CN111661922B - 内源反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水深度脱氮装置及方法 - Google Patents
内源反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水深度脱氮装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111661922B CN111661922B CN202010573012.9A CN202010573012A CN111661922B CN 111661922 B CN111661922 B CN 111661922B CN 202010573012 A CN202010573012 A CN 202010573012A CN 111661922 B CN111661922 B CN 111661922B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- short
- reactor
- cut nitrification
- water tank
- water
- 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
- 239000010865 sewage Substances 0.000 title claims abstract description 60
- 230000008878 coupling Effects 0.000 title claims abstract description 48
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 235
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 92
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims abstract description 46
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 46
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 44
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims description 26
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims description 21
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 14
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 13
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 7
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 7
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 claims description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 4
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 claims description 3
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 claims description 3
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 abstract description 17
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 11
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 9
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 12
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 7
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 7
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 7
- XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N ammonia nh3 Chemical compound N.N XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 3
- 241001453382 Nitrosomonadales Species 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 238000006396 nitration reaction Methods 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- JVMRPSJZNHXORP-UHFFFAOYSA-N ON=O.ON=O.ON=O.N Chemical compound ON=O.ON=O.ON=O.N JVMRPSJZNHXORP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MMDJDBSEMBIJBB-UHFFFAOYSA-N [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[NH6+3] Chemical compound [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[NH6+3] MMDJDBSEMBIJBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000370 acceptor Substances 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000001651 autotrophic effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000012851 eutrophication Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 230000003834 intracellular effect Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000007269 microbial metabolism Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation 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
- 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
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/30—Aerobic and anaerobic processes
- C02F3/302—Nitrification and denitrification treatment
- C02F3/305—Nitrification and denitrification treatment characterised by the denitrification
-
- 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
- C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
-
- 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
- C02F2209/02—Temperature
-
- 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
- C02F2209/06—Controlling or monitoring parameters in water treatment pH
-
- 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
- C02F2209/08—Chemical Oxygen Demand [COD]; Biological Oxygen Demand [BOD]
-
- 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
- C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
- C02F2305/06—Nutrients for stimulating the growth of microorganisms
-
- 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
本发明公开了一种内源反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水深度脱氮装置及方法,其中装置包括原水箱、SEDA反应器、中间水箱、PN反应器和短程硝化出水水箱,SEDA反应器通过SEDA进水泵与原水箱连接,SEDA反应器采用第一出水阀与所述中间水箱相连,PN反应器通过PN进水泵与所述中间水箱连接,PN反应器采用PN出水阀与短程硝化出水水箱相连,短程硝化出水水箱通过短程硝化液进水泵与SEDA反应器连接,最终通过SEDA反应器的第二出水阀出水。本申请利用反硝化聚糖菌和厌氧氨氧化菌进行协同深度脱氮,解决了低C/N比城市污水进水碳源不足的问题,保证了系统脱氮效果的高效性和稳定性。
Description
技术领域
本申请属于污水生物处理技术领域,具体涉及一种内源反硝化耦合厌氧氨氧化(SEDA)的城市污水深度脱氮装置及方法。
背景技术
以“好氧硝化-异养反硝化”为主要脱氮途径而开发的传统生物脱氮工艺(典型的代表如A/O和A2/O工艺),是目前应用最广泛的城市污水生物处理技术。然而,传统生物脱氮工艺需要耗费大量的能源和碳源,不符合节能减排与可持续发展的国家需求。对于污水生物处理,在防止氮磷排放导致水体富营养化的同时,如何实现稳定低耗的氮素脱除成为目前城市污水生物脱氮领域的主要研究方向。
