CN114735814A - 一种电厂循环冷却水浓水与城市污水同步脱氮的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及污水处理领域，公开了一种电厂循环冷却水浓水与城市污水同步脱氮的方法。利用城市污水中含有的有机物作为电子供体，对电厂循环冷却水浓水中的硝态氮进行短程反硝化反应，产生厌氧氨氧化所需要的亚硝态氮，再与城市污水中原本含有的氨氮一起进行厌氧氨氧化反应，实现同步脱氮的目的。对城市污水进行强化初沉预处理，通过调节强化初沉预处理过程絮凝剂的投加量和城市污水与电厂循环冷却水浓水的流量比例，调控混合后污水中的有机物与氮的比例、硝态氮与氨氮的比例，实现电厂循环冷却水浓水与城市污水的高效厌氧氨氧化深度脱氮，无需额外投加碳源，极大的降低了运行成本。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理领域，具体地涉及一种电厂循环冷却水浓水与城市污水同步脱氮的方法。
背景技术
目前，发电厂经常采用污水深度处理后形成的再生水作为循环冷却水系统的补水(补水是指将经过处理后的污水输送至企业用作循环冷却水系统的补充水)，通常在产生的循环冷却水浓水中含有较高浓度的硝态氮，如果不经过脱氮处理直接排放到环境中会导致水体富营养化现象。传统生物反硝化工艺去除循环冷却水浓水中的硝态氮时，需要大量的外加碳源。因此，为了降低污水处理成本，人们希望能够将循环冷却水浓水与城市污水一起处理，但由于排放标准的日益提高，城市污水的生物脱氮处理过程也经常需要外加碳源，如果与电厂循环冷却水浓水一起处理，则需要更多的外加碳源。
短程反硝化耦合厌氧氨氧化作为一种新兴的高效深度脱氮技术，可利用较少的碳源将硝态氮转化为亚硝态氮，亚硝态氮再与氨氮在厌氧氨氧化菌的作用下生成氮气实现深度脱氮。该工艺相较于传统的全程反硝化工艺可以节约约60％的碳源。因此，采用短程反硝化耦合厌氧氨氧化技术，利用城市污水中的有机物将循环冷却水浓水中的硝态氮还原为亚硝态氮，亚硝态氮再与城市污水中的氨氮进行厌氧氨氧化反应，可在无外加碳源的情况下实现电厂循环冷却水浓水与城市污水同步深度脱氮。
进一步地讲，一段式短程反硝化厌氧氨氧化工艺具有节省投资和运行费用及反应效率高等突出优势，但采用一段式短程反硝化耦合厌氧氨氧化工艺对电厂循环冷却水浓水和城市污水进行同步深度脱氮时，需要平衡进水COD/NO3 --N和NO3 --N/NH4 +-N的比例，以提供稳定的亚硝态氮。现有的处理方法均存在上述不足。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种电厂循环冷却水浓水与城市污水同步脱氮的方法。
本发明的一种电厂循环冷却水浓水与城市污水同步脱氮的方法，包括以下步骤：
S1:对城市污水进行强化初沉预处理以去除固体悬浮物和部分有机物；
S2:将S1步骤中经过强化初沉预处理的城市污水与电厂循环冷却水浓水混合进行短程反硝化耦合厌氧氨氧化反应，同步去除城市污水中的氨氮和有机物与电厂循环冷却水浓水中的硝态氮，以完成城市污水与电厂循环冷却水浓水的深度脱氮。
优选的，S1步骤中，利用絮凝剂对城市污水进行强化初沉预处理，以去除城市污水中的固体悬浮物。
优选的，通过调节城市污水强化初沉预处理时絮凝剂的投加量及/或城市污水与电厂循环冷却水浓水两股水的流量比例，调控混合后水中有机物和氮的比例、硝态氮和氨氮的比例。
优选的，S2步骤在一段式短程反硝化耦合厌氧氨氧化反应器内进行，S2步骤中，在城市污水与电厂循环冷却水浓水混合后，利用厌氧氨氧化菌和短程反硝化菌对混合水进行处理，短程反硝化菌利用混合水中的有机物将硝态氮转化为亚硝态氮，厌氧氨氧化菌利用短程反硝化菌产生的亚硝态氮和混合水中的氨氮进行厌氧氨氧化，生成氮气，以同步去除城市污水中的有机物和氨氮及电厂循环冷却水浓水中的硝态氮，得到短程反硝化耦合厌氧氨氧化出水，以同步完成污水与浓水的深度脱氮。
优选的，S1步骤前，所述城市污水中氨氮的浓度为30-80mg/L，有机物的浓度为150-400mg/L，所述电厂循环冷却水浓水中硝态氮浓度为60-80mg/L，S2步骤后，氨氮的浓度为30-80mg/L，有机物浓度为75-200mg/L。
优选的，经S1步骤后，COD/NO3 --N为2.5-3.0，NO3 --N/NH4 +-N为1.0-1.3。
优选的，S1步骤在强化初沉池内进行。
本发明的有益效果在于，通过将经过强化初沉的城市污水和电厂循环冷却水浓水进行混合，利用城市污水中含有的有机物作为短程反硝化的电子供体，对电厂循环冷却水浓水中的硝态氮进行短程反硝化反应，产生厌氧氨氧化所需要的亚硝态氮，再与城市污水中原本含有的氨氮一起进行厌氧氨氧化反应，实现同步脱氮的目的。对城市污水进行强化初沉预处理，通过调节强化初沉预处理过程加药量和城市污水与电厂循环冷却水浓水的流量比例，调控混合后污水中的有机物与氮的比例、硝态氮与氨氮的比例，实现电厂循环冷却水浓水与城市污水的高效厌氧氨氧化深度脱氮，无需额外投加碳源，极大的降低了运行成本。同时，本发明方法简单易行，不需要额外投入有机物或其他电子供体来进行深度脱氮，经济效益显著。并且通过引入城市污水以提供短程反硝化所需的碳源和氨氮，可有效实现电厂循环冷却水浓水与城市污水同步脱氮除碳，节约成本，综合效益显著。
附图说明
图1是本发明的一种实施方式的工艺流程示意图；
图2是本发明的另一种实施方式的水质变化示意图；
图3是本发明的另一种实施方式的水质变化示意图。
具体实施方式
本发明的一种电厂循环冷却水浓水与城市污水同步脱氮的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1:对城市污水进行强化初沉预处理以去除固体悬浮物和部分有机物；S2:将S1步骤中经过强化初沉预处理的城市污水与电厂循环冷却水浓水混合进行短程反硝化耦合厌氧氨氧化反应，同步去除城市污水中的氨氮和有机物与电厂循环冷却水浓水中的硝态氮，以完成城市污水与电厂循环冷却水浓水的深度脱氮。
优选的，S1步骤中，利用絮凝剂对城市污水进行强化初沉预处理，以去除城市污水中的固体悬浮物。更近一步地说，通过调节城市污水强化初沉预处理时絮凝剂的投加量及/或城市污水与电厂循环冷却水浓水两股水的流量比例，调控混合后水中有机物和氮的比例、硝态氮和氨氮的比例。
优选的，S2步骤在一段式短程反硝化耦合厌氧氨氧化反应器内进行，S2步骤中，在城市污水与电厂循环冷却水浓水混合后，利用厌氧氨氧化菌和短程反硝化菌对混合水进行处理，短程反硝化菌利用混合水中的有机物将硝态氮转化为亚硝态氮，厌氧氨氧化菌利用短程反硝化菌产生的亚硝态氮和混合水中的氨氮进行厌氧氨氧化，生成氮气，以同步去除城市污水中的有机物和氨氮及电厂循环冷却水浓水中的硝态氮，得到短程反硝化耦合厌氧氨氧化出水，以同步完成污水与浓水的深度脱氮，出水可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918-2002)》中的一级A标准。
优选的，S1步骤前，所述城市污水中氨氮的浓度为30-80mg/L，有机物的浓度为150-400mg/L，所述电厂循环冷却水浓水中硝态氮浓度为60-80mg/L，S2步骤后，氨氮的浓度为30-80mg/L，有机物浓度为75-200mg/L。
优选的，经S1步骤后，COD/NO3 --N为2.5-3.0，NO3 --N/NH4 +-N为1.0-1.3。
优选的，S1步骤在强化初沉池内进行。
实施方式一
本实施方式中，待处理的城市污水中有机物浓度为150-240mg/L，氨氮浓度为30-50mg/L，待处理的电厂循环冷却水浓水中硝态氮浓度为60-80mg/L。具体操作流程如图2所示，包括如下步骤：
1、在强化初沉池中，加入絮凝剂，利用絮凝剂对城市污水进行强化初沉，除去固体悬浮物，经过预处理的城市污水中含有氨氮和有机物，氨氮浓度为30-50mg/L，有机物浓度为75-120mg/L。
2、将经过强化初沉的城市污水与电厂循环冷却水浓水进行混合，两股水的流量按照两种具体的水质进行控制后，进入一段式短程反硝化耦合厌氧氨氧化反应器中，进行短程反硝化耦合厌氧氨氧化反应。短程反硝化将电厂循环冷却水浓水中的硝态氮还原成亚硝态氮，厌氧氨氧化将所述由短程反硝化产生的亚硝态氮和城市污水中的氨氮反应生成氮气，实现电厂循环冷却水浓水与城市污水的同步脱氮。
短程反硝化的反应方程式为：
1.32NO3-+0.55CH3COO-+0.088NH4+→1.32NO2-+0.088C5H7NO2+0.66HCO3-+0.198H++0.264H2O
厌氧氨氧化的反应方程式为：
NH4++1.32NO2-+0.066HCO3-+0.13H+→1.02N2+0.26NO3-+0.066CH2O0.5N0.5+2.03H2O
本实施方式对电厂循环冷却水浓水与城市污水的水质进行了相应的分析。将经过强化初沉的城市污水和电厂循环冷却水浓水进行混合，利用城市污水中含有的有机物为短程反硝化提供电子供体，产生厌氧氨氧化过程所需的亚硝态氮，城市污水为厌氧氨氧化提供氨氮，满足厌氧氨氧化的底物需求，实现两种废水的同步脱氮。本实施案例中通过将100％经过强化初沉的城市污水和50-75％的电厂循环冷却水浓水进行混合，当出水中氨氮的浓度超过5mg/L时就增加电厂循环冷却水的流量，无需额外投入碳源，可以实现深度脱氮，有效降低了运行成本。
实施方式二
本实施方式中，待处理的城市污水中有机物浓度为240-400mg/L，氨氮浓度为50-80mg/L，待处理的电厂循环冷却水浓水中硝态氮浓度为60-80mg/L。具体操作流程如图3所示，包括如下步骤：
1、在强化初沉池中，加入絮凝剂，利用絮凝剂对城市污水进行强化初沉，除去固体悬浮物，经过预处理的城市污水中含有氨氮和有机物，氨氮浓度为50-80mg/L，有机物浓度为120-200mg/L。
2、将经过强化初沉的城市污水与电厂循环冷却水浓水进行混合，两股水的流量按照两种具体的水质进行控制后，进行短程反硝化耦合厌氧氨氧化反应。短程反硝化将电厂循环冷却水浓水中的硝态氮还原成亚硝态氮，厌氧氨氧化将所述由短程反硝化产生的亚硝态氮和城市污水中的氨氮反应生成氮气，实现电厂循环冷却水浓水与城市污水的同步脱氮。
短程反硝化的反应方程式为：
1.32NO3-+0.55CH3COO-+0.088NH4+→1.32NO2-+0.088C5H7NO2+0.66HCO3-+0.198H++0.264H2O
厌氧氨氧化的反应方程式为：
NH4++1.32NO2-+0.066HCO3-+0.13H+→1.02N2+0.26NO3-+0.066CH2O0.5N0.5+2.03H2O
本实施方式对电厂循环冷却水浓水与城市污水的水质进行了相应的分析。通过将经过强化初沉的城市污水和电厂循环冷却水浓水进行混合，利用城市污水中含有的有机物为短程反硝化提供电子供体，产生厌氧氨氧化过程所需的亚硝态氮，城市污水为厌氧氨氧化提供氨氮，满足厌氧氨氧化的底物需求，实现两种废水的同步脱氮。本实施案例中通过将100％经过强化初沉的城市污水和75-130％的电厂循环冷却水浓水进行混合，当出水中氨氮的浓度超过5mg/L时就增加电厂循环冷却水的流量，无需额外投入碳源，可以实现深度脱氮，有效降低了运行成本。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种电厂循环冷却水浓水与城市污水同步脱氮的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1:对城市污水进行强化初沉预处理以去除固体悬浮物和部分有机物；
S2:将S1步骤中经过强化初沉预处理的城市污水与电厂循环冷却水浓水混合进行短程反硝化耦合厌氧氨氧化反应，同步去除城市污水中的氨氮和有机物与电厂循环冷却水浓水中的硝态氮，以完成城市污水与电厂循环冷却水浓水的深度脱氮。
2.根据权利要求1所述的一种电厂循环冷却水浓水与城市污水同步脱氮的方法，其特征在于，S1步骤中，利用絮凝剂对城市污水进行强化初沉预处理，以去除城市污水中的固体悬浮物。
3.根据权利要求2所述的一种电厂循环冷却水浓水与城市污水同步脱氮的方法，其特征在于，通过调节城市污水强化初沉预处理时絮凝剂的投加量及/或城市污水与电厂循环冷却水浓水两股水的流量比例，调控混合后水中有机物和氮的比例、硝态氮和氨氮的比例。
4.根据权利要求1所述的一种电厂循环冷却水浓水与城市污水同步脱氮的方法，其特征在于，S2步骤在一段式短程反硝化耦合厌氧氨氧化反应器内进行，S2步骤中，在城市污水与电厂循环冷却水浓水混合后，利用厌氧氨氧化菌和短程反硝化菌对混合水进行处理，短程反硝化菌利用混合水中的有机物将硝态氮转化为亚硝态氮，厌氧氨氧化菌利用短程反硝化菌产生的亚硝态氮和混合水中的氨氮进行厌氧氨氧化，生成氮气，以同步去除城市污水中的有机物和氨氮及电厂循环冷却水浓水中的硝态氮，得到短程反硝化耦合厌氧氨氧化出水，以同步完成污水与浓水的深度脱氮。
5.根据权利要求1所述的一种电厂循环冷却水浓水与城市污水同步脱氮的方法，其特征在于，S1步骤前，所述城市污水中氨氮的浓度为30-80mg/L，有机物的浓度为150-400mg/L，所述电厂循环冷却水浓水中硝态氮浓度为60-80mg/L，S2步骤后，氨氮的浓度为30-80mg/L，有机物浓度为75-200mg/L。
6.根据权利要求1所述的一种电厂循环冷却水浓水与城市污水同步脱氮的方法，其特征在于，经S1步骤后，COD/NO3 --N为2.5-3.0，NO3 --N/NH4 +-N为1.0-1.3。
7.根据权利要求1所述的一种电厂循环冷却水浓水与城市污水同步脱氮的方法，其特征在于，S1步骤在强化初沉池内进行。
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