CN113321381A - 同步除磷的半亚硝化-厌氧氨氧化一体化脱氮装置与方法 - Google Patents
同步除磷的半亚硝化-厌氧氨氧化一体化脱氮装置与方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113321381A CN113321381A CN202110677104.6A CN202110677104A CN113321381A CN 113321381 A CN113321381 A CN 113321381A CN 202110677104 A CN202110677104 A CN 202110677104A CN 113321381 A CN113321381 A CN 113321381A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- zone
- adjusting
- anaerobic
- nitrosation
- semi
- 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
Links
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 130
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 74
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 title claims abstract description 69
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 64
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 33
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 33
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims abstract description 75
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 claims abstract description 61
- 239000010865 sewage Substances 0.000 claims abstract description 48
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 46
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M Nitrite anion Chemical compound [O-]N=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 27
- XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N ammonia nh3 Chemical compound N.N XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims abstract description 19
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims description 30
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 claims description 20
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims description 18
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 16
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 13
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 10
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 10
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 10
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 8
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 7
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 24
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 22
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 11
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 241001453382 Nitrosomonadales Species 0.000 abstract description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 244000005700 microbiome Species 0.000 abstract description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 230000003834 intracellular effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 3
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 abstract 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 10
- 238000007034 nitrosation reaction Methods 0.000 description 6
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 5
- 230000009935 nitrosation Effects 0.000 description 5
- 230000001651 autotrophic effect Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 2
- 230000010718 Oxidation Activity Effects 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 230000031852 maintenance of location in cell Effects 0.000 description 1
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
Images
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
- C02F3/308—Biological phosphorus removal
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2203/00—Apparatus and plants for the biological treatment of water, waste water or sewage
- C02F2203/006—Apparatus and plants for the biological treatment of water, waste water or sewage details of construction, e.g. specially adapted seals, modules, connections
-
- 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
- C02F2209/14—NH3-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
- C02F2209/15—N03-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
- C02F2209/16—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
- C02F2209/44—Time
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2301/00—General aspects of water treatment
- C02F2301/04—Flow arrangements
- C02F2301/046—Recirculation with an external loop
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Abstract
