长期的半短程耦合厌氧氨氧化过程，实现污水深度脱氮。
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