厌氧氨氧化工艺作为一种新型的生物脱氮工艺,其微生物代谢反应是指在缺氧条件下,利用氨氮作为电子供体,亚硝态氮(NO2 -)作为电子受体,生成N2并部分生成硝态氮/>的生物转化过程。与异养反硝化反应相比,厌氧氨氧化反应属于自养脱氮反应,以CO2作为碳源,无需溶解氧(DO)和有机物的参与,且代谢过程中没有N2O的产生,减少了温室气体的排放。因此,面向节能减排的厌氧氨氧化技术被认为是实现城市污水低耗脱氮的有效手段。
从代谢机理上来看,厌氧氨氧化反应的最大理论脱氮率仅为89%,存在出水NO3-积累的问题。为解决上述问题,通常采用反硝化与厌氧氨氧化的耦合构建同步厌氧氨氧化/反硝化(SAD)工艺,进而实现污水的深度脱氮。不过,由于实际城市污水的水质水量随季节波动变化较大,有机物成分也较为复杂,当环境中有机物浓度过高或出现波动时,反硝化菌与厌氧氨氧化菌对于底物基质和生存空间的竞争就变得更为激烈。因此本申请采用外源反硝化极易导致城市污水SAD工艺出现系统失稳和出水水质变差的问题。内源反硝化速率相较于外源反硝化速率存在大概6倍的差距,且仅以胞内PHA为电子供体,成分单一,便于调控,同时外源有机物的内源化不仅提高了系统的抗冲击负荷能力,还进一步减少了系统的污泥产量。因此,采用内源反硝化与厌氧氨氧化的耦合更适合实际低C/N比城市污水的深度脱氮。
发明内容
本申请的目的在于提供一种内源反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水深度脱氮装置及方法,用于实现低C/N比城市污水深度脱氮的目的。
为实现上述目的,本申请所采取的技术方案为:
本申请提供一种内源反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水深度脱氮装置,所述内源反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水深度脱氮装置包括原水箱、SEDA反应器、中间水箱、PN反应器和短程硝化出水水箱,其中:
所述SEDA反应器通过SEDA进水泵与原水箱连接,用于将城市污水由原水箱注入SEDA反应器中,所述SEDA反应器采用第一出水阀与所述中间水箱相连,用于将除有机物出水排入中间水箱,所述PN反应器通过PN进水泵与所述中间水箱连接,用于将中间水箱中的除有机物出水注入PN反应器中,所述PN反应器采用PN出水阀与短程硝化出水水箱相连,用于将短程硝化反应后得到的短程硝化出水排入短程硝化出水水箱,所述短程硝化出水水箱通过短程硝化液进水泵与SEDA反应器连接,用于将短程硝化出水水箱中的短程硝化液注入SEDA反应器,最终通过SEDA反应器的第二出水阀出水。
以下还提供了若干可选方式,但并不作为对上述总体方案的额外限定,仅仅是进一步的增补或优选,在没有技术或逻辑矛盾的前提下,各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合,还可以是多个可选方式之间进行组合。
作为优选,所述原水箱上设有第一进水管、第一放空管和第一溢流管;
所述中间水箱上设有第三进水管、第三放空管和第三溢流管;
所述短程硝化出水水箱上设有第五进水管、第五放空管和第五溢流管。
作为优选,所述SEDA反应器的内部设有第一搅拌器、第一pH传感器、第一加热棒,第一pH传感器连接有位于SEDA反应器外部的pH测定仪,所述第一加热棒连接有位于SEDA反应器外部的第一温度控制器;
所述SEDA反应器的壁上设有第二溢流管、第二放空管以及所述第一出水阀和所述第二出水阀。
作为优选,所述PN反应器的内部设有第二搅拌器、第二pH传感器、DO传感器、第二加热棒,所述第二pH传感器和DO传感器连接有位于PN反应器外部的DO和第二pH测定仪,所述第二加热棒连接有位于PN反应器外部的第二温度控制器;
所述PN反应器的内底部铺设有黏砂块曝气头,所述黏砂块曝气头连接有位于PN反应器外部的气体流量计,所述气体流量计连接有曝气泵;
所述PN反应器的壁上设有第四溢流管、第四放空管以及所述PN出水阀。
本申请还提供一种基于上述任一技术方案所述装置的内源反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水深度脱氮方法,所述内源反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水深度脱氮方法,包括以下步骤:
1)接种启动阶段:接种厌氧氨氧化污泥于SEDA反应器中,污泥浓度控制为2500~3500mg/L,同时接种短程硝化污泥于PN反应器中,污泥浓度控制为3000~4000mg/L;
2)实际运行阶段:以低C/N比的城市污水为处理对象,启动SEDA进水泵将原水箱中的城市污水注入SEDA反应器,厌氧搅拌2.0~3.0h,沉淀30~60min后,打开SEDA反应器的第一出水阀,将除有机物出水排入中间水箱,排水比为60~70%;打开PN进水泵将SEDA反应器排出的除有机物出水由中间水箱注入PN反应器,缺氧搅拌15~30min,再曝气1.5~2.0h,并控制PN反应器中的溶解氧浓度为0.5~1.0mg/L,曝气结束后沉淀30min,打开PN出水阀,将短程硝化出水排入短程硝化出水水箱,排水比为60~70%;打开短程硝化液进水泵将PN反应器排出的短程硝化出水由短程硝化出水水箱再次注入SEDA反应器,缺氧搅拌1.5~3.0h,沉淀10~30min后,打开SEDA反应器的第二出水阀,排出出水,排水比为60~70%。
作为优选,所述步骤2)中,在短程硝化液进水泵将PN反应器排出的短程硝化出水由短程硝化出水水箱再次注入SEDA反应器的阶段,通过控制短程硝化液进水泵的运行时间,将SEDA反应器内的NO2 --N/NH4 +-N比控制在1.0~1.5之间,当NO2 --N/NH4 +-N比值低于1.0时,延长短程硝化液进水泵的运行时间,当NO2 --N/NH4 +-N比值高于1.5时,缩短短程硝化液进水泵的运行时间。
