CN112573652A - 一种硫自养反硝化脱氮反应装置 - Google Patents

一种硫自养反硝化脱氮反应装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112573652A
CN112573652A CN202011550338.6A CN202011550338A CN112573652A CN 112573652 A CN112573652 A CN 112573652A CN 202011550338 A CN202011550338 A CN 202011550338A CN 112573652 A CN112573652 A CN 112573652A
Authority
CN
China
Prior art keywords
water inlet
zone
water
autotrophic denitrification
sulfur autotrophic
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.)
Granted
Application number
CN202011550338.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112573652B (zh
Inventor
侯亚平
张传兵
郭倩倩
徐亚慧
王慧芳
张冉
徐漫漫
崔珊珊
殷先雄
罗帅
张高洁
孙振洲
刘少甫
郭丽允
龚涛
彭荣
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.)
Huaxia Bishui Environmental Protection Technology Co Ltd
Original Assignee
Huaxia Bishui Environmental Protection Technology Co Ltd
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 Huaxia Bishui Environmental Protection Technology Co Ltd filed Critical Huaxia Bishui Environmental Protection Technology Co Ltd
Priority to CN202011550338.6A priority Critical patent/CN112573652B/zh
Publication of CN112573652A publication Critical patent/CN112573652A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112573652B publication Critical patent/CN112573652B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/28Anaerobic digestion processes
    • C02F3/286Anaerobic digestion processes including two or more steps
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/28Anaerobic digestion processes
    • C02F3/2866Particular arrangements for anaerobic reactors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2203/00Apparatus and plants for the biological treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2203/006Apparatus and plants for the biological treatment of water, waste water or sewage details of construction, e.g. specially adapted seals, modules, connections
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/02Temperature
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/06Controlling or monitoring parameters in water treatment pH
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/08Chemical Oxygen Demand [COD]; Biological Oxygen Demand [BOD]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/14NH3-N
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/15N03-N
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/16Total nitrogen (tkN-N)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/22O2
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/44Time
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2301/00General aspects of water treatment
    • C02F2301/04Flow arrangements
    • C02F2301/046Recirculation with an external loop
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00Specific treatment goals
    • C02F2303/14Maintenance of water treatment installations

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种硫自养反硝化脱氮反应装置,包括主体反应器、进水设备、除氧装置、回流装置和酸碱投加装置;其中,所述主体反应器自下而上分为四部分,依次为进水混合区、硫自养反硝化区、厌氧氨氧化区和出水区;所述进水设备通过进水口A、进水口B分别连接所述主体反应器的所述进水混合区和所述厌氧氨氧化区;所述回流装置包括回流泵和布水器;所述回流泵通过管道连接所述主体反应器的所述厌氧氨氧化区和所述进水混合区;厌氧氨氧化反应后的碱性废水通过回流循环至进水混合区,再进入到硫自养反硝化区,降低硫自养反硝化过程所需要的外加碱度,保证硫自养反硝化过程的顺利进行。

Description

一种硫自养反硝化脱氮反应装置
技术领域
本发明涉及废水生物处理领域,尤其涉及一种用硫自养反硝化脱氮反应装置。本发明适用于高氨氮低C/N废水的生物脱氮处理,如焦化废水、煤气废水、养殖废水等。
背景技术
随着我国石油化工、冶金、食品加工、畜禽养殖等行业的迅速发展,以及城市化进程的不断加快,大量含有高浓度氮素的废水排入水体,引起水体富营养化,造成生态系统紊乱;另一方面氮素作为硝化细菌的能源,消耗水中的溶解氧引起水体缺氧,而硝酸盐在缺氧条件下会被转化为亚硝酸盐,产生“三致作用”,危害人类健康和环境质量。
目前,常规的脱氮方法是微生物异养反硝化技术,即利用兼性异养的反硝化菌在缺氧条件下,以有机物作为电子供体,将硝酸盐中的氮还原为氮气。反应过程需要有机碳源,特别是在处理低C/N污水的过程中,需要投加大量的有机碳,如甲醇、乙酸等以保证总氮的去除需求,同时产生大量的剩余污泥,并且受冬季低温的影响,易出现地域间季节性出水总氮超标的问题,总氮去除效率低,且运行成本较高,设备占地面积大。
与异养反硝化相比,硫自养反硝化是以还原态硫,如S、S2-、S2O3 2-等作为电子供体,以硝态氮为电子受体进行的自养反硝化过程,能够有效地去除污水中的硝态氮,且反应过程无需外加碳源,运行成本低,污泥产量少、效率高、工艺简单。然而目前现有的硫自养反硝化反应器脱氮过程会消耗大量的碱度,同时产生副产物硫酸盐,据核算,每去除1g的NO3 -,将产生约1.7g的SO4 2-,进而增加水体盐度,造成水体发黑发臭。
CN107162184A公开了一种利用厌氧氨氧化-硫自养反硝化耦合脱氮的UBF反应器及其系统和脱氮方法,其通过亚硝化作用将进水中的部分氨氮首先转化为亚硝酸盐,然后通过厌氧氨氧化反应将氨氮和亚硝酸盐还原为氮气,最后利用硫自养反硝化作用将硝化和厌氧氨氧化反应产生的硝态氮还原为氮气,克服了亚硝酸盐难以积累,厌氧氨氧化过程无法顺利进行的问题,但是该方法是以厌氧氨氧化为主体反应,硫自养反硝化过程消耗大量的碱度,以及副产物硫酸盐的产生仍无法避免,并且该方法需控制部分氨氮转化为亚硝态氮,工艺复杂,反应器能耗较大,运行成本较高,并且水中残留的溶解氧抑制厌氧氨氧化和硫自养反硝化过程,总氮去除效率低。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种实现硫自养反硝化与厌氧氨氧化过程耦合的硫自养反硝化脱氮反应装置。该反应装置运行稳定性高,运行成本及能耗较低,出水盐度较低,污泥产量少,并且反应过程无需投加大量碱度。
为实现上述目的,本发明提供一种硫自养反硝化脱氮反应装置,包括主体反应器、进水设备、除氧装置、回流装置和酸碱投加装置;其中,所述主体反应器自下而上分为四部分,依次为进水混合区、硫自养反硝化区、厌氧氨氧化区和出水区;所述进水设备包括进水水泵、进水口A和进水口B;所述进水设备通过所述进水口A、进水口B分别连接所述主体反应器的所述进水混合区和所述厌氧氨氧化区;所述回流装置包括回流泵和布水器;所述回流泵通过管道连接所述主体反应器的所述厌氧氨氧化区和所述进水混合区;厌氧氨氧化反应后的碱性废水通过回流循环至进水混合区,再进入到硫自养反硝化区,降低硫自养反硝化过程所需要的外加碱度,保证硫自养反硝化过程的顺利进行;
所述主体反应器为一体式装置,所述进水混合区的底部设置布水器;在所述进水混合区、所述硫自养反硝化区和所述厌氧氨氧化区分别设置取样口;优选地,所述主体反应器的高径比为5~8:1;所述进水混合区、所述硫自养反硝化区、所述厌氧氨氧化区和所述出水区的体积比为1:3~8:3~8:1~2;
优选地,所述硫自养反硝化区填料采用抽拉式填料箱,箱体为圆柱体,箱体外径与主体反应器内径相同;
所述除氧装置包括氮气储罐和进气口;所述除氧装置通过所述进气口连接到所述进水混合区;所述出水区设置溶解氧(DO)在线监测设备,所述溶解氧在线监测设备与所述除氧装置联动,当溶解氧大于设计值时,除氧装置启动,通入氮气,除去所述主体反应器内部氧气,保证其内部的缺氧状态;
所述酸碱投加装置包括设置在所述进水混合区的pH在线监测设备和酸碱储罐;所述酸碱储罐通过流量控制阀连接到所述进水混合区;所述pH在线监测设备与所述酸碱储罐和所述流量控制阀联动,当pH范围在设计值之外时,酸碱储罐自动补加酸或碱;
所述出水区上部设置溢流堰,所述溢流堰边缘设置出水口,所述出水口与出水管连通,所述出水管将所述主体反应器出水引入集水装置;所述出水区顶部设置有排气口,反应产生的氮气经顶部排气口排出;优选地,顶部排气口为单向气孔。
为实现上述目的,本发明还提供了一种硫自养反硝化脱氮处理工艺,包括如下步骤:
(1)进水前,首先启动除氧装置,通入氮气,当溶解氧在线监测设备监
测到溶解氧小于设计值时,除氧完成;进行厌氧氨氧化污泥和硫自养反硝化污泥的驯化;
(2)启动进水设备,废水经进水泵通过进水口A、进水口B分别进入
进水混合区和厌氧氨氧化区;厌氧氨氧化区出水经回流泵部分回流至进水混合区,经布水器与进水口A处废水均匀混合后,再进入硫自养反硝化区;
(3)pH在线监测设备实时监测反应过程pH,当pH范围超出7~8.5时,
酸碱储罐自动补加酸或碱;
(4)溶解氧在线监测设备实时监测主体反应器内部溶解氧(DO)含量,
当DO≥0.3mg/L时,除氧装置启动,通入氮气,除去反应器内部氧气,保证主体反应器内部的缺氧状态;
(5)废水经硫自养反硝化和厌氧氨氧化反应后,出水经溢流堰和出水
口自出水管排出,反应过程产生的氮气经顶部排气口排出。
其中,所述驯化分为三个阶段,驯化阶段保持进水pH在7~8.5,温度25℃~35℃之间,水力停留时间(HRT)在6~8h,溶解氧DO<0.3mg/L不变;第一阶段,进水硝酸盐浓度50~100mg/L,进水氨氮浓度100-200mg/L,驯化时间为1~3天;第二阶段,进水硝酸盐浓度100~150mg/L,进水氨氮浓度150-250mg/L,驯化时间为2~5天;第三阶段,进水硝酸盐浓度150~200mg/L,进水氨氮浓度200-300mg/L,驯化时间为2~5天;测定进出水、硫自养反硝化区和厌氧氨氧化区的总氮浓度,总氮去除率在80%以上,脱氮效率逐渐稳定,污泥驯化完成。
所述硫自养反硝化区接种硫自养反硝化污泥;所述厌氧氨氧化区接种厌氧氨氧化污泥;优选地,所述厌氧氨氧化区回流比为2~6:1。
所述硫自养反硝化区的内部装填有球形硫铁矿填料,所述球形硫铁矿填料以金属有机骨架材料为载体,内部嵌入硫铁矿颗粒;所述硫铁矿填料粒径为2~4cm;所述硫铁矿颗粒的粒径为1~50nm;所述硫铁矿填料中硫铁矿颗粒的质量百分比为70~80%。
所述金属有机骨架材料由Ni、Zn、Mg、Cd、Mn等不包括镧系、锕系的过渡金属离子,与含有羧基的有机化合物,优选羧酸类、氨基酸类物质、或含氮的杂环有机物经水热合成;所述过渡金属离子与所述含有羧基的有机化合物的质量比为1:1~8.6;所述金属有机骨架材料的质量百分比为20%~30%。
优选地,进水溶解氧DO<0.3mg/L;主体反应器水力停留时间6~8h;反应温度维持在25℃~35℃之间,pH维持在7~8.5之间。
在硫自养反硝化脱氮过程中,亚硝酸盐是反应的中间产物,本发明通过控制反应装置运行条件将硫自养反硝化过程限定于生成亚硝酸盐阶段,进而通过厌氧氨氧化作用,将硫自养反硝化反应产生的亚硝酸盐和废水中的氨氮还原为氮气,厌氧氨氧化反应产生的碱度则用于补充硫自养反硝化反应所需的碱度。
由此可见,本发明具有如下有益效果:
(1)耦合硫自养反硝化与厌氧氨氧化技术,利用硫自养反硝化反应产生的亚硝态氮作为厌氧氨氧化反应的底物,减少了单质硫的消耗,以及硫酸盐的生成,同时,设置回流装置,将厌氧氨氧化反应后的碱性废水循环至硫自养反硝化区,降低硫自养反硝化过程所需要的外加碱度,反应器运行费用低;
(2)设置pH在线监测设备,并与酸碱储罐联动,根据反应装置内部pH自动补加酸、碱;设置溶解氧在线监测设备,并与除氧装置联动,自动调节反应器内部的溶解氧;反应装置自动化程度高,操作简单;
(3)硫自养反硝化区设置抽拉式圆柱形箱体,填料易清洗、更换,节约大量人工成本;并且采用球形硫铁矿填料,该填料密度小,同时具有多孔隙全立体结构,使得填料在废水上升过程中不断翻转,使用效率高,并且可防止填料板结;
(4)反应装置设置两路进水,一是从反应器底部的进水混合区,二是从厌氧氨氧化区,同时厌氧氨氧化区出水回流至硫自养反硝化区,分段进水的模式保证了硫自养反硝化反应和厌氧氨氧化反应之间充分的物质交换,污泥驯化更加快速,污泥挂膜速度快,脱氮效率高。
附图说明
图1为本发明的硫自养反硝化脱氮反应器装置的结构示意图。
其中:1-主体反应器,2-进水泵,3-氮气储罐,4-pH探头,5-pH在线监测设备,6-酸碱储罐,7-溶解氧探头,8-溶解氧在线监测设备,9-取样口A,10-取样口B,11-取样口C,12-厌氧氨氧化区,13-硫自养反硝化区,14-回流泵,15-排泥口,16-布水器,17-排气口,18-溢流堰,19-出水口,20-进水口A,21-进水口B,22-进气口。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解,以下将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。应当理解,这些实施例仅仅用于解释本发明,并不构成对本发明保护范围的限定。
如图1所示,本发明的一种硫自养反硝化脱氮反应装置,包括主体反应器1、进水设备、除氧装置、回流装置和酸碱投加装置;其中,所述主体反应器1自下而上分为四部分,依次为进水混合区、硫自养反硝化区13、厌氧氨氧化区12和出水区;所述进水设备包括进水泵2、进水口A20和进水口B21;所述进水设备通过进水口A20、进水口B21分别连接所述主体反应器1的进水混合区和所述厌氧氨氧化区12。所述回流装置包括回流泵14和布水器16;所述回流泵14通过管道连接所述主体反应器1的所述厌氧氨氧化区12和所述进水混合区。厌氧氨氧化反应后的碱性废水通过回流循环至所述进水混合区,再进入到所述硫自养反硝化区13,降低硫自养反硝化过程所需要的外加碱度,保证硫自养反硝化过程的顺利进行。
所述主体反应器1为一体式装置,所述进水混合区的底部设置布水器16,所述进水混合区、硫自养反硝化区13和厌氧氨氧化区12分别设置取样口A9、取样口B10和取样口C11。优选地,所述主体反应器1的高径比为5~8:1;所述进水混合区、硫自养反硝化区13、厌氧氨氧化区12和出水区的体积比为1:3~8:3~8:1~2。
所述硫自养反硝化区13的填料采用抽拉式填料箱,箱体为圆柱体,箱体外径与主体反应器1的内径相同。
所述除氧装置包括氮气储罐3和进气口22;所述除氧装置通过所述进气口22连接到所述进水混合区。所述出水区设置溶解氧在线监测设备8,溶解氧在线监测设备8与除氧装置联动,当DO≥0.3mg/L时,除氧装置启动,通入氮气,除去反应器内部氧气,保证反应器内部的缺氧状态。
所述酸碱投加装置包括设置在进水混合区的pH在线监测设备5和酸碱储罐6;所述酸碱储罐6通过流量控制阀连接到所述进水混合区。所述pH在线监测设备5与所述酸碱储罐6和所述流量控制阀联动,当pH范围在7~8.5之外时,酸碱储罐自动补加酸或碱。
所述出水区上部设置溢流堰18,溢流堰18的边缘设置出水口19,出水口19与出水管连通,出水管将反应装置出水引入集水装置。废水经硫自养反硝化区13和厌氧氨氧化区12处理后,出水经溢流堰18和出水口19排出,反应产生的氮气经顶部排气口17排出;优选地,顶部排气孔为单向气孔。
本发明还提供了一种硫自养反硝化脱氮处理工艺,包括如下步骤:
(1) 进水前,首先启动除氧装置,通入氮气,当溶解氧在线监测设备8监测到溶解氧DO<0.3mg/L时,除氧完成;进行厌氧氨氧化污泥和硫自养反硝化污泥的驯化;
(2) 启动进水设备,废水经进水泵2,通过进水口A20、进水口B21分别进入进水混合区和厌氧氨氧化区12;厌氧氨氧化区12出水经回流泵14部分回流至进水混合区,经布水器16与进水口A20处废水均匀混合后,再进入硫自养反硝化区13;
(3) pH在线监测设备5实时监测反应过程pH,当pH范围超出7~8.5时,酸碱储罐6自动补加酸或碱;
(4) 溶解氧在线监测设备8实时监测主体反应器1内部溶解氧含量,当DO≥0.3mg/L时,除氧装置启动,通入氮气,除去主体反应器1内部氧气,保证主体反应器1内部的缺氧状态;
(5) 废水经硫自养反硝化和厌氧氨氧化反应后,出水经溢流堰18和出水口19自出水管排出,反应过程产生的氮气经顶部排气口17排出。
其中,所述驯化分为三个阶段,驯化阶段保持进水pH在7~8.5,温度25℃~35℃之间,水力停留时间(HRT)在6~8h,溶解氧DO<0.3mg/L不变;第一阶段,进水硝酸盐浓度50~100mg/L,进水氨氮浓度100-200mg/L,驯化时间为1~3天;第二阶段,进水硝酸盐浓度100~150mg/L,进水氨氮浓度150-250mg/L,驯化时间为2~5天;第三阶段,进水硝酸盐浓度150~200mg/L,进水氨氮浓度200-300mg/L,驯化时间为2~5天;测定进出水、硫自养反硝化区和厌氧氨氧化区的总氮浓度,总氮去除率在80%以上,脱氮效率逐渐稳定,污泥驯化完成。
所述硫自养反硝化区13接种硫自养反硝化污泥;所述厌氧氨氧化区12接种厌氧氨氧化污泥;优选地,所述厌氧氨氧化区13的回流比为2~6:1。
所述硫自养反硝化区13的内部装填有球形硫铁矿填料,所述球形硫铁矿填料以金属有机骨架材料为载体,内部嵌入硫铁矿颗粒;所述硫铁矿填料粒径为2~4cm;所述硫铁矿颗粒的粒径为1~50nm;所述硫铁矿填料中硫铁矿颗粒的质量百分比为70~80%。
所述金属有机骨架材料由Ni、Zn、Mg、Cd、Mn等不包括镧系、锕系的过渡金属离子,与含有羧基的有机化合物,优选羧酸类、氨基酸类物质、或含氮的杂环有机物经水热合成;所述过渡金属离子与所述含有羧基的有机化合物的质量比为1:1~8.6;所述金属有机骨架材料的质量百分比为20%~30%。
优选地,进水溶解氧DO<0.3mg/L;主体反应器1中水力停留时间6~8h;反应温度维持在25℃~35℃之间,pH维持在7~8.5之间。
下面列举具体实施例来对本发明进行说明。
实施例1
某制药废水处理厂废水深度处理水量约3000m3/天,废水进水水质为COD 200-220mg/L、NH3-N 400-450mg/L、进水硝酸盐150-200mg/L。采用本发明的硫自养反硝化脱氮反应装置及其处理工艺处理该废水。
硫自养反硝化脱氮反应装置的主体反应器的高径比为6:1;进水混合区、硫自养反硝化区、厌氧氨氧化区和出水区的体积比为1:4:6:2。驯化阶段保持进水pH在8左右,温度25℃~35℃之间,HRT在6h,溶解氧DO<0.3mg/L不变;第一阶段,进水硝酸盐浓度50~100mg/L,进水氨氮浓度100-200mg/L,驯化时间为2天;第二阶段,进水硝酸盐浓度100~150mg/L,进水氨氮浓度150-250mg/L,驯化时间为3天;第三阶段,进水硝酸盐浓度150~200mg/L,进水氨氮浓度200-300mg/L,驯化时间为4天。测定进出水、硫自养反硝化区和厌氧氨氧化区的硝酸盐浓度,硝酸盐去除率在80%以上,脱氮效率逐渐稳定,污泥驯化完成。启动进水设备,制药废水分别进入进水混合区和厌氧氨氧化区;厌氧氨氧化区出水经回流泵部分回流至进水混合区,经布水器与进水口A处废水均匀混合后,再进入硫自养反硝化区;厌氧氨氧化区的回流比为4:1。保持进水溶解氧DO<0.3mg/L;主体反应器中水力停留时间6h;反应温度维持在25℃~35℃之间,pH维持在8左右。废水经硫自养反硝化和厌氧氨氧化反应后,出水经溢流堰和出水口自出水管排出,反应过程产生的氮气经顶部排气口排出。
反应过程中,厌氧氨氧化反应后的碱性废水通过回流循环至进水混合区,再进入到硫自养反硝化区,因此整个过程无需外部碱度的补充。运行20天后,自出水口取样检测,测得出水水质COD=20 mg/L,NH3-N=15 mg/L,出水总氮6mg/L。氨氮和总氮的脱氮效率分别为96.6%和94%。并且9天可完成对主体反应器内硫自养菌的驯化。
对比例1
与实施例1相同的某制药废水处理厂废水及深度处理水量,采用与实施例1类似的工艺和处理条件,不同之处在于,废水仅由进水混合区进入反应装置,在厌氧氨氧化区和进水混合区之间无回流装置,即厌氧氨氧化区的液体不会回流到进水混合区。
反应过程中,需要添加外部碱度进行补充。运行20天后,自出水口取样检测,测得出水水质COD=110 mg/L,NH3-N=40 mg/L,出水总氮50 mg/L。并且需要至少15-20天才能完成对主体反应器内硫自养菌的驯化。
以上内容是结合具体的实施技术方案对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所述技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明的发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种硫自养反硝化脱氮反应装置,其特征在于,包括主体反应器、进水设备、除氧装置、回流装置和酸碱投加装置;其中,所述主体反应器自下而上分为四部分,依次为进水混合区、硫自养反硝化区、厌氧氨氧化区和出水区;所述进水设备包括进水泵、进水口A和进水口B;所述进水设备通过所述进水口A、进水口B分别连接所述主体反应器的所述进水混合区和厌氧氨氧化区;所述回流装置包括回流泵和布水器;所述回流泵通过管道连接所述主体反应器的所述厌氧氨氧化区和进水混合区。
2.如权利要求1所述的反应装置,其特征在于,所述主体反应器的高径比为5~8:1;所述进水混合区、硫自养反硝化区、厌氧氨氧化区和出水区的体积比为1:3~8:3~8:1~2。
3.如权利要求1所述的反应装置,其特征在于,所述硫自养反硝化区填料采用抽拉式填料箱,箱体为圆柱体,箱体外径与主体反应器内径相同。
4.如权利要求1所述的反应装置,其特征在于,所述除氧装置包括氮气储罐和进气口;所述除氧装置通过所述进气口连接到所述进水混合区;所述出水区设置溶解氧在线监测设备,所述溶解氧在线监测设备与所述除氧装置联动,当溶解氧大于设计值时,除氧装置启动,通入氮气。
5.如权利要求1所述的反应装置,其特征在于,所述酸碱投加装置包括设置在所述进水混合区的pH在线监测设备和酸碱储罐;所述酸碱储罐通过流量控制阀连接到所述进水混合区;所述pH在线监测设备与所述酸碱储罐和所述流量控制阀联动,当pH范围在设计值之外时,酸碱储罐自动补加酸或碱。
6.一种硫自养反硝化脱氮处理工艺,其特征在于,包括如下步骤:
(1)进水前,首先启动除氧装置,通入氮气,当溶解氧在线监测设备监测到溶解氧小于设计值时,除氧完成;进行厌氧氨氧化区泥和硫自养反硝化污泥的驯化;
(2)启动进水设备,废水经进水泵通过进水口A和进水口B分别进入进水混合区和厌氧氨氧化区;厌氧氨氧化区出水经回流泵部分回流至进水混合区,经布水器与进水口A处废水均匀混合后,再进入硫自养反硝化区;
(3)pH在线监测设备实时监测反应过程pH,当pH范围超出7~8.5时,酸碱储罐自动补加酸或碱;
(4)溶解氧在线监测设备实时监测主体反应器内部溶解氧(DO)含量,当DO≥0.3mg/L时,除氧装置启动,通入氮气,除去反应器内部氧气,保证主体反应器内部的缺氧状态;
(5)废水经硫自养反硝化和厌氧氨氧化反应后,出水经溢流堰和出水口自出水管排出,反应过程产生的氮气经顶部排气口排出。
7.如权利要求6所述的处理工艺,其特征在于,所述驯化分为三个阶段,驯化阶段保持进水pH在7~8.5,温度25℃~35℃之间,水力停留时间在6~8h,溶解氧DO<0.3mg/L;第一阶段,进水硝酸盐浓度50~100mg/L,进水氨氮浓度100-200mg/L,驯化时间为1~3天;第二阶段,进水硝酸盐浓度100~150mg/L,进水氨氮浓度150-250mg/L,驯化时间为2~5天;第三阶段,进水硝酸盐浓度150~200mg/L,进水氨氮浓度200-300mg/L,驯化时间为2~5天;测定进出水、硫自养反硝化区和厌氧氨氧化区的总氮浓度,总氮去除率在80%以上,脱氮效率逐渐稳定,污泥驯化完成。
8.如权利要求6所述的处理工艺,其特征在于,所述硫自养反硝化区接种硫自养反硝化污泥;所述厌氧氨氧化区接种厌氧氨氧化污泥;优选地,所述厌氧氨氧化区回流比为2~6:1。
9.如权利要求6所述的处理工艺,其特征在于,所述硫自养反硝化区的内部装填有球形硫铁矿填料,所述球形硫铁矿填料以金属有机骨架材料为载体,内部嵌入硫铁矿颗粒;所述硫铁矿填料粒径为2~4cm;所述硫铁矿颗粒的粒径为1~50nm;所述硫铁矿填料中硫铁矿颗粒的质量百分比为70~80%。
10.如权利要求9所述的处理工艺,其特征在于,所述金属有机骨架材料由Ni、Zn、Mg、Cd、Mn等不包括镧系、锕系的过渡金属离子,与含有羧基的有机化合物,优选羧酸类、氨基酸类物质、或含氮的杂环有机物经水热合成;所述过渡金属离子与所述含有羧基的有机化合物的质量比为1:1~8.6;所述金属有机骨架材料的质量百分比为20%~30%。
CN202011550338.6A 2020-12-24 2020-12-24 一种硫自养反硝化脱氮处理工艺 Active CN112573652B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011550338.6A CN112573652B (zh) 2020-12-24 2020-12-24 一种硫自养反硝化脱氮处理工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011550338.6A CN112573652B (zh) 2020-12-24 2020-12-24 一种硫自养反硝化脱氮处理工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112573652A true CN112573652A (zh) 2021-03-30
CN112573652B CN112573652B (zh) 2021-09-10

Family

ID=75140474

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011550338.6A Active CN112573652B (zh) 2020-12-24 2020-12-24 一种硫自养反硝化脱氮处理工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112573652B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113087143A (zh) * 2021-04-19 2021-07-09 北京交通大学 一种铁代谢耦合厌氧氨氧化污泥的驯化方法、一种氨氮废水的处理方法和系统
CN113371828A (zh) * 2021-07-02 2021-09-10 清华大学深圳国际研究生院 一种移动床生物膜反应设备及应用
CN114149147A (zh) * 2021-12-06 2022-03-08 中国市政工程华北设计研究总院有限公司滨海新区分公司 一种处理初期雨水的海绵小区lid设施及方法
CN114409080A (zh) * 2022-02-07 2022-04-29 黑龙江工程学院 一种低能耗极限脱氮的污水处理装置及其控制方法
CN114409096A (zh) * 2022-01-19 2022-04-29 中山大学 一种耦合单质硫歧化与硫自养反硝化实现污水高效深度脱氮的方法
CN116535029A (zh) * 2023-04-13 2023-08-04 长江生态环保集团有限公司 一种可调节式污水深度处理装置和方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050112741A1 (en) * 1995-06-02 2005-05-26 Geobiotics, Inc., A California Corporation Method of biotreatment for solid materials in a nonstirred surface bioreactor
JP2011520592A (ja) * 2008-04-22 2011-07-21 ユニヴェルシテ ドゥ モンス ガス吸着剤
WO2015089971A1 (zh) * 2013-12-17 2015-06-25 南京大学 一种天然磁黄铁矿生物滤池以及利用其同步去除水中硝氮和磷的方法
CN107162184A (zh) * 2017-06-07 2017-09-15 南京大学 一种利用厌氧氨氧化‑硫自养反硝化耦合脱氮的ubf反应器及其系统和脱氮方法
CN107286189A (zh) * 2017-06-19 2017-10-24 太原科技大学 一种处理重金属的有机无机杂化材料及其制备方法
CN107744819A (zh) * 2017-10-23 2018-03-02 李俊霞 一种环境友好型脱硝催化剂的制备方法
CN108155409A (zh) * 2017-12-26 2018-06-12 深圳先进技术研究院 钡基双离子电池及其制备方法
CN109231442A (zh) * 2018-04-26 2019-01-18 知和环保科技有限公司 一种脱除水中硝态氮的抽屉式反应器
CN111661924A (zh) * 2020-07-14 2020-09-15 北京城市排水集团有限责任公司 一种硫自养短程反硝化耦合厌氧氨氧化脱氮的系统及方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050112741A1 (en) * 1995-06-02 2005-05-26 Geobiotics, Inc., A California Corporation Method of biotreatment for solid materials in a nonstirred surface bioreactor
JP2011520592A (ja) * 2008-04-22 2011-07-21 ユニヴェルシテ ドゥ モンス ガス吸着剤
WO2015089971A1 (zh) * 2013-12-17 2015-06-25 南京大学 一种天然磁黄铁矿生物滤池以及利用其同步去除水中硝氮和磷的方法
CN107162184A (zh) * 2017-06-07 2017-09-15 南京大学 一种利用厌氧氨氧化‑硫自养反硝化耦合脱氮的ubf反应器及其系统和脱氮方法
CN107286189A (zh) * 2017-06-19 2017-10-24 太原科技大学 一种处理重金属的有机无机杂化材料及其制备方法
CN107744819A (zh) * 2017-10-23 2018-03-02 李俊霞 一种环境友好型脱硝催化剂的制备方法
CN108155409A (zh) * 2017-12-26 2018-06-12 深圳先进技术研究院 钡基双离子电池及其制备方法
CN109231442A (zh) * 2018-04-26 2019-01-18 知和环保科技有限公司 一种脱除水中硝态氮的抽屉式反应器
CN111661924A (zh) * 2020-07-14 2020-09-15 北京城市排水集团有限责任公司 一种硫自养短程反硝化耦合厌氧氨氧化脱氮的系统及方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王梦雨等: "硫铁矿在废水处理中的研究现状", 《有色金属科学与工程》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113087143A (zh) * 2021-04-19 2021-07-09 北京交通大学 一种铁代谢耦合厌氧氨氧化污泥的驯化方法、一种氨氮废水的处理方法和系统
CN113087143B (zh) * 2021-04-19 2024-08-13 北京交通大学 一种铁代谢耦合厌氧氨氧化污泥的驯化方法、一种氨氮废水的处理方法和系统
CN113371828A (zh) * 2021-07-02 2021-09-10 清华大学深圳国际研究生院 一种移动床生物膜反应设备及应用
CN114149147A (zh) * 2021-12-06 2022-03-08 中国市政工程华北设计研究总院有限公司滨海新区分公司 一种处理初期雨水的海绵小区lid设施及方法
CN114409096A (zh) * 2022-01-19 2022-04-29 中山大学 一种耦合单质硫歧化与硫自养反硝化实现污水高效深度脱氮的方法
CN114409080A (zh) * 2022-02-07 2022-04-29 黑龙江工程学院 一种低能耗极限脱氮的污水处理装置及其控制方法
CN116535029A (zh) * 2023-04-13 2023-08-04 长江生态环保集团有限公司 一种可调节式污水深度处理装置和方法
CN116535029B (zh) * 2023-04-13 2024-08-13 长江生态环保集团有限公司 一种可调节式污水深度处理装置和方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112573652B (zh) 2021-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112573652B (zh) 一种硫自养反硝化脱氮处理工艺
CN112850900A (zh) 一种基于短程硝化-厌氧氨氧化-硫自养反硝化体系同步去除污水中氮、硫的方法
Bowden et al. Technologies for Sidestream nitrogen removal
CN108046518B (zh) 一种低碳源污水的强化脱氮除磷的装置和方法
CN104176824B (zh) 一种硝酸铵废水生化处理装置及运行方法
AU5889098A (en) Process, using ammonia rich water for the selection and enrichment of nitrifying micro-organisms for nitrification of wastewater
CN103588296A (zh) 应用厌氧膜生物反应器对污水进行处理以脱硫除氮的方法
JP4925208B2 (ja) 好気性グラニュールの形成方法、水処理方法及び水処理装置
Gholami-Shiri et al. A technical review on the adaptability of mainstream partial nitrification and anammox: substrate management and aeration control in cold weather
CN111320268A (zh) 一种自养与异养协同反硝化的脱氮方法
JP3460745B2 (ja) 生物学的硝化脱窒素方法と装置
CN109607943B (zh) 一种高磷废水与高氨氮废水复合处理的污水处理方法
CN111547846A (zh) 一种旁流式生物除磷工艺
CN110921832B (zh) 一种高氨氮废水处理装置及方法
KR101063828B1 (ko) 양이온교환막으로 연결된 질산화조를 구비하는 혐기조 및 이를 이용한 폐수처리 방법
CN113716689B (zh) 一种基于硫还原与硫自养反硝化的混合营养型脱氮方法
CN214192949U (zh) 一种硫自养反硝化脱氮反应器
KR101345642B1 (ko) 오폐수의 단축 질소 제거 방법
CN107129046B (zh) 一种a2/o – bco的水处理改进工艺
JP3799557B2 (ja) 廃水処理方法
KR101186845B1 (ko) 암모니아 및 유기물의 동시제거 공정장치 및 폐수처리 방법
CN205367869U (zh) 一种用于氧化法脱硝的废水脱硝处理系统
JPS585118B2 (ja) ユウキセイハイスイノ セイブツガクテキダツチソホウ
KR100375413B1 (ko) 외부 유기 탄소원을 이용한 하수의 질소, 인 제거방법
JPH05228493A (ja) 硫黄細菌を用いた廃水処理方法及び装置

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
CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: 450099 No. 906, floor 9, building 2, Xinghua science and Technology Industrial Park, west of the second street, south of Jingnan 1st Road, Zhengzhou area (Economic Development Zone), Zhengzhou pilot Free Trade Zone, Henan Province

Patentee after: Huaxia Bishui Environmental Protection Technology Co.,Ltd.

Address before: 450099 No. 906, 9th floor, building 2, Xinghua science and Technology Industrial Park

Patentee before: HUAXIA BISHUI ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY CO.,LTD.

PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: A sulfur autotrophic denitrification process

Effective date of registration: 20221226

Granted publication date: 20210910

Pledgee: Bank of China Zhengzhou branch of Limited by Share Ltd. culture

Pledgor: Huaxia Bishui Environmental Protection Technology Co.,Ltd.

Registration number: Y2022980028978

PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right
PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right

Granted publication date: 20210910

Pledgee: Bank of China Zhengzhou branch of Limited by Share Ltd. culture

Pledgor: Huaxia Bishui Environmental Protection Technology Co.,Ltd.

Registration number: Y2022980028978