本发明提供同步除磷的半亚硝化‑厌氧氨氧化一体化脱氮装置与方法，涉及污水生物处理领域。包括半亚硝化‑厌氧氨氧化一体化反应器和沉淀池。所述方法为：城市污水首先进入半亚硝化‑厌氧氨氧化一体化反应器的厌氧区，聚磷菌等微生物在厌氧释磷的同时摄取污水中的有机物储存为胞内碳源；随后混合液依次进入好氧区及第一、第二调节区，好氧氨氧化菌进行氨氮的氧化，同时聚磷菌完成好氧吸磷过程；随后混合液进入缺氧区，生物膜中的厌氧氨氧化菌将亚硝酸盐和剩余氨氮转化为氮气，产生的少量硝酸盐通过活性污泥中的微生物利用胞内碳源通过反硝化作用同步去除；最后混合液进入沉淀池进行泥水分离。
Description
技术领域
本发明涉及脱氮装置与脱氮方法，具体为同步除磷的半亚硝化-厌氧氨氧化一体化脱氮装置与方法，属于污水生物处理技术领域。
背景技术
厌氧氨氧化是具有良好经济环境效益和应用前景的新型脱氮工艺，其在城市污水处理中的推广应用能够显著降低城市污水处理厂的运行成本和能耗，促进城市污水处理向着能源自给的方向发展。目前，城市污水厌氧氨氧化工艺可分为两段式和一段式两种。两段式厌氧氨氧化工艺通常包括预处理反应器、亚硝化反应器和厌氧氨氧化反应器共三个反应器，其中预处理反应器用于预去除城市污水中的有机物，避免其对厌氧氨氧化反应的不利影响；亚硝化反应器用于将污水中约一半的氨氮氧化为亚硝酸盐；厌氧氨氧化反应器用于进行厌氧氨氧化反应，将亚硝酸盐和剩余的氨氮转化为氮气，同时产生少量的硝酸盐。一段式厌氧氨氧化工艺则将亚硝化反应和厌氧氨氧化反应耦合在一个反应器中同步进行，工艺包括预处理反应器和一体化厌氧氨氧化反应器两个反应器。目前研究和应用较多的为一段式厌氧氨氧化工艺。
尽管城市污水厌氧氨氧化工艺具有诸多技术优势，但也存在一些问题制约了其推广应用，主要包括以下几个方面：
①与多数城市污水处理厂现有工艺相比，城市污水厌氧氨氧化工艺反应器数目较多、工艺流程繁杂，不仅加大了运行操作难度，也不利于现有污水处理厂的升级改造。
②现有城市污水厌氧氨氧化工艺稳定性较差，易发生由亚硝酸盐氧化菌过度增殖导致的硝酸盐积累，使得厌氧氨氧化活性受到影响，系统脱氮能力下降甚至消失。
③现有城市污水厌氧氨氧化工艺的脱氮性能有待提高。一方面厌氧氨氧化反应本身产生的硝酸盐和亚硝酸盐氧化菌过度增殖导致的硝酸盐积累限制了总氮去除率的进一步提升；另一方面现有城市污水厌氧氨氧化工艺未能为各功能微生物提供最佳的代谢环境，使得微生物活性较低，例如一体化厌氧氨氧化反应器虽然通过控制低溶解氧实现了同步的亚硝化和厌氧氨氧化，但存在着好氧氨氧化菌氧气供给不足、厌氧氨氧化菌受到氧气抑制，两者活性都不高的问题。
④现有城市污水厌氧氨氧化工艺不具备生物除磷的功能，磷的去除仍有赖投加化学除磷药剂，增加了额外的运行成本。
发明内容
（一）解决的技术问题
本发明的目的在于提供一种同步除磷的半亚硝化-厌氧氨氧化一体化脱氮装置与方法，以解决现有技术中存在的问题。
（二）技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：同步除磷的半亚硝化-厌氧氨氧化一体化脱氮装置，包括：半亚硝化-厌氧氨氧化一体化反应器及沉淀池，所述半亚硝化-厌氧氨氧化一体化反应器前端与污水源相连，所述半亚硝化-厌氧氨氧化一体化反应器的尾端与沉淀池相连，用于同步实现城市污水的自养脱氮和生物除磷，同时用于实现泥水分离、污泥回流及剩余污泥的排放；
所述半亚硝化-厌氧氨氧化一体化反应器沿水流方向由隔板分为厌氧区、好氧区、第一调节区、第二调节区和缺氧区；
所述厌氧区包括一体化反应器进水管、污泥回流管和厌氧区搅拌器；
所述好氧区包括好氧区曝气头和好氧区空气阀；
所述第一调节区包括第一调节区曝气头、第一调节区空气阀、第一调节区搅拌器和第一调节区在线监测装置；
所述第二调节区包括第二调节区曝气头、第二调节区空气阀、第二调节区搅拌器和第二调节区在线监测装置；
所述缺氧区包括缺氧区搅拌器、生物膜填料和出水管；
所述沉淀池包括沉淀池进水管、沉淀池出水管、沉淀池污泥回流管、污泥回流泵和剩余污泥排放管。
优选地，所述一体化反应器进水管设于所述厌氧区左侧壁上部，用于将污水输送至所述半亚硝化-厌氧氨氧化一体化反应器厌氧区，所述污泥回流管设于所述厌氧区左侧壁下部，并与所述污泥回流泵相连，用于将所述沉淀池的回流污泥输送至所述厌氧区前端，所述厌氧区搅拌器设于所述厌氧区中部，用于所述厌氧区内污泥混合液的混合搅拌。
优选地，所述好氧区曝气头设于所述好氧区底部，用于将空气输送至所述好氧区，并形成微小气泡，提供溶解氧，所述好氧区空气阀设于所述好氧区曝气头与所述空压机之间，用于调节输送至所述好氧区的空气流量。
优选地，所述第一调节区曝气头设于所述第一调节区底部，用于将空气输送至所述第一调节区，并形成微小气泡，提供溶解氧，所述第一调节区空气阀设于所述第一调节区曝气头与所述空压机之间，用于调节输送至所述第一调节区的空气流量，所述第一调节区搅拌器设于所述第一调节区中部，用于所述第一调节区内污泥混合液的混合搅拌，所述第一调节区在线监测装置设于所述第一调节区上部，用于在线监测所述第一调节区内混合液的氨氮和亚硝浓度。