作为优选,所述步骤1)中的厌氧氨氧化污泥和短程硝化污泥均来源于高氨氮污泥消化液Anammox示范工程。
本申请提供的内源反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水深度脱氮装置及方法,与现有技术相比,具有以下有益效果:
(1)利用反硝化聚糖菌和厌氧氨氧化菌进行协同深度脱氮,解决了低C/N比城市污水进水碳源不足的问题,保证了系统脱氮效果的高效性和稳定性。
(2)利用反硝化聚糖菌的生物聚碳作用,将城市污水中的有机碳源尽可能地转化为了内碳源储能物质,避免了进水有机物的存在对厌氧氨氧化菌的抑制,同时也节约了后续有机物好氧降解的曝气能耗。
(3)相比于全程硝化,短程硝化的实现进一步降低了系统的曝气能耗,同时采用单独的SBR(序批式活性污泥法)反应器进行城市污水短程硝化的调控与运行,有利于短程硝化系统的实现和长期稳定。
(4)双污泥系统的设计为厌氧氨氧化菌的生长创造了严格的厌/缺氧环境,有利于充分发挥厌氧氨氧化菌高效脱氮的优势,耦合反硝化聚糖菌的内源反硝化作用,保障了系统脱氮性能在城市污水水质水量波动条件下的长期稳定。
附图说明
图1为本申请的内源反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水深度脱氮装置的结构示意图;
图2为本申请试验例中内源反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水深度脱氮方法处理低C/N比城市污水的处理效果图,其中图2(a)表示COD处理效果,图2(b)表示NH4 +-N处理效果,图2(c)表示TN处理效果。
图示中的附图标记说明如下:1、原水箱;2、SEDA反应器;3、中间水箱;4、PN反应器;5、短程硝化出水水箱;1.1、第一进水管;1.2、第一放空管;1.3、第一溢流管;2.1、SEDA进水泵;2.2、第一搅拌器;2.3、第二溢流管;2.4、第二放空管;2.5、pH传感器;2.6、第一加热棒;2.7、pH测定仪;2.8、第一温度控制器;2.9、第一出水阀;2.10、第二出水阀;3.1、第三进水管;3.2、第三放空管;3.3、第三溢流管;4.1、短程硝化液进水泵;4.2、PN进水泵;4.3、第二搅拌器;4.4、第二pH传感器;4.5、DO传感器;4.6、第二加热棒;4.7、DO和第二pH测定仪;4.8、第二温度控制器;4.9、第四放空管;4.10、第四溢流管;4.11、曝气泵;4.12、气体流量计;4.13、黏砂块曝气头;4.14、PN出水阀;5.1、第五进水管;5.2、第五放空管;5.3、第五溢流管。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
需要说明的是,当组件被称为与另一个组件“连接”时,它可以直接与另一个组件连接或者也可以存在居中的组件。除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是在于限制本申请。
实施例1
本实施例提供一种内源反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水深度脱氮装置,用于实现低C/N比城市污水的深度脱氮。
如图1所示,本实施例的内源反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水深度脱氮装置,包括原水箱1、SEDA(内源反硝化耦合厌氧氨氧化)反应器2、中间水箱3、PN(短程硝化)反应器4和短程硝化出水水箱5。
具体的,SEDA反应器2通过SEDA进水泵2.1与原水箱1连接,用于将城市污水由原水箱1注入SEDA反应器2中,SEDA反应器2采用第一出水阀2.9与中间水箱3相连,用于将除有机物出水排入中间水箱3,PN反应器4通过PN进水泵4.2与中间水箱3连接,用于将中间水箱3中的除有机物出水注入PN反应器4中,PN反应器4采用PN出水阀4.14与短程硝化出水水箱5相连,用于将短程硝化反应后得到的短程硝化出水(即短程硝化液)排入短程硝化出水水箱5,短程硝化出水水箱5通过短程硝化液进水泵4.1与SEDA反应器2连接,用于将短程硝化出水水箱5中的短程硝化液注入SEDA反应器2,最终通过SEDA反应器2的第二出水阀2.10出水。
本申请双污泥系统的设计为厌氧氨氧化菌的生长创造了严格的厌/缺氧环境,有利于充分发挥厌氧氨氧化菌高效脱氮的优势,耦合反硝化聚糖菌的内源反硝化作用,保障了系统脱氮性能在城市污水水质水量波动条件下的长期稳定,最终得到的出水脱氮效果好,且整个装置运行稳定性高、能耗低。
需要说明的是,本实施例中的原水箱1、中间水箱3和短程硝化出水水箱5的进出水均通过水管进行导水。例如本申请中提及的SEDA反应器2采用第一出水阀2.9与中间水箱3相连,应理解为SEDA反应器2采用第一出水阀2.9连接水管,并且该水管贯穿中间水箱3的壳体伸入中间水箱3内部,用于将SEDA反应器2中的除有机物出水导入中间水箱3,其余同理。
为了进一步提高装置使用的便利性,在另一实施例中,原水箱1上设有第一进水管1.1、第一放空管1.2和第一溢流管1.3;中间水箱3上设有第三进水管3.1、第三放空管3.2和第三溢流管3.3;短程硝化出水水箱5上设有第五进水管5.1、第五放空管5.2和第五溢流管5.3。
其中,进水管用于向水箱内注入水体,放空管用于排空水箱,溢流管用于避免水体溢出水箱而影响装置所在环境以及装置的使用寿命。
在另一实施例中,为了便于控制内源反硝化耦合厌氧氨氧化和短程硝化的条件,同时便于进行处理流程的观察,SEDA反应器2的内部设有第一搅拌器2.2、第一pH传感器2.5、第一加热棒2.6,第一pH传感器2.5连接有位于SEDA反应器2外部的pH测定仪2.7,第一加热棒2.6连接有位于SEDA反应器2外部的第一温度控制器2.8,SEDA反应器2的壁上设有第二溢流管2.3、第二放空管2.4以及第一出水阀2.9和所述第二出水阀2.10。
并且PN反应器4的内部设有第二搅拌器4.3、第二pH传感器4.4、DO传感器4.5、第二加热棒4.6,所述第二pH传感器4.4和DO传感器4.5连接有位于PN反应器4外部的DO和第二pH测定仪4.7,第二加热棒4.6连接有位于PN反应器4外部的第二温度控制器4.8。
PN反应器4的内底部铺设有黏砂块曝气头4.13,黏砂块曝气头4.13连接有位于PN反应器4外部的气体流量计4.12,气体流量计4.12连接有曝气泵4.11;PN反应器4的壁上设有第四溢流管4.10、第四放空管4.9以及所述PN出水阀4.14。
本实施例提供的反应器对条件的控制更加准确,且运行稳定,易于实现低C/N比城市污水的深度脱氮。
实施例2:
本实施例中提供一种内源反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水深度脱氮方法,该方法基于上述任一实施例所述的装置完成。
具体的,本实施例的内源反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水深度脱氮方法,包括以下步骤:
1)接种启动阶段:接种厌氧氨氧化污泥于SEDA反应器2中,污泥浓度控制为2500~3500mg/L,同时接种短程硝化污泥于PN反应器4中,污泥浓度控制为3000~4000mg/L。
2)实际运行阶段:以低C/N比的城市污水为处理对象,启动SEDA进水泵2.1将原水箱1中的城市污水注入SEDA反应器2,厌氧搅拌2.0~3.0h,沉淀30~60min后,打开SEDA反应器2的第一出水阀2.9,将除有机物出水排入中间水箱3,排水比为60~70%;打开PN进水泵4.2将SEDA反应器2排出的除有机物出水由中间水箱3注入PN反应器4,缺氧搅拌15~30min,再曝气1.5~2.0h,并控制PN反应器4中的溶解氧浓度为0.5~1.0mg/L,曝气结束后沉淀30min,打开PN出水阀4.14,将短程硝化出水排入短程硝化出水水箱5,排水比为60~70%;打开短程硝化液进水泵4.1将PN反应器4排出的短程硝化出水由短程硝化出水水箱5再次注入SEDA反应器2,缺氧搅拌1.5~3.0h,沉淀10~30min后,打开SEDA反应器2的第二出水阀2.10,排出出水,排水比为60~70%。
本实施例的方法将反硝化聚糖菌和厌氧氨氧化菌结合到同一反应器中进行内源反硝化耦合厌氧氨氧化反应,利用反硝化聚糖菌将城市污水中的有机物转化为内碳源储存于细胞体内,厌氧聚碳后出水进入PN(短程硝化)反应器发生短程硝化反应,富含NO2 --N的短程硝化出水再回流至SEDA(内源反硝化耦合厌氧氨氧化)反应器,NH4 +-N和NO2 --N主要通过厌氧氨氧化反应转化为N2和少量NO3 --N,同时一部分NO2 --N和NO3 --N可通过反硝化聚糖菌的脱氮作用转化为N2,从而实现低C/N比城市污水深度脱氮的目的。
为了准确控制SEDA反应器2内的NO2 --N/NH4 +-N比,在一实施例中,内源反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水深度脱氮方法,还包括在步骤2的短程硝化液进水泵4.1将PN反应器4排出的短程硝化出水由短程硝化出水水箱5再次注入SEDA反应器2的阶段(即SEDA反应器2的二次进水阶段),通过控制短程硝化液进水泵4.1的运行时间,将SEDA反应器2内的NO2 --N/NH4 +-N比控制在1.0~1.5之间,当NO2 --N/NH4 +-N比值低于1.0时,延长短程硝化液进水泵4.1的运行时间,当NO2 --N/NH4 +-N比值高于1.5时,缩短短程硝化液进水泵4.1的运行时间,当NO2 --N/NH4 +-N比值在1.0~1.5之间,控制短程硝化液进水泵4.1运行预设时间。
本实施例的步骤1中的厌氧氨氧化污泥和短程硝化污泥可直接于市场上购买或自主培养,在一实施例中为了快速启动,厌氧氨氧化污泥和短程硝化污泥均来源于高氨氮污泥消化液Anammox示范工程。且优选使用来自北京排水集团研发中心的高氨氮污泥消化液Anammox示范工程。高氨氮Anammox示范工程的污泥具有较高的AOB和Anammox菌丰度,便于该系统的快速启动,缩减系统启动时间。
以下通过实施例进一步说明本申请的有益效果。
试验例:
本实施例采用高碑店污水处理厂初沉池出水作为城市污水原水,具体水质如下:COD浓度为190.6±36.9mg/L,浓度为48.1±4.8mg/L,/>浓度为0.2±0.2mg/L,/>浓度为0.6±0.5mg/L,TN浓度为56.1±5.2mg/L。
试验基于本申请的内源反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水深度脱氮装置进行,其中原水箱1有效容积为50L,SEDA反应器2和PN反应器4有效容积为7L,中间水箱3和短程硝化出水水箱5有效容积为25L,水箱和反应器均采用有机玻璃制成。
运行方式按照以下步骤进行:
(1)启动SEDA进水泵2.1将4.2L城市污水由原水箱注入SEDA反应器2,进水混合后厌氧搅拌2.5h,进行充分的厌氧聚碳反应,沉淀45min泥水分离,将出水上清液排入中间水箱3,该出水的COD浓度为85.4±13.5mg/L,浓度为28.9±3.5mg/L,TN浓度为34.5±5.0mg/L。
(2)打开PN进水泵4.2,将4.2L除有机物出水注入PN反应器4,缺氧搅拌30min,再曝气1.5h,控制曝气阶段DO浓度为0.5~1.0mg/L,曝气结束后沉淀30min,短程硝化出水排入短程硝化出水水箱5,短程硝化出水的COD浓度为35.2±10.2mg/L,浓度为0.5±0.2mg/L,/>浓度为17.8±2.6mg/L,TN浓度为19.1±3.0mg/L。
(3)打开短程硝化液进水泵4.1将4.2L短程硝化出水再次注入SEDA反应器2,缺氧搅拌2.0h,进行厌氧氨氧化反应和反硝化反应,沉淀15min后,排出出水,排水比为60%。出水的COD浓度为42.2±6.1mg/L,浓度为0.9±0.8mg/L,TN浓度为3.2±0.7mg/L。
由图2所示(图中的进水指城市污水原水,厌氧出水指SEDA反应器2排出的除有机物出水,PN出水指短程硝化液,出水指深度脱氮后最终排出出水),连续运行结果表明:该工艺处理实际低C/N城市污水时,可获得出水的COD浓度<50mg/L,浓度<2mg/L,TN浓度<5mg/L,TN去除率达到90%以上。本申请的处理效果不仅达到了国家一级A排放标准的要求,还实现了低C/N城市污水的深度脱氮,同时节约了曝气能耗,减少了外碳源投加的费用。
此外,由图2可见,实际城市污水的水质波动变化较大,特别是进水COD和浓度受降雨的影响呈现大幅度下降,不过本申请处理后的出水水质依旧保持稳定,证实了该工艺具有良好的稳定性和抗冲击负荷能力。
本申请中,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、次序。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个、三个等,除非另有明确具体的限定。
本申请中,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列单元的系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它单元。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (4)
1.一种内源反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水深度脱氮方法,应用于内源反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水深度脱氮装置,其特征在于,所述内源反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水深度脱氮装置包括原水箱(1)、内源反硝化耦合厌氧氨氧化反应器(2)、中间水箱(3)、短程硝化反应器(4)和短程硝化出水水箱(5),其中:
所述内源反硝化耦合厌氧氨氧化反应器(2)通过内源反硝化耦合厌氧氨氧化进水泵(2.1)与原水箱(1)连接,用于将城市污水由原水箱(1)注入内源反硝化耦合厌氧氨氧化反应器(2)中,所述内源反硝化耦合厌氧氨氧化反应器(2)采用第一出水阀(2.9)与所述中间水箱(3)相连,用于将除有机物出水排入中间水箱(3),所述短程硝化反应器(4)通过短程硝化进水泵(4.2)与所述中间水箱(3)连接,用于将中间水箱(3)中的除有机物出水注入短程硝化反应器(4)中,所述短程硝化反应器(4)采用短程硝化出水阀(4.14)与短程硝化出水水箱(5)相连,用于将短程硝化反应后得到的短程硝化出水排入短程硝化出水水箱(5),所述短程硝化出水水箱(5)通过短程硝化液进水泵(4.1)与内源反硝化耦合厌氧氨氧化反应器(2)连接,用于将短程硝化出水水箱(5)中的短程硝化液注入内源反硝化耦合厌氧氨氧化反应器(2),最终通过内源反硝化耦合厌氧氨氧化反应器(2)的第二出水阀(2.10)出水;
所述内源反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水深度脱氮方法,包括以下步骤:
1)接种启动阶段:接种厌氧氨氧化污泥于内源反硝化耦合厌氧氨氧化反应器(2)中,污泥浓度控制为2500~3500mg/L,同时接种短程硝化污泥于短程硝化反应器(4)中,污泥浓度控制为3000~4000mg/L;
2)实际运行阶段:以低C/N比的城市污水为处理对象,启动内源反硝化耦合厌氧氨氧化进水泵(2.1)将原水箱(1)中的城市污水注入内源反硝化耦合厌氧氨氧化反应器(2),厌氧搅拌2.0~3.0h,沉淀30~60min后,打开内源反硝化耦合厌氧氨氧化反应器(2)的第一出水阀(2.9),将除有机物出水排入中间水箱(3),排水比为60~70%;打开短程硝化进水泵(4.2)将内源反硝化耦合厌氧氨氧化反应器(2)排出的除有机物出水由中间水箱(3)注入短程硝化反应器(4),缺氧搅拌15~30min,再曝气1.5~2.0h,并控制短程硝化反应器(4)中的溶解氧浓度为0.5~1.0mg/L,曝气结束后沉淀30min,打开短程硝化出水阀(4.14),将短程硝化出水排入短程硝化出水水箱(5),排水比为60~70%;打开短程硝化液进水泵(4.1)将短程硝化反应器(4)排出的短程硝化出水由短程硝化出水水箱(5)再次注入内源反硝化耦合厌氧氨氧化反应器(2),缺氧搅拌1.5~3.0h,沉淀10~30min后,打开内源反硝化耦合厌氧氨氧化反应器(2)的第二出水阀(2.10),排出出水,排水比为60~70%;
在短程硝化液进水泵(4.1)将短程硝化反应器(4)排出的短程硝化出水由短程硝化出水水箱(5)再次注入内源反硝化耦合厌氧氨氧化反应器(2)的阶段,通过控制短程硝化液进水泵(4.1)的运行时间,将内源反硝化耦合厌氧氨氧化反应器(2)内的NO2 --N/NH4 +-N比控制在1.0~1.5之间,当NO2 --N/NH4 +-N比值低于1.0时,延长短程硝化液进水泵(4.1)的运行时间,当NO2 --N/NH4 +-N比值高于1.5时,缩短短程硝化液进水泵(4.1)的运行时间。
2.如权利要求1所述的内源反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水深度脱氮方法,其特征在于,所述原水箱(1)上设有第一进水管(1.1)、第一放空管(1.2)和第一溢流管(1.3);
所述中间水箱(3)上设有第三进水管(3.1)、第三放空管(3.2)和第三溢流管(3.3);
所述短程硝化出水水箱(5)上设有第五进水管(5.1)、第五放空管(5.2)和第五溢流管(5.3)。
3.如权利要求1所述的内源反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水深度脱氮方法,其特征在于,所述内源反硝化耦合厌氧氨氧化反应器(2)的内部设有第一搅拌器(2.2)、第一pH传感器(2.5)、第一加热棒(2.6),第一pH传感器(2.5)连接有位于内源反硝化耦合厌氧氨氧化反应器(2)外部的pH测定仪(2.7),所述第一加热棒(2.6)连接有位于内源反硝化耦合厌氧氨氧化反应器(2)外部的第一温度控制器(2.8);
所述内源反硝化耦合厌氧氨氧化反应器(2)的壁上设有第二溢流管(2.3)、第二放空管(2.4)以及所述第一出水阀(2.9)和所述第二出水阀(2.10)。
4.如权利要求1所述的内源反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水深度脱氮方法,其特征在于,所述短程硝化反应器(4)的内部设有第二搅拌器(4.3)、第二pH传感器(4.4)、DO传感器(4.5)、第二加热棒(4.6),所述第二pH传感器(4.4)和DO传感器(4.5)连接有位于短程硝化反应器(4)外部的DO和第二pH测定仪(4.7),所述第二加热棒(4.6)连接有位于短程硝化反应器(4)外部的第二温度控制器(4.8);
所述短程硝化反应器(4)的内底部铺设有黏砂块曝气头(4.13),所述黏砂块曝气头(4.13)连接有位于短程硝化反应器(4)外部的气体流量计(4.12),所述气体流量计(4.12)连接有曝气泵(4.11);
所述短程硝化反应器(4)的壁上设有第四溢流管(4.10)、第四放空管(4.9)以及所述短程硝化出水阀(4.14)。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010573012.9A CN111661922B (zh) | 2020-06-22 | 2020-06-22 | 内源反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水深度脱氮装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010573012.9A CN111661922B (zh) | 2020-06-22 | 2020-06-22 | 内源反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水深度脱氮装置及方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111661922A CN111661922A (zh) | 2020-09-15 |
CN111661922B true CN111661922B (zh) | 2024-02-27 |
Family
ID=72389335
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010573012.9A Active CN111661922B (zh) | 2020-06-22 | 2020-06-22 | 内源反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水深度脱氮装置及方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111661922B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113371820A (zh) * | 2021-07-06 | 2021-09-10 | 浙江工业大学 | 铁碳微电解耦合内源反硝化/厌氧氨氧化的脱氮除磷装置及方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105906044A (zh) * | 2016-06-17 | 2016-08-31 | 北京工业大学 | 厌氧氨氧化耦合反硝化除磷同步内源反硝化处理低碳城市污水的装置和方法 |
CN106336010A (zh) * | 2016-10-19 | 2017-01-18 | 青岛大学 | 强化生物除磷同步内源反硝化串联厌氧氨氧化处理城市污水的装置和方法 |
CN107381815A (zh) * | 2017-09-06 | 2017-11-24 | 北京工业大学 | 一种主流内源短程反硝化/厌氧氨氧化工艺实现生活污水深度脱氮的装置和方法 |
CN110002587A (zh) * | 2019-04-22 | 2019-07-12 | 北京工业大学 | 一种分段排水式短程硝化并联厌氧氨氧化反硝化除磷耦合内源反硝化的装置和方法 |
CN212559640U (zh) * | 2020-06-22 | 2021-02-19 | 浙江工业大学 | 内源反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水深度脱氮装置 |
-
2020
- 2020-06-22 CN CN202010573012.9A patent/CN111661922B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105906044A (zh) * | 2016-06-17 | 2016-08-31 | 北京工业大学 | 厌氧氨氧化耦合反硝化除磷同步内源反硝化处理低碳城市污水的装置和方法 |
CN106336010A (zh) * | 2016-10-19 | 2017-01-18 | 青岛大学 | 强化生物除磷同步内源反硝化串联厌氧氨氧化处理城市污水的装置和方法 |
CN107381815A (zh) * | 2017-09-06 | 2017-11-24 | 北京工业大学 | 一种主流内源短程反硝化/厌氧氨氧化工艺实现生活污水深度脱氮的装置和方法 |
CN110002587A (zh) * | 2019-04-22 | 2019-07-12 | 北京工业大学 | 一种分段排水式短程硝化并联厌氧氨氧化反硝化除磷耦合内源反硝化的装置和方法 |
CN212559640U (zh) * | 2020-06-22 | 2021-02-19 | 浙江工业大学 | 内源反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水深度脱氮装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111661922A (zh) | 2020-09-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110015757B (zh) | Aoa工艺缺氧区内源短程反硝化耦合厌氧氨氧化处理城市污水的方法与装置 | |
CN108217950B (zh) | Fna强化污泥发酵及实现污水短程脱氮除磷的装置和方法 | |
CN107162193B (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 | |
CN107032506B (zh) | 分段出水短程硝化-Anammox/反硝化处理生活污水的装置和方法 | |
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 | |
CN108439599B (zh) | 一种城市生活污水内源短程反硝化耦合anammox深度脱氮除磷的装置与方法 | |
CN108439593B (zh) | 连续流分段进水deamox联合污泥发酵处理城市生活污水的装置与方法 | |
CN107381815B (zh) | 一种主流内源短程反硝化/厌氧氨氧化工艺实现生活污水深度脱氮的装置和方法 | |
CN112250175B (zh) | 一体化短程硝化-厌氧氨氧化耦合内源短程反硝化实现城市污水深度脱氮的装置和方法 | |
CN110002587B (zh) | 一种分段排水式短程硝化并联厌氧氨氧化反硝化除磷耦合内源反硝化的装置和方法 | |
CN113697951B (zh) | 一种低温下实现颗粒污泥短程硝化—厌氧氨氧化耦合内源反硝化脱氮的方法 | |
CN108640278B (zh) | 低c/n比城市生活污水内源反硝化除磷/短程硝化部分厌氧氨氧化生物膜工艺与装置 | |
CN108128897B (zh) | 基于羟胺实现同步短程硝化反硝化除磷处理城市污水的装置与方法 | |
CN105540846A (zh) | 低碳源城市污水改良uct自养脱氮除磷装置及其应用方法 | |
CN112250176A (zh) | 一体化短程硝化耦合厌氧氨氧化反硝化除磷实现城市污水深度脱氮除磷的装置和方法 | |
CN105800784A (zh) | 基于deamox技术的改良uct分段进水高效生物脱氮除磷装置及应用方法 | |
CN113402021A (zh) | 原位污泥水解酸化耦合短程反硝化厌氧氨氧化一体化实现污水脱氮及污泥减量的装置与方法 | |
CN112250183A (zh) | 全程硝化联合污泥发酵耦合短程反硝化厌氧氨氧化处理城市污水的装置和方法 | |
CN111661923A (zh) | 两段式短程硝化与厌氧氨氧化耦合内源反硝化的深度脱氮装置及方法 | |
CN113023888B (zh) | 一种利用反硝化除磷耦合短程硝化厌氧氨氧化同步处理生活污水和硝酸盐废水的装置和方法 | |
CN112250179B (zh) | 通过污泥发酵物在污水处理连续流工艺中实现短程硝化耦合厌氧氨氧化反硝化的装置与方法 | |
CN111661922B (zh) | 内源反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水深度脱氮装置及方法 | |
CN212559640U (zh) | 内源反硝化耦合厌氧氨氧化的城市污水深度脱氮装置 | |
CN109879428B (zh) | 一种利用延时厌氧/低碳缺氧sbr实现城市污水短程反硝化过程的方法 | |
CN110015818B (zh) | 连续流除磷亚硝化耦合厌氧氨氧化脱氮除磷sbr工艺 |
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 | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |