CN112250181A - 短程硝化厌氧氨氧化一体化-内源短程反硝化厌氧氨氧化一体化处理生活污水工艺 - Google Patents

短程硝化厌氧氨氧化一体化-内源短程反硝化厌氧氨氧化一体化处理生活污水工艺 Download PDF

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Abstract

短程硝化厌氧氨氧化一体化‑内源短程反硝化厌氧氨氧化一体化处理生活污水工艺，属污水生物处理领域。装置主要包括进水水箱、一号SBBR反应器、二号SBBR反应器、两个中间水箱和一个出水水箱。生活污水先进入一号SBBR反应器进行厌氧搅拌储存内碳源；出水进入二号SBBR反应器进行同步短程硝化厌氧氨氧化反应，去除大部分氨氮，生成硝态氮和氮气；然后出水再次进入一号SBBR反应器进行同步内源短程反硝化厌氧氨氧化反应，生成少量硝态氮和氮气。本发明充分利用了生活污水中的有机物和厌氧氨氧化反应的优势，高效节能，能够实现生活污水的深度脱氮。

Description

短程硝化厌氧氨氧化一体化-内源短程反硝化厌氧氨氧化一 体化处理生活污水工艺
技术领域
本发明所涉及的一种短程硝化厌氧氨氧化一体化-内源短程反硝化厌氧氨氧化一体化处理生活污水的工艺，属于污水生物处理技术领域，适用于低C/N比城市生活污水的处理。
背景技术
水是生命之源，地球本身淡水资源有限，现代化速度的加快加剧了水体污染，水资源短缺的形势越来越严峻。传统的硝化反硝化工艺存在曝气能耗高、剩余污泥产量大等问题，人类亟需节能高效的新型污水处理工艺。厌氧氨氧化工艺因其脱氮速率高、不需曝气、不需有机碳源、剩余污泥产量少等优点受到了广泛的关注，为污水处理厂的节能降耗提供了新思路。
厌氧氨氧化过程能够在缺氧条件下将氨氮和亚硝态氮转化为氮气并生成少量硝态氮。由于生活污水含有氨氮和有机物，几乎不含亚硝态氮与硝态氮，为获取稳定的亚硝态氮来源，可将厌氧氨氧化工艺与短程硝化工艺或短程反硝化工艺相结合。
短程硝化-厌氧氨氧化一体化工艺在处理高温、高氨氮废水方面已经成功应用，但处理低C/N的生活污水具有一定的局限性。厌氧氨氧化菌的富集、NOB活性的抑制以及AOB活性的维持均影响着低C/N生活污水短程硝化-厌氧氨氧化一体化工艺运行的稳定性。
新兴的短程反硝化-厌氧氨氧化一体化工艺利用有机物可同时去除污水中的硝态氮和氨氮，该工艺相比短程硝化-厌氧氨氧化一体化工艺更加稳定，但需要稳定的硝态氮来源。
生活污水中的有机物可被微生物储存为内碳源，可作为短程反硝化-厌氧氨氧化反应的碳源来源，可充分利用有机物。
本发明通过两段式短程硝化厌氧氨氧化一体化-内源短程反硝化厌氧氨氧化一体化的工艺，先将生活污水中的有机物储存为内碳源，然后通过短程硝化-厌氧氨氧化一体化反应器的自养脱氮，再利用内碳源进行短程反硝化-厌氧氨氧化反应，实现生活污水中污染物的高效去除，同时节省能源。
发明内容
本发明主要提供一种短程硝化厌氧氨氧化一体化-内源短程反硝化厌氧氨氧化一体化处理生活污水的工艺，将短程硝化-厌氧氨氧化一体化工艺与短程反硝化-厌氧氨氧化一体化工艺结合，同时充分利用生活污水中的有机碳源，实现生活污水的低耗深度处理。
一种短程硝化厌氧氨氧化一体化-内源短程反硝化厌氧氨氧化一体化处理生活污水的工艺，包括生活污水原水水箱(1)、一号SBBR反应器(3)、二号SBBR反应器(17)、中间水箱一(15)、中间水箱二(29)、出水水箱(34)；其中，所述的原水水箱(1)通过进水泵(2)与一号SBBR反应器(3)的进水口一(4)相连；所述一号SBBR反应器(3)设有WTW主机(5)，DO探头(6)，pH探头(7)，搅拌器(8)，排泥口(9)，曝气盘(10)，流量计(11)，气泵(12)；一号SBBR反应器(3)的出水口一(13)通过出水泵(14)与中间水箱一(15)相连接；所述中间水箱一(15)通过进水泵(16)与二号SBBR反应器(17)的进水口(18)相连接；所述二号SBBR反应器(17)设有WTW主机(19)，DO探头(20)，pH探头(21)，搅拌器(22)，曝气盘(23)，流量计(24)，气泵(25)，填料及填料支架(26)；二号SBBR反应器(17)的出水口(27)通过出水泵(28)与中间水箱二(29)相连接；所述中间水箱二(29)通过进水泵(30)与一号SBBR反应器(3)的进水口二(31)相连接；一号SBBR反应器(3)的出水口二(32)通过出水泵(33)与出水水箱(34)相连接。
一种短程硝化厌氧氨氧化一体化-内源短程反硝化厌氧氨氧化一体化处理生活污水的工艺，主要包括以下步骤：
1)生活污水由原水水箱(1)通过进水泵(2)经进水口一(4)进入一号SBBR反应器(3)，进水结束后，搅拌器(8)开启，微生物在厌氧条件下将生活污水中的有机物转化为内碳源，反应时间为120min。
2)上述反应结束后，静置沉淀，上清液经出水口一(13)排入中间水箱一(15)，排水比为90％。
3)中间水箱一(15)中的污水通过进水泵(16)经二号SBBR反应器(17)的进水口(18)进入，进水结束后，同时开启搅拌器(22)和气泵(25)，通过气体流量计(24)控制曝气盘(23)曝气量大小，使DO为2.0±0.1mg/L，填料从表面到内部形成DO梯度，氨氮在填料表面被AOB转化为亚硝态氮，亚硝态氮与剩余氨氮迅速被填料内部的厌氧氨氧化菌利用，生成硝态氮和氮气。
4)待反应完全，氨氮浓度小于1mg/L时，停止曝气和搅拌，反应时间为540～660min，静置沉淀后，上清液经出水口(27)通过出水泵(28)排至中间水箱二(29)，排水比为90％。
5)污水由中间水箱二(29)通过进水泵(30)经进水口二(31)再次进入一号SBBR反应器(3)，进水结束后，开启搅拌器(8)，利用内碳源进行短程反硝化厌氧氨氧化反应，将二号SBBR反应器出水中的硝态氮和一号SBBR反应器上一阶段剩余的氨氮转化成小于5mg/L的硝态氮，时间为180～240min。
6)为防止一号SBBR反应器(3)内的活性污泥长期处于缺氧环境中，污泥产生发酵等作用，故上述反应结束后，开启曝气泵(12)，调节流量计(11)控制曝气盘(10)曝气量大小，使DO小于2mg/L，低氧曝气5min。
7)上述反应全部结束后，静置沉淀，上清液经出水口二(32)由出水泵(33)排入出水水箱(34)。
综上，一种短程硝化厌氧氨氧化一体化-内源短程反硝化厌氧氨氧化一体化处理生活污水的工艺，将短程硝化厌氧氨氧化工艺与短程反硝化厌氧氨氧化一体化工艺有机的结合起来，实现了低C/N比生活污水的深度高效节能脱氮，同时充分利用生活污水中的有机物，进一步节能降耗。
本发明具有以下优点：
1)充分利用SBBR反应器的优势，工艺运行灵活，方便操作，实现低C/N比生活污水的深度脱氮。
2)将短程硝化和短程反硝化分别与厌氧氨氧化结合，实现了新老工艺的融合。
3)充分发挥厌氧氨氧化反应能够节约碳源和曝气量的优势，与传统的硝化反硝化工艺相比，大大降低了处理能耗。
4)充分利用污水中的有机物，通过储存为内碳源的形式将其用于短程反硝化-厌氧氨氧化反应，进而实现深度脱氮并节能降耗。
5)填料式的厌氧氨氧化系统对厌氧氨氧化菌具有保护作用，增强其处理低C/N比生活污水的稳定性，与短程硝化、短程反硝化工艺结合，提高了整个工艺的稳定性和脱氮效率。
附图说明
图1为一种短程硝化厌氧氨氧化一体化-内源短程反硝化厌氧氨氧化一体化处理生活污水的工艺的结构示意图。
图1中：1-生活污水原水水箱；2-进水泵；3-一号SBBR反应器；4-进水口一；5-WTW主机；6-DO探头；7-pH探头；8-搅拌器；9-排泥口；10-曝气盘；11-气体流量计；12-气泵；13-出水口一；14-出水泵；15-中间水箱一；16-进水泵；17-二号SBBR反应器；18-进水口；19-WTW主机；20-DO探头；21-pH探头；22-搅拌器；23-曝气盘；24-气体流量计；25-气泵；26-填料及填料支架；27-出水口；28-出水泵；29-中间水箱二；30-进水泵；31-进水口二；32-出水口二；33-出水泵；34-出水水箱。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示结构图，一种短程硝化厌氧氨氧化一体化-内源短程反硝化厌氧氨氧化一体化处理生活污水的工艺，包括生活污水水箱(1)、一号SBBR反应器(4)、二号SBBR反应器(17)、两个中间水箱一(15)、中间水箱二(29)和出水水箱(34)；其中，所述的原水水箱(1)通过进水泵(2)与一号SBBR反应器(3)的进水口一(4)相连；所述一号SBBR反应器(3)设有WTW主机(5)，DO探头(6)，pH探头(7)，搅拌器(8)，排泥口(9)，曝气盘(10)；流量计(11)；气泵(12)；一号SBBR反应器(3)的出水口一(13)通过出水泵(14)与中间水箱一(15)相连接；所述中间水箱一(15)通过进水泵(16)与二号SBBR反应器(17)的进水口(18)相连接；所述二号SBBR反应器(18)设有WTW主机(19)，DO探头(20)，pH探头(21)，搅拌器(22)，曝气盘(23)，流量计(24)，气泵(25)，填料及填料支架(26)；二号SBBR反应器(17)的出水口(27)通过出水泵(28)与中间水箱二(29)相连接；所述中间水箱二(29)通过进水泵(30)与一号SBBR反应器(3)的进水口二(31)相连接；一号SBBR反应器(3)的出水口二(32)通过出水泵(33)与出水水箱(34)相连接。
1)生活污水由原水水箱(1)通过进水泵(2)经进水口一(4)进入一号SBBR反应器(3)，进水结束后，开启搅拌器(8)，微生物在厌氧条件下将生活污水中的有机物转化为内碳源，反应时间为120min。
2)上述反应结束后，静置沉淀，泥水分离，上清液经出水口一(13)排入中间水箱一(15)排水比为90％。
3)中间水箱一(15)中的污水通过进水泵(16)经二号SBBR反应器(17)的进水口(18)进入，进水结束后，同时开启搅拌器(22)和气泵(25)，通过气体流量计(24)调节曝气盘(23)曝气量大小，控制DO为2.0±0.1mg/L，填料从表面到内部形成DO梯度，氨氮在填料表面被AOB转化为亚硝态氮，亚硝态氮与剩余氨氮迅速被填料内部的厌氧氨氧化菌利用，生成硝态氮和氮气。
4)待反应完全，氨氮浓度小于1mg/L时，停止曝气和搅拌，反应时间为540～660min静置沉淀，上清液经出水口(27)通过出水泵(28)排至中间水箱二(29)，排水比为90％。
5)污水由中间水箱二(29)通过进水泵(30)经进水口二(31)再次进入一号SBBR反应器(3)，进水结束后，开启搅拌器(8)，利用内碳源进行短程反硝化厌氧氨氧化反应，将二号SBBR反应器出水中的硝态氮和一号SBBR反应器上一阶段剩余的氨氮转化成小于5mg/L的硝态氮，时间为180～240min。
6)为防止一号SBBR反应器(3)内的活性污泥长期处于缺氧环境中，污泥产生发酵等作用，故上述反应结束后，开启曝气泵(12)，调节流量计(11)控制曝气盘(10)曝气量大小，使DO小于2mg/L，低氧曝气5min。
7)上述反应全部结束后，静置沉淀，上清液经出水口二(32)由出水泵(33)排入出水水箱(34)。
以北京某高校家属区生活污水为处理对象，考察此系统的脱氮性能。
试验结果表明，该系统稳定运行情况下，出水COD浓度为35～50mg/L，氨氮浓度为0～3mg/L，硝态氮浓度小于5mg/L，总氮浓度小于8mg/L，满足国家一级A排放标准。

Claims (2)

1.短程硝化厌氧氨氧化一体化-内源短程反硝化厌氧氨氧化一体化处理生活污水工艺，其特征在于，包括生活污水原水水箱(1)、一号SBBR反应器(3)、二号SBBR反应器(17)、中间水箱一(15)、中间水箱二(29)、出水水箱(34)；其中，所述的原水水箱(1)通过进水泵(2)与一号SBBR反应器(3)的进水口一(4)相连；所述一号SBBR反应器(3)设有WTW主机(5)，DO探头(6)，pH探头(7)，搅拌器(8)，排泥口(9)，曝气盘(10)，流量计(11)，曝气泵(12)；一号SBBR反应器(3)的出水口一(13)通过出水泵(14)与中间水箱一(15)相连接；所述中间水箱一(15)通过进水泵(16)与二号SBBR反应器(17)的进水口(18)相连接；所述二号SBBR反应器(17)设有WTW主机(19)，DO探头(20)，pH探头(21)，搅拌器(22)，曝气盘(23)，流量计(24)，气泵(25)，填料及填料支架(26)；二号SBBR反应器(17)的出水口(27)通过出水泵(28)与中间水箱二(29)相连接；所述中间水箱二(29)通过进水泵(30)与一号SBBR反应器(3)的进水口二(31)相连接；一号SBBR反应器(3)的出水口二(32)通过出水泵(33)与出水水箱(34)相连接。
2.如权利要求1所述的短程硝化厌氧氨氧化一体化-内源短程反硝化厌氧氨氧化一体化处理生活污水工艺，其特征在于，首先，生活污水由原水水箱(1)通过进水泵(2)经进水口一(4)进入一号SBBR反应器(3)，进水结束后，开启搅拌器(8)，生活污水中的有机物被转化为内碳源，反应时间为120min，反应结束后静置沉淀，排水比为90％，上清液通过出水泵(14)经出水口一(13)排入中间水箱一(15)，然后，中间水箱一(15)中的污水通过进水泵(16)经进水口(18)进入二号SBBR反应器(17)，进水结束后，同时开启搅拌器(22)和气泵(25)，通过调节气体流量计(24)控制曝气盘(23)曝气量大小，使反应器内DO为2.0±0.1mg/L，微生物进行同步短程硝化厌氧氨氧化反应，将污水中氨氮转化成硝态氮和氮气，待反应完全后，氨氮浓度小于1mg/L时，停止曝气和搅拌，反应时间为540～660min，静置沉淀后，上清液经出水口(27)通过出水泵(28)排至中间水箱二(29)，排水比为90％，中间水箱二(29)中的出水通过进水泵(30)经进水口二(31)再次进入一号SBBR反应器(3)，进水结束后，开启搅拌器(8)，微生物利用内碳源进行短程反硝化厌氧氨氧化反应，将二号SBBR反应器出水中的硝态氮和一号SBBR反应器上一阶段剩余的氨氮转化成小于5mg/L的硝态氮，时间为180～240min，反应结束后开启曝气泵(12)，调节流量计(11)使反应器内DO小于2mg/L，短暂曝气5min，然后关闭曝气泵(12)和搅拌器(8)，静置沉淀，上清液经出水口二(32)由出水泵(33)排入出水水箱(34)。
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