优选地，所述第二调节区曝气头设于所述第二调节区底部，用于将空气输送至所述第二调节区，并形成微小气泡，提供溶解氧，所述第二调节区空气阀设于所述第二调节区曝气头与所述空压机之间，用于调节输送至所述第二调节区的空气流量，所述第二调节区搅拌器设于所述第二调节区中部，用于所述第二调节区内污泥混合液的混合搅拌，所述第二调节区在线监测装置设于所述第二调节区上部，用于在线监测所述第二调节区内混合液的氨氮和亚硝浓度。
优选地，所述缺氧区搅拌器设于所述缺氧区中部，用于所述缺氧区内污泥混合液的混合搅拌，所述生物膜填料设于所述缺氧区内部，用于附着厌氧氨氧化菌，所述出水管设于所述缺氧区右侧壁下部，用于将污泥混合液输送至所述沉淀池。
优选地，所述沉淀池进水管设于所述沉淀池左侧壁下部，所述沉淀池进水管与所述半亚硝化-厌氧氨氧化一体化反应器的出水管相连，用于将污泥混合液输送至所述沉淀池，所述沉淀池出水管设于所述沉淀池右侧壁上部，用于排放上清液即处理后的出水，所述沉淀池污泥回流管设于所述沉淀池底部，用于将沉淀后的污泥回流至所述半亚硝化-厌氧氨氧化一体化反应器厌氧区，所述污泥回流泵与所述沉淀池污泥回流管相连，用于为污泥回流提供动力，所述剩余污泥排放管设于所述沉淀池底部右侧，用于排放剩余污泥及污泥龄的控制。
同步除磷的半亚硝化-厌氧氨氧化一体化脱氮方法，包括以下步骤：
S1：污泥接种，在所述半亚硝化-厌氧氨氧化一体化反应器投加污水处理厂活性污泥，使所述活性污泥的浓度达到5000mg/L-6000mg/L；在所述半亚硝化-厌氧氨氧化一体化反应器的缺氧区中投加已附着厌氧氨氧化菌的填料，使填充率达到50%。
S2：反应器运行及控制，通过所述一体化反应器进水管通入城市污水，控制进水流量使所述厌氧区水力停留时间为1-2h，所述好氧区水力停留时间为2-3h，所述第一调节区水力停留时间1-1.5h，所述第二调节区水力停留时间1-1.5h，所述缺氧区水力停留时间为3-5h，所述沉淀池水力停留时间为2-3h；调节所述好氧区空气阀控制所述好氧区溶解氧浓度在4-6mg/L；通过所述第一调节区在线监测装置监测所述第一调节区污水中的氨氮和亚硝浓度，当亚硝浓度与氨氮浓度的比值低于1.2:1时，关闭所述第一调节区搅拌器，开启并调节所述第一调节区空气阀，并使所述第一调节区内溶解氧浓度在4-6mg/L；当亚硝浓度与氨氮浓度的比值高于1.4:1时，关闭所述第一调节区空气阀，并开启所述第一调节区搅拌器，使所述第一调节区处于缺氧搅拌状态，通过所述第二调节区在线监测装置监测所述第二调节区污水中的氨氮和亚硝浓度，当亚硝浓度与氨氮浓度的比值低于1.2:1时，关闭所述第二调节区搅拌器，开启并调节所述第一调节区空气阀，并使所述第二调节区内溶解氧浓度在4-6mg/L；当亚硝浓度与氨氮浓度的比值高于1.4:1时，关闭所述第二调节区空气阀，并开启所述第一调节区搅拌器，使所述第二调节区处于缺氧搅拌状态，通过控制所述污泥回流泵使污泥回流比为100%-150%，通过调节剩余污泥排放控制活性污泥的污泥龄为4-6d。
本发明提供了同步除磷的半亚硝化-厌氧氨氧化一体化脱氮装置与方法，其具备的有益效果如下：
1、本发明在同一反应器实现了城市污水中有机物的去除、自养脱氮和生物除磷，与现有城市污水厌氧氨氧化工艺相比，工艺流程简洁，基建费用低，操作简单，且无需投加化学除磷药剂，运行成本低。
2、本发明通过合理的功能分区，分别为厌氧释磷、好氧吸磷、好氧氨氧化和厌氧氨氧化等代谢过程提供适宜的环境条件，能够保证较高的微生物活性，提高系统脱氮除磷性能。
3、本发明通过控制较短的污泥龄和亚硝化过程中一定的剩余氨氮浓度，能够有效抑制亚硝酸盐氧化菌的增殖及活性，与现有城市污水厌氧氨氧化工艺相比，系统稳定性更高。
4、本发明中，后置缺氧区存在生物膜和活性污泥两种污泥形式，生物膜中厌氧氨氧化菌自养脱氮产生的少量硝酸盐可被活性污泥中的反硝化菌利用胞内碳源同步去除，能够进一步提高总氮去除率，提高出水水质。
5、本发明的工艺形式有利于现有污水处理厂尤其A2/O工艺的升级改造，具备应用潜力和推广价值。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图中：1、半亚硝化-厌氧氨氧化一体化反应器；1.1、厌氧区；1.2、好氧区；1.3、第一调节区；1.4、第二调节区；1.5、缺氧区；1.1.1、一体化反应器进水管；1.1.2、污泥回流管；1.1.3、厌氧区搅拌器；1.2.1、好氧区曝气头；1.2.2、好氧区空气阀；1.3.1、第一调节区曝气头；1.3.2、第一调节区空气阀；1.3.3、第一调节区搅拌器；1.3.4、第一调节区在线监测装置；1.4.1、第二调节区曝气头；1.4.2、第二调节区空气阀；1.4.3、第二调节区搅拌器；1.4.4、第二调节区在线监测装置；1.5.1、缺氧区搅拌器；1.5.2、生物膜填料；1.5.3、出水管；2、沉淀池；2.1、沉淀池进水管；2.2、沉淀池出水管；2.3、沉淀池污泥回流管；2.4、污泥回流泵；2.5、剩余污泥排放管。
具体实施方式
本发明实施例提供同步除磷的半亚硝化-厌氧氨氧化一体化脱氮装置。
请参阅图1，包括：半亚硝化-厌氧氨氧化一体化反应器1及沉淀池2，半亚硝化-厌氧氨氧化一体化反应器1前端与污水源相连，半亚硝化-厌氧氨氧化一体化反应器1的尾端与沉淀池2相连；
半亚硝化-厌氧氨氧化一体化反应器1沿水流方向由隔板分为厌氧区1.1、好氧区1.2、第一调节区1.3、第二调节区1.4和缺氧区1.5；
厌氧区1.1包括一体化反应器进水管1.1.1、污泥回流管1.1.2和厌氧区搅拌器1.1.3；
好氧区1.2包括好氧区曝气头1.2.1和好氧区空气阀1.2.2；
第一调节区1.3包括第一调节区曝气头1.3.1、第一调节区空气阀1.3.2、第一调节区搅拌器1.3.3和第一调节区在线监测装置1.3.4；
第二调节区1.4包括第二调节区曝气头1.4.1、第二调节区空气阀1.4.2、第二调节区搅拌器1.4.3和第二调节区在线监测装置1.4.4；
缺氧区1.5包括缺氧区搅拌器1.5.1、生物膜填料1.5.2和出水管1.5.3；
沉淀池2包括沉淀池进水管2.1、沉淀池出水管2.2、沉淀池污泥回流管2.3、污泥回流泵2.4和剩余污泥排放管2.5。
一体化反应器进水管1.1.1设于厌氧区1.1左侧壁上部，污泥回流管1.1.2设于厌氧区1.1左侧壁下部，并与污泥回流泵2.4相连，厌氧区搅拌器1.1.3设于厌氧区1.1中部。
好氧区曝气头1.2.1设于好氧区1.2底部，好氧区空气阀1.2.2设于好氧区曝气头1.2.1与空压机1.6之间。
第一调节区曝气头1.3.1设于第一调节区1.3底部，第一调节区空气阀1.3.2设于第一调节区曝气头1.3.1与空压机1.6之间，第一调节区搅拌器1.3.3设于第一调节区1.3中部，第一调节区在线监测装置1.3.4设于第一调节区1.3上部。
第二调节区曝气头1.4.1设于第二调节区1.4底部，第二调节区空气阀1.4.2设于第二调节区曝气头1.4.1与空压机1.6之间，第二调节区搅拌器1.4.3设于第二调节区1.4中部，第二调节区在线监测装置1.4.4设于第二调节区1.4上部。
缺氧区搅拌器1.5.1设于缺氧区1.5中部，生物膜填料1.5.2设于缺氧区1.5内部，出水管1.5.3设于缺氧区1.5右侧壁下部。
沉淀池进水管2.1设于沉淀池2左侧壁下部，沉淀池进水管2.1与半亚硝化-厌氧氨氧化一体化反应器1的出水管1.5.3相连，沉淀池出水管2.2设于沉淀池2右侧壁上部，沉淀池污泥回流管2.3设于沉淀池2底部，污泥回流泵2.4与沉淀池污泥回流管2.3相连，剩余污泥排放管2.5设于沉淀池2底部右侧。
具体的，城市污水在此污水处理装置中的处理流程为：城市污水首先通过一体化反应器进水管1.1.1进入半亚硝化-厌氧氨氧化一体化反应器1的厌氧区1.1中，在厌氧条件下聚磷菌进行厌氧释磷的同时将污水中的部分有机物以胞内储存物的形式转移到污泥相中；随后，污泥混合液依次流入半亚硝化-厌氧氨氧化一体化反应器1的好氧区1.2、第一调节区1.3和第二调节区1.4中，在好氧条件下，好氧氨氧化菌将大约一半的氨氮氧化为亚硝酸盐，同时聚磷菌完成好氧吸磷过程，污水中的磷酸盐得到去除，而污水中的有机物则在异养菌的作用下得到深度去除；随后污泥混合液流入半亚硝化-厌氧氨氧化一体化反应器1的缺氧区1.5，在无溶解氧条件下通过厌氧氨氧化菌的作用将氨氮和亚硝转化为氮气，实现自养脱氮，同时反硝化菌可利用污泥中的内碳源去除厌氧氨氧化反应产生的少量硝酸盐，进一步提高总氮去除率；最后污水通过一体化反应器出水管1.5.3流入沉淀池2，实现污泥混合液的泥水分离，沉淀后的污泥通过污泥回流管1.1.2回流至半亚硝化-厌氧氨氧化一体化反应器1的厌氧区1.1，上清液即处理后的出水则通过沉淀池出水管2.2流出，最终达到污水同步脱氮除磷的目的。
同步除磷的半亚硝化-厌氧氨氧化一体化脱氮方法，包括以下步骤：
S1：污泥接种，在半亚硝化-厌氧氨氧化一体化反应器1投加污水处理厂活性污泥，使活性污泥的浓度达到5000mg/L-6000mg/L；在半亚硝化-厌氧氨氧化一体化反应器1的缺氧区1.5中投加已附着厌氧氨氧化菌的填料，使填充率达到50%。
S2：反应器运行及控制，通过一体化反应器进水管1.1.1通入城市污水，控制进水流量使厌氧区1.1水力停留时间为1-2h，好氧区1.2水力停留时间为2-3h，第一调节区1.3水力停留时间1-1.5h，第二调节区1.4水力停留时间1-1.5h，缺氧区1.5水力停留时间为3-5h，沉淀池2水力停留时间为2-3h；调节好氧区空气阀1.2.2控制好氧区1.2溶解氧浓度在4-6mg/L；通过第一调节区在线监测装置1.3.4监测第一调节区1.3污水中的氨氮和亚硝浓度，当亚硝浓度与氨氮浓度的比值低于1.2:1时，关闭第一调节区搅拌器1.3.3，开启并调节第一调节区空气阀1.3.2，并使第一调节区1.3内溶解氧浓度在4-6mg/L；当亚硝浓度与氨氮浓度的比值高于1.4:1时，关闭第一调节区空气阀1.3.2，并开启第一调节区搅拌器1.3.3，使第一调节区1.3处于缺氧搅拌状态，通过第二调节区在线监测装置1.4.4监测第二调节区1.4污水中的氨氮和亚硝浓度，当亚硝浓度与氨氮浓度的比值低于1.2:1时，关闭第二调节区搅拌器1.4.3，开启并调节第一调节区空气阀1.4.2，并使第二调节区1.4内溶解氧浓度在4-6mg/L；当亚硝浓度与氨氮浓度的比值高于1.4:1时，关闭第二调节区空气阀1.4.2，并开启第一调节区搅拌器1.4.3，使第二调节区1.4处于缺氧搅拌状态，通过控制污泥回流泵2.4使污泥回流比为100%-150%，通过调节剩余污泥排放控制活性污泥的污泥龄为4-6d。
试验数据的参考如下：试验采用山东省青岛市某污水处理厂初沉出水作为原水，具体水质如下：COD浓度为210-330mg/L，NH4 +-N浓度为40-60mg/L，NO2 --N浓度为0-1mg/L，NO3 --N浓度为0-3mg/L，TN浓度为50-70mg/L，TP浓度为3-7mg/L。试验系统如图1所示，试验装置采用有机玻璃制成，其中半亚硝化-厌氧氨氧化一体化反应器有效容积为100L，各分区有效容积分别为：厌氧区20L，好氧区20L，第一调节区15L，第二调节区15L，缺氧区30L；沉淀池有效容积为30L。试验过程中控制进水流量恒定为10L/h。
试验结果表明：运行稳定后，系统出水COD浓度为30±5mg/L,NH4 +-N浓度为0.5±0.2mg/L，NO2 --N浓度为0.2±0.1mg/L, NO3 --N浓度为0.7±0.1mg/L，TN浓度为3.6±0.6mg/L，TP浓度为0.5±0.1mg/L。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.同步除磷的半亚硝化-厌氧氨氧化一体化脱氮装置，其特征在于，包括：半亚硝化-厌氧氨氧化一体化反应器（1）及沉淀池（2），所述半亚硝化-厌氧氨氧化一体化反应器（1）前端与污水源相连，所述半亚硝化-厌氧氨氧化一体化反应器（1）的尾端与沉淀池（2）相连；
所述半亚硝化-厌氧氨氧化一体化反应器（1）沿水流方向由隔板分为厌氧区（1.1）、好氧区（1.2）、第一调节区（1.3）、第二调节区（1.4）和缺氧区（1.5）；
所述厌氧区（1.1）包括一体化反应器进水管（1.1.1）、污泥回流管（1.1.2）和厌氧区搅拌器（1.1.3）；
所述好氧区（1.2）包括好氧区曝气头（1.2.1）和好氧区空气阀（1.2.2）；
所述第一调节区（1.3）包括第一调节区曝气头（1.3.1）、第一调节区空气阀（1.3.2）、第一调节区搅拌器（1.3.3）和第一调节区在线监测装置（1.3.4）；
所述第二调节区（1.4）包括第二调节区曝气头（1.4.1）、第二调节区空气阀（1.4.2）、第二调节区搅拌器（1.4.3）和第二调节区在线监测装置（1.4.4）；
所述缺氧区（1.5）包括缺氧区搅拌器（1.5.1）、生物膜填料（1.5.2）和出水管（1.5.3）；
所述沉淀池（2）包括沉淀池进水管（2.1）、沉淀池出水管（2.2）、沉淀池污泥回流管（2.3）、污泥回流泵（2.4）和剩余污泥排放管（2.5）。
2.根据权利要求1所述的同步除磷的半亚硝化-厌氧氨氧化一体化脱氮装置，其特征在于：所述一体化反应器进水管（1.1.1）设于所述厌氧区（1.1）左侧壁上部，所述污泥回流管（1.1.2）设于所述厌氧区（1.1）左侧壁下部，并与所述污泥回流泵（2.4）相连，所述厌氧区搅拌器（1.1.3）设于所述厌氧区（1.1）中部。
3.根据权利要求1所述的同步除磷的半亚硝化-厌氧氨氧化一体化脱氮装置，其特征在于：所述好氧区曝气头（1.2.1）设于所述好氧区（1.2）底部，所述好氧区空气阀（1.2.2）设于所述好氧区曝气头（1.2.1）与所述空压机（1.6）之间。
4.根据权利要求1所述的同步除磷的半亚硝化-厌氧氨氧化一体化脱氮装置，其特征在于：所述第一调节区曝气头（1.3.1）设于所述第一调节区（1.3）底部，所述第一调节区空气阀（1.3.2）设于所述第一调节区曝气头（1.3.1）与所述空压机（1.6）之间，所述第一调节区搅拌器（1.3.3）设于所述第一调节区（1.3）中部，所述第一调节区在线监测装置（1.3.4）设于所述第一调节区（1.3）上部。
5.根据权利要求1所述的同步除磷的半亚硝化-厌氧氨氧化一体化脱氮装置，其特征在于：所述第二调节区曝气头（1.4.1）设于所述第二调节区（1.4）底部，所述第二调节区空气阀（1.4.2）设于所述第二调节区曝气头（1.4.1）与所述空压机（1.6）之间，所述第二调节区搅拌器（1.4.3）设于所述第二调节区（1.4）中部，所述第二调节区在线监测装置（1.4.4）设于所述第二调节区（1.4）上部。
6.根据权利要求1所述的同步除磷的半亚硝化-厌氧氨氧化一体化脱氮装置，其特征在于：所述缺氧区搅拌器（1.5.1）设于所述缺氧区（1.5）中部，所述生物膜填料（1.5.2）设于所述缺氧区（1.5）内部，所述出水管（1.5.3）设于所述缺氧区（1.5）右侧壁下部。
7.根据权利要求1所述的同步除磷的半亚硝化-厌氧氨氧化一体化脱氮装置，其特征在于：所述沉淀池进水管（2.1）设于所述沉淀池（2）左侧壁下部，所述沉淀池进水管（2.1）与所述半亚硝化-厌氧氨氧化一体化反应器（1）的出水管（1.5.3）相连，所述沉淀池出水管（2.2）设于所述沉淀池（2）右侧壁上部，所述沉淀池污泥回流管（2.3）设于所述沉淀池（2）底部，所述污泥回流泵（2.4）与所述沉淀池污泥回流管（2.3）相连，所述剩余污泥排放管（2.5）设于所述沉淀池（2）底部右侧。
8.根据权利要求1所述的同步除磷的半亚硝化-厌氧氨氧化一体化脱氮方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：污泥接种，在所述半亚硝化-厌氧氨氧化一体化反应器（1）投加污水处理厂活性污泥，使所述活性污泥的浓度达到5000mg/L-6000mg/L；在所述半亚硝化-厌氧氨氧化一体化反应器（1）的缺氧区（1.5）中投加已附着厌氧氨氧化菌的填料，使填充率达到50%。
S2：反应器运行及控制,通过所述一体化反应器进水管（1.1.1）通入城市污水，控制进水流量使所述厌氧区（1.1）水力停留时间为1-2h，所述好氧区（1.2）水力停留时间为2-3h，所述第一调节区（1.3）水力停留时间1-1.5h，所述第二调节区（1.4）水力停留时间1-1.5h，所述缺氧区（1.5）水力停留时间为3-5h，所述沉淀池（2）水力停留时间为2-3h；调节所述好氧区空气阀（1.2.2）控制所述好氧区（1.2）溶解氧浓度在4-6mg/L；通过所述第一调节区在线监测装置（1.3.4）监测所述第一调节区（1.3）污水中的氨氮和亚硝浓度，当亚硝浓度与氨氮浓度的比值低于1.2:1时，关闭所述第一调节区搅拌器（1.3.3），开启并调节所述第一调节区空气阀（1.3.2），并使所述第一调节区（1.3）内溶解氧浓度在4-6mg/L；当亚硝浓度与氨氮浓度的比值高于1.4:1时，关闭所述第一调节区空气阀（1.3.2），并开启所述第一调节区搅拌器（1.3.3），使所述第一调节区（1.3）处于缺氧搅拌状态,通过所述第二调节区在线监测装置（1.4.4）监测所述第二调节区（1.4）污水中的氨氮和亚硝浓度，当亚硝浓度与氨氮浓度的比值低于1.2:1时，关闭所述第二调节区搅拌器（1.4.3），开启并调节所述第一调节区空气阀（1.4.2），并使所述第二调节区（1.4）内溶解氧浓度在4-6mg/L；当亚硝浓度与氨氮浓度的比值高于1.4:1时，关闭所述第二调节区空气阀（1.4.2），并开启所述第一调节区搅拌器（1.4.3），使所述第二调节区（1.4）处于缺氧搅拌状态，通过控制所述污泥回流泵（2.4）使污泥回流比为100%-150%，通过调节剩余污泥排放控制活性污泥的污泥龄为4-6d。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110677104.6A CN113321381A (zh) | 2021-06-18 | 2021-06-18 | 同步除磷的半亚硝化-厌氧氨氧化一体化脱氮装置与方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110677104.6A CN113321381A (zh) | 2021-06-18 | 2021-06-18 | 同步除磷的半亚硝化-厌氧氨氧化一体化脱氮装置与方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113321381A true CN113321381A (zh) | 2021-08-31 |
Family
ID=77423810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110677104.6A Pending CN113321381A (zh) | 2021-06-18 | 2021-06-18 | 同步除磷的半亚硝化-厌氧氨氧化一体化脱氮装置与方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113321381A (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120018374A1 (en) * | 2009-04-09 | 2012-01-26 | Youfeng Sun | Sewage Treatment Process and System |
| CN107381813A (zh) * | 2017-08-31 | 2017-11-24 | 北京城市排水集团有限责任公司 | 污泥分段回流强化厌氧氨氧化脱氮工艺的装置及方法 |
| CN109485152A (zh) * | 2018-12-19 | 2019-03-19 | 北京工业大学 | 一种连续流城市污水短程反硝化部分anammox深度脱氮除磷的装置与方法 |
-
2021
- 2021-06-18 CN CN202110677104.6A patent/CN113321381A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120018374A1 (en) * | 2009-04-09 | 2012-01-26 | Youfeng Sun | Sewage Treatment Process and System |
| CN107381813A (zh) * | 2017-08-31 | 2017-11-24 | 北京城市排水集团有限责任公司 | 污泥分段回流强化厌氧氨氧化脱氮工艺的装置及方法 |
| CN109485152A (zh) * | 2018-12-19 | 2019-03-19 | 北京工业大学 | 一种连续流城市污水短程反硝化部分anammox深度脱氮除磷的装置与方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2020220922A1 (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 | |
| 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 | |
| CN110143725B (zh) | 混合污泥发酵液为碳源连续流短程反硝化耦合厌氧氨氧化工艺处理城市污水装置和方法 | |
| CN110436704B (zh) | 一种基于厌氧氨氧化的城市污水处理升级改造工艺 | |
| 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 | |
| CN102515350B (zh) | 垃圾渗滤液sbr与厌氧氨氧化组合脱氮装置与方法 | |
| CN101514064B (zh) | 序批式内循环生物脱氮工艺的生物脱氮装置 | |
| 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 | |
| CN112607861B (zh) | 一种剩余污泥发酵碳源强化反硝化除磷-部分短程反硝化-厌氧氨氧化处理城市污水工艺 | |
| 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 | |
| CN101767876B (zh) | 一种厌氧-缺氧-低氧一体化反应器及其应用 | |
| CN104909520A (zh) | Mabr和mbr联用式污水处理装置及处理方法 | |
| CN113415910A (zh) | 一种铁氨氧化强化aao工艺中短程反硝化耦合厌氧氨氧化生物脱氮除磷的装置与方法 | |
| CN107963720A (zh) | 一种短程硝化耦合固体缓释碳源反硝化联用脱氮装置及方法 | |
| CN107082492B (zh) | 一种低耗连续流生活污水处理反应器及氮磷高效去除方法 | |
| CN113023872B (zh) | 同步短程硝化反硝化-厌氧氨氧化耦合反硝化实现生活污水脱氮的装置与方法 | |
| CN112125396A (zh) | 一种厌氧氨氧化强化市政污水脱氮除磷系统及方法 | |
| CN113428979A (zh) | 基于生物膜的两段式强化pdamox工艺同步处理硝酸盐废水和生活污水的装置和方法 | |
| CN114180715B (zh) | 连续流短程反硝化耦合厌氧氨氧化强化菌群富集的装置和方法 | |
| CN205328793U (zh) | Mabr和mbr联用式污水处理装置 | |
| CN214399974U (zh) | 一种无污泥回流的折流式活性污泥生物脱氮设备 | |
| CN111825216A (zh) | 处理高cod高氨氮废水的系统及工艺 | |
| CN106006974A (zh) | 短程硝化-反硝化除磷耦合装置及方法 | |
| CN115477388A (zh) | 一种硝酸铵废水处理装置及其方法 | |
| CN205398228U (zh) | 一种高氨氮低c/n比废水处理系统 |
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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210831 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |