CN115093025A - 羟胺投加实现连续流aoa工艺短程硝化处理城市污水深度脱氮的控制装置和控制方法 - Google Patents
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Abstract
羟胺投加实现连续流AOA工艺短程硝化处理城市污水深度脱氮的控制装置和控制方法，属于污水处理领域。该装置主要包括污水原水箱、AOA生物反应器、沉淀池、加药装置和控制装置。通过对系统好氧区产生的硝态氮和亚硝态氮进行实时的监测来启动加药泵向AOA生物反应器的好氧区中连续投加盐酸羟胺溶液，利用羟胺对于氨氧化菌(AOB)和亚硝酸盐氧化菌(NOB)活性抑制效果的不同，使硝化过程中AOB活性高于NOB活性，实现好氧区亚硝酸盐的积累，维持好氧区短程硝化的稳定；最终在基于后置反硝化的AOA系统中实现城市污水的深度脱氮甚至完全脱氮。本发明能够在极低进水负荷下实现稳定短程硝化，符合我国绝大部分地区的工程应用情况。
Description
技术领域
本发明属于污水生物处理技术领域，具体涉及羟胺投加实现连续流AOA工艺短程硝化处理城市污水深度脱氮的控制装置和控制方法。
背景技术
随着社会经济的发展，人民生活水平的提高，水环境污染问题日益突出，而由氮磷等营养元素过量排放所造成的水体富营养化又是水污染问题中的主要问题之一，而生物处理则是城市污水处理厂氮素去除唯一经济高效的选择。
传统生物脱氮工艺包括硝化过程和反硝化过程，其中硝化反应由氨氧化菌(AOB)和亚硝酸盐氧化菌(NOB)分步将氨氮氧化亚硝态氮，再将亚硝态氮氧化成硝态氮，整个过程需要大量氧气供给，而在反硝化过程中，反硝化菌将硝态氮还原成亚硝态氮再进一步生成氮气，整个过程需要消耗大量碳源。因此，传统生物脱氮工艺不仅能耗巨大，而且由于原水中碳源供给不足，对于氮素的去除效率往往难以满足要求。
短程硝化旨在抑制NOB的活性以将硝化反应控制在亚硝态氮产生的阶段，避免多余的曝气能耗和碳源消耗。实现短程硝化的方法主要有DO控制、温度控制、低SRT、FA/FNA抑制等，然而在实际城市污水处理厂中水质水量波动较大，往往难以通过这些方法实现。
羟胺作为一种硝化反应的中间产物，可以有效地抑制NOB的活性，实现短程硝化。在处理低浓度城市污水的连续流系统中通过投加羟胺实现短程硝化，可以节省曝气能耗，减少碳源投加，降低运行成本，且基于后置反硝化的生物脱氮流程可以实现污水中无机氮的完全去除。
发明内容
本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：
羟胺投加实现连续流AOA工艺短程硝化处理城市污水深度脱氮的控制装置，其特征在于：
包括污水原水箱(1)、AOA生物反应器(2)、二沉池(3)、加药装置(4)和控制系统(5)组成；AOA生物反应器(2)顺次包括厌氧区(2.1)、好氧一区(2.2.1)、好氧二区(2.2.2)和缺氧区(2.3)；污水原水箱(1)通过进水泵(1.1)与厌氧区(2.1)连接，厌氧区(2.1)、好氧一区(2.2.1)、好氧二区(2.2.2)和缺氧区(2.3)顺次连接，缺氧区(2.3)经溢流管(2.8)与二沉池(3)连接；二沉池(3)底部通过第一污泥回流泵(3.1)与厌氧区初始端(2.1)连接，二沉池(3)底部通过第二污泥回流泵(3.2)与缺氧区(2.3)初始端连接，二沉池(3)出水经排水管(3.3)排放，定期从排泥管(3.4)排泥；AOA生物反应器(2)中厌氧区(2.1)、缺氧区(2.3)均装有搅拌器(2.4)，曝气泵(2.5)通过转子流量计(2.6)与曝气盘(2.7)连接分别向好氧一区(2.2.1)和好氧二区(2.2.2)供入氧气，硝态氮测定仪(2.9)和亚硝态氮测定仪(2.10)被安装在好氧二区(2.2.2)；加药装置(4)包括溶解罐(4.1)、药剂搅拌器(4.2)和加药泵(4.3)，盐酸羟胺溶液通过加药泵(4.3)投加进入AOA生物反应器(2)的好氧一区(2.2.1)，在投加期间，药剂搅拌器(4.2)持续搅拌保持溶解罐(4.1)中的溶液均匀；计算机(5.1)通过以太网与PLC控制器相连，使控制箱(5.2)完成对药剂搅拌器(4.2)和加药泵(4.3)启闭的在线控制。
AOA工艺启动包括以下步骤：
1)首先在AOA生物反应器中接种絮体污泥，混合液悬浮固体浓度(MLSS)为2500-4500mg/L；
2)在常温条件下启动装置，进水氨氮容积负荷应控制在45-60g/(m3·d)，AOA生物反应器(2)的水力停留时间控制在10-16h；生活污水由污水原水箱(1)经第一进水泵(1.1)进入AOA生物反应器(2)的厌氧区(2.1)，同时进入的还有来自二沉池(3)底部经第一污泥回流泵(3.1)抽回的部分回流污泥，回流比为50％～100％，另一部分回流污泥由二沉池(3)底部经第二污泥回流泵(3.2)进入厌氧区(2.1)，回流比为50％～150％；
3)厌氧/好氧/缺氧容积比为1:1:2；泥水混合液流经厌氧区(2.1)，混合液中的聚磷菌进行厌氧释磷，聚糖菌在厌氧条件下储存内碳源；泥水混合液依次流经好氧一区(2.2.1)和好氧二区(2.2.2)，通过转子流量计(2.7)控制好氧区(2.2)溶解氧浓度为0.5-1.5mg/L；絮体污泥中的聚磷菌进行好氧吸磷，絮体污泥中的氨氧化菌(AOB)和亚硝酸盐氧化菌(NOB)分步将氨氮氧化成为硝态氮；泥水混合液从好氧二区(2.2.2)进入缺氧区(2.3)，同来自二沉池(3)底部经第二污泥回流泵(3.2)抽回的部分回流污泥进行混合，缺氧区(2.3)的混合液中的聚糖菌利用储存在胞内的内碳源对好氧区(2.2)产生的硝氮进行内源反硝化产生氮气，实现污水中氮素的去除；
4)混合液从缺氧区(2.4)通过溢流管(2.8)进入二沉池(3)，实现泥水分离的目的，二沉池(3)中的上清液经排水管(3.3)排放，定期通过排泥管(3.4)从二沉池底部进行排泥，保持分段进水AOA生物反应器(2)内平均混合液悬浮固体浓度(MLSS)为2500-4500mg/L，污泥龄控制在15-30d。
5)当AOA生物反应器(2)总氮去除负荷达到32-42g/(m3·d)，或者总氮去除率稳定达到65％以上时视为AOA工艺启动成功；
AOA工艺短程硝化过程的在线控制包括以下步骤：
1)向溶解罐(4.1)中加入盐酸羟胺和蒸馏水，并开启药剂搅拌器(4.2)，配置成盐酸羟胺母液，调节加药泵(4.3)的流量使好氧一区(2.2.1)中混合后的初始羟胺浓度为2.5-4mg/L，单次投加持续时间和AOA生物反应器(2.2)的水力停留时间一致；
2)维持AOA生物反应器(2)水力停留时间、好氧一区(2.2.1)好氧二区(2.2.2)溶解氧以及污泥龄不变，硝态氮测定仪(2.9)和亚硝态氮测定仪(2.10)在线监测并实时显示好氧二区(2.2.2)内混合液的硝态氮质量浓度和亚硝态氮质量浓度，该测定值经通讯传输至控制箱(5.2)后，在控制程序中进行计算对比分析，若计算得出的亚硝态氮质量浓度测定值＜硝态氮质量浓度测定值的4倍，则该信号经转化输出至药剂搅拌器(4.2)和加药泵(4.3)，使羟胺溶液连续投加进入好氧一区(2.2.1)；若计算得出的亚硝态氮质量浓度测定值≥硝态氮质量浓度测定值的4倍，则控制程序不执行任何程序；
3)在药剂搅拌器(4.2)和加药泵(4.3)启动后的一个AOA生物反应器(2)水力停留时间内以及药剂搅拌器(4.2)和加药泵(4.3)关闭后的一个AOA生物反应器(2)水力停留时间内，硝态氮测定仪(2.9)和亚硝态氮测定仪(2.10)处于离线状态，不进行在线监测，控制程序不对系统运行进行判断；在加药装置(4)停止运行且AOA生物反应器(2)继续运行一个水力停留时间之后，硝态氮测定仪(2.9)和亚硝态氮测定仪(2.10)重新开始进行在线监测，传输测定值至控制箱(5.2)；
4)在好氧二区(2.2.2)亚硝态氮浓度≥硝态氮浓度的4倍持续7天的情况下，可以将进水氨氮容积负荷提升至75-90g/(m3·d)；当AOA生物反应器(2)总氮去除负荷达到60-75g/(m3·d)，或者系统总氮去除率稳定达到85％以上时视为该装置及控制方法应用成功；
5)维持AOA生物反应器(2)水力停留时间为10-16h、好氧一区(2.2.1)好氧二区(2.2.2)溶解氧为0.5-1.5mg/L、以及系统污泥龄15-30d不变，并保持在亚硝态氮质量浓度测定值低于4倍硝态氮质量浓度测定值时加药系统(4)进行羟胺投加使好氧一区(2.2.1)混合后的初始羟胺浓度为2.5-4mg/L，继续运行。
本发明具有以下优势：
1)本系统通过在线监测控制实现系统中的短程硝化过程，自动化程度高，运营管理方便，且在长期运行中短程硝化效果维持稳定；
2)推流式的运行方式，更符合绝大多数城市污水处理厂的使用习惯，处理符合高，操作方便，有利于发明后续的推广应用；
3)本系统属于后置反硝化脱氮工艺，其脱氮原理基于内源反硝化，理论上可以实现污水中氮素的完全去除，且相较于前置反硝化脱氮工艺，其污泥产率更低；
4)羟胺作为一种工业用品，用途广泛，廉价易得；适量添加的情况下出水中不会有羟胺的残留，不会对环境造成二次污染。
附图说明
图1为羟胺投加实现连续流AOA工艺短程硝化处理城市污水深度脱氮的控制装置；
图2为羟胺投加实现连续流AOA工艺短程硝化处理城市污水深度脱氮的控制策略。
图1中：1——污水原水箱、2——AOA生物反应器、3——二沉池、4——加药装置、5——控制系统；1.1——进水泵；2.1——厌氧区、2.2——好氧区、2.3——缺氧区、2.4——搅拌器、2.5——曝气泵、2.6——转子流量计、2.7——曝气盘、2.8——溢流管、2.9——硝态氮测定仪、2.10——亚硝态氮测定仪；3.1——第一污泥回流泵、3.2——第二污泥回流泵、3.3——排水管、3.4——排泥管；4.1——溶解罐、4.2——搅拌器、4.3——加药泵；5.1——计算器、5.2——控制柜。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面结合附图详细说明本发明的实施方案。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
应当理解的是，在本发明中采用属于术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开，实际使用时这些信息不应限于这些术语。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称作为“第二”信息，“第二”信息也可以被称作为“第一”信息。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
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文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明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，不是旨在于限制本发明。
请参阅图1所示，本发明一实例提供了一种羟胺投加实现连续流AOA工艺短程硝化处理城市污水深度脱氮的控制装置和控制方法。
一种羟胺投加实现连续流AOA工艺短程硝化处理城市污水深度脱氮的控制装置和控制方法，其特征在于：包括污水原水箱(1)、AOA生物反应器(2)、二沉池(3)、加药装置(4)和控制系统(5)组成；AOA生物反应器(2)顺次包括厌氧区(2.1)、好氧一区(2.2.1)、好氧二区(2.2.2)和缺氧区(2.3)；污水原水箱(1)通过进水泵(1.1)与厌氧区(2.1)连接，厌氧区(2.1)、好氧一区(2.2.1)、好氧二区(2.2.2)和缺氧区(2.3)顺次连接，缺氧区(2.3)经溢流管(2.8)与二沉池(3)连接；二沉池(3)底部通过第一污泥回流泵(3.1)与厌氧区初始端(2.1)连接，二沉池(3)底部通过第二污泥回流泵(3.2)与缺氧区(2.3)初始端连接，二沉池(3)出水经排水管(3.3)排放，定期从排泥管(3.4)排泥；AOA生物反应器(2)中厌氧区(2.1)、缺氧区(2.3)均装有搅拌器(2.4)，曝气泵(2.5)通过转子流量计(2.6)与曝气盘(2.7)连接分别向好氧一区(2.2.1)和好氧二区(2.2.2)供入氧气，硝态氮测定仪(2.9)和亚硝态氮测定仪(2.10)被安装在好氧二区(2.2.2)；加药装置(4)包括溶解罐(4.1)、药剂搅拌器(4.2)和加药泵(4.3)，盐酸羟胺溶液通过加药泵(4.3)投加进入AOA生物反应器(2)的好氧一区(2.2.1)，在投加期间，药剂搅拌器(4.2)持续搅拌保持溶解罐(4.1)中的溶液均匀；计算机(5.1)通过以太网与PLC控制器相连，使控制箱(5.2)完成对药剂搅拌器(4.2)和加药泵(4.3)启闭的在线控制。
本实施例中，污水处理量为100m3/d。
(1)参数设计：
1)以广东省中山市某污水处理厂旋流沉砂池出水为处理对象，进水水质参数参见表1所示，AOA生物反应器(2)设计参数参见表2所示。
表1进水水质指标
表2AOA生物反应器(2)设计参数
(2)具体运行操作：
AOA工艺的启动：
1)首先在AOA生物反应器(2)中接种广东省中山市某污水处理厂氧化沟工艺污泥；
2)按照设计参数启动装置，在每日9:00～10:00对AOA生物反应器(2)的进出水进行取样和排泥；
3)在启动14d后，出水COD浓度≤30mg/L，NH4 +-N≤2mg/L，NO3 --N浓度≤6mg/L，NO2 --N浓度≤0.5mg/L，出水TN浓度≤8mg/L，且TN去除率≥65％，说明AOA系统启动成功。
短程硝化过程的在线控制：
1)向溶解罐(4.1)中加入盐酸羟胺，加入蒸馏水并开启药剂搅拌器(4.2)，配置成浓度为21.06g/L的盐酸羟胺母液，即羟胺浓度10g/L；
2)控制加药泵(4.3)流量为2.08L/h，得到好氧区(2.2)中的初始羟胺浓度为2.5mgHA/L，每日投加持续时间和AOA生物反应器(2.2)的水力停留时间一致为6h；
3)维持AOA生物反应器(2)水力停留时间、好氧一区(2.2.1)好氧二区(2.2.2)溶解氧以及污泥龄不变，硝态氮测定仪(2.9)和亚硝态氮测定仪(2.10)在线监测并实时显示好氧二区(2.2.2)内混合液的硝态氮质量浓度和亚硝态氮质量浓度，该测定值经通讯传输至控制箱(5.2)后，在控制程序中进行计算对比分析，若计算得出的亚硝态氮质量浓度测定值＜硝态氮质量浓度测定值的4倍，则该信号经转化输出至药剂搅拌器(4.2)和加药泵(4.3)，使羟胺溶液连续投加进入好氧一区(2.2.1)；若计算得出的亚硝态氮质量浓度测定值≥硝态氮质量浓度测定值的4倍，则控制程序不执行任何程序；
4)在药剂搅拌器(4.2)和加药泵(4.3)启动后的一个AOA生物反应器(2)水力停留时间内以及药剂搅拌器(4.2)和加药泵(4.3)关闭后的一个AOA生物反应器(2)水力停留时间内，硝态氮测定仪(2.9)和亚硝态氮测定仪(2.10)处于离线状态，不进行在线监测，控制程序不对系统运行进行判断；在加药装置(4)停止运行且AOA生物反应器(2)继续运行一个水力停留时间之后，硝态氮测定仪(2.9)和亚硝态氮测定仪(2.10)重新开始进行在线监测，传输测定值至控制箱(5.2)；
5)系统稳定运行200d以上，好氧二区(2.2.2)亚硝态氮质量浓度≥硝态氮质量浓度的4倍，出水COD浓度≤30mg/L，NH4 +-N≤1mg/L，NO3 --N浓度≤0.5mg/L，NO2 --N浓度≤1mg/L，出水TN浓度≤2.5mg/L，各项技术指标均稳定达到城镇污水处理厂一级A排放标准，且实现了对总氮的高效深度去除。
以上是本发明的具体实施例，便于该技术领域的技术人员能更好的理解和应用本发明，但本发明的实施不限于此，因此该技术领域的技术人员对本发明所做的简单改进都在本发明保护范围之内。
Claims (3)
1.一种羟胺投加实现连续流AOA工艺短程硝化处理城市污水深度脱氮的控制装置，其特征在于：包括污水原水箱(1)、AOA生物反应器(2)、二沉池(3)、加药装置(4)和控制系统(5)；AOA生物反应器(2)顺次包括厌氧区(2.1)、好氧一区(2.2.1)、好氧二区(2.2.2)和缺氧区(2.3)；污水原水箱(1)通过进水泵(1.1)与厌氧区(2.1)连接，厌氧区(2.1)、好氧一区(2.2.1)、好氧二区(2.2.2)和缺氧区(2.3)顺次连接，缺氧区(2.3)经溢流管(2.8)与二沉池(3)连接；二沉池(3)通过第一污泥回流泵(3.1)与厌氧区(2.1)连接，二沉池(3)通过第二污泥回流泵(3.2)与缺氧区(2.3)连接，二沉池(3)出水经排水管(3.3)排放，定期从排泥管(3.4)排泥；AOA生物反应器(2)中厌氧区(2.1)、缺氧区(2.3)均装有搅拌器(2.4)，曝气泵(2.5)通过转子流量计(2.6)与曝气盘(2.7)连接分别向好氧一区(2.2.1)和好氧二区(2.2.2)供入氧气，硝态氮测定仪(2.9)和亚硝态氮测定仪(2.10)被安装在好氧二区(2.2.2)；加药装置(4)包括溶解罐(4.1)、药剂搅拌器(4.2)和加药泵(4.3)，盐酸羟胺溶液通过加药泵(4.3)投加进入AOA生物反应器(2)的好氧一区(2.2.1)，在投加期间，药剂搅拌器(4.2)持续搅拌保持溶解罐(4.1)中的溶液均匀；计算机(5.1)通过以太网与PLC控制器相连，使控制箱(5.2)完成对药剂搅拌器(4.2)和加药泵(4.3)启闭的在线控制。
2.应用如权利要求1所述装置的方法，其特征在于，启动包括以下步骤：
1)首先在AOA生物反应器中接种絮体污泥，混合液悬浮固体浓度MLSS为2500-4500mg/L；
2)启动装置，进水氨氮容积负荷应控制在45-60g/(m3·d)，AOA生物反应器(2)的水力停留时间控制在10-16h；生活污水由污水原水箱(1)经第一进水泵(1.1)进入AOA生物反应器(2)的厌氧区(2.1)，同时进入的还有来自二沉池(3)底部经第一污泥回流泵(3.1)抽回的部分回流污泥，回流比为50％～100％，另一部分回流污泥由二沉池(3)底部经第二污泥回流泵(3.2)进入厌氧区(2.1)，回流比为50％～150％；
3)厌氧/好氧/缺氧容积比为1:1:2；泥水混合液流经厌氧区(2.1)，混合液中的聚磷菌进行厌氧释磷，聚糖菌在厌氧条件下储存内碳源；泥水混合液依次流经好氧一区(2.2.1)和好氧二区(2.2.2)，通过转子流量计(2.7)控制好氧区(2.2)溶解氧浓度为0.5-1.5mg/L；絮体污泥中的聚磷菌进行好氧吸磷，絮体污泥中的氨氧化菌AOB和亚硝酸盐氧化菌NOB分步将氨氮氧化成为硝态氮；泥水混合液从好氧二区(2.2.2)进入缺氧区(2.3)，同来自二沉池(3)底部经第二污泥回流泵(3.2)抽回的部分回流污泥进行混合，缺氧区(2.3)的混合液中的聚糖菌利用储存在胞内的内碳源对好氧区(2.2)产生的硝氮进行内源反硝化产生氮气，实现污水中氮素的去除；
4)混合液从缺氧区(2.4)通过溢流管(2.8)进入二沉池(3)，实现泥水分离的目的，二沉池(3)中的上清液经排水管(3.3)排放，定期通过排泥管(3.4)从二沉池底部进行排泥，保持分段进水AOA生物反应器(2)内平均混合液悬浮固体浓度MLSS为2500-4500mg/L，污泥龄控制在15-30d；
5)当AOA生物反应器(2)总氮去除负荷达到32-42g/(m3·d)，或者总氮去除率稳定达到65％以上时视为AOA工艺启动成功。
3.应用如权利要求1所述装置的方法，其特征在于在线控制包括以下步骤：
1)向溶解罐(4.1)中加入盐酸羟胺和蒸馏水，并开启药剂搅拌器(4.2)，配置成盐酸羟胺母液，调节加药泵(4.3)的流量使好氧一区(2.2.1)中混合后的初始羟胺浓度为2.5-4mg/L，单次投加持续时间和AOA生物反应器(2.2)的水力停留时间一致；
2)维持AOA生物反应器(2)水力停留时间、好氧一区(2.2.1)好氧二区(2.2.2)溶解氧以及污泥龄不变，硝态氮测定仪(2.9)和亚硝态氮测定仪(2.10)在线监测并实时显示好氧二区(2.2.2)内混合液的硝态氮质量浓度和亚硝态氮质量浓度，该测定值经通讯传输至控制箱(5.2)后，在控制程序中进行计算对比分析，若计算得出的亚硝态氮质量浓度测定值＜硝态氮质量浓度测定值的4倍，则该信号经转化输出至药剂搅拌器(4.2)和加药泵(4.3)，使羟胺溶液连续投加进入好氧一区(2.2.1)；若计算得出的亚硝态氮质量浓度测定值≥硝态氮质量浓度测定值的4倍，则控制程序不执行任何程序；
3)在药剂搅拌器(4.2)和加药泵(4.3)启动后的一个AOA生物反应器(2)水力停留时间内以及药剂搅拌器(4.2)和加药泵(4.3)关闭后的一个AOA生物反应器(2)水力停留时间内，硝态氮测定仪(2.9)和亚硝态氮测定仪(2.10)处于离线状态，不进行在线监测，控制程序不对系统运行进行判断；在加药装置(4)停止运行且AOA生物反应器(2)继续运行一个水力停留时间之后，硝态氮测定仪(2.9)和亚硝态氮测定仪(2.10)重新开始进行在线监测，传输测定值至控制箱(5.2)；
4)在好氧二区(2.2.2)亚硝态氮浓度≥硝态氮浓度的4倍持续7天的情况下，将进水氨氮容积负荷提升至75-90g/(m3·d)；当AOA生物反应器(2)总氮去除负荷达到60-75g/(m3·d)，或者总氮去除率稳定达到85％以上时视为该方法应用成功；
5)维持AOA生物反应器(2)水力停留时间为10-16h、好氧一区(2.2.1)好氧二区(2.2.2)溶解氧为0.5-1.5mg/L、以及系统污泥龄15d-30d，并保持在亚硝态氮质量浓度测定值低于4倍硝态氮质量浓度测定值时加药系统(4)进行羟胺投加使好氧一区(2.2.1)混合后的初始羟胺浓度为2.5-4mg/L，继续运行。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116553725A (zh) * | 2023-04-11 | 2023-08-08 | 深圳市水务(集团)有限公司 | 一种用于低碳氮比城市污水处理的aoa系统及方法 |
| CN117964107A (zh) * | 2023-12-19 | 2024-05-03 | 北京城市排水集团有限责任公司 | 一种短程硝化sbr并联连续流a3o嵌合厌氧氨氧化实现城市污水高效脱氮除磷的装置和方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102086061A (zh) * | 2010-12-17 | 2011-06-08 | 哈尔滨工业大学 | 一种用于污水处理的aoa连续流生物脱氮除磷工艺 |
| CN106186315A (zh) * | 2016-07-10 | 2016-12-07 | 北京工业大学 | 一种城市生活污水连续流aoa深度脱氮除磷的装置与方法 |
| CN110372088A (zh) * | 2019-07-26 | 2019-10-25 | 北京工业大学 | 盐酸羟胺干预快速启动城市生活污水短程硝化的方法 |
| CN110510739A (zh) * | 2019-08-19 | 2019-11-29 | 信开水环境投资有限公司 | 一种通过羟胺实现连续流aoa生物膜半短程耦合厌氧氨氧化装置与方法 |
| CN114477420A (zh) * | 2022-02-16 | 2022-05-13 | 北京工业大学 | 连续流aoa短程硝化及内源短程反硝化双耦合厌氧氨氧化实现污水深度脱氮的方法与装置 |
-
2022
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102086061A (zh) * | 2010-12-17 | 2011-06-08 | 哈尔滨工业大学 | 一种用于污水处理的aoa连续流生物脱氮除磷工艺 |
| CN106186315A (zh) * | 2016-07-10 | 2016-12-07 | 北京工业大学 | 一种城市生活污水连续流aoa深度脱氮除磷的装置与方法 |
| CN110372088A (zh) * | 2019-07-26 | 2019-10-25 | 北京工业大学 | 盐酸羟胺干预快速启动城市生活污水短程硝化的方法 |
| CN110510739A (zh) * | 2019-08-19 | 2019-11-29 | 信开水环境投资有限公司 | 一种通过羟胺实现连续流aoa生物膜半短程耦合厌氧氨氧化装置与方法 |
| CN114477420A (zh) * | 2022-02-16 | 2022-05-13 | 北京工业大学 | 连续流aoa短程硝化及内源短程反硝化双耦合厌氧氨氧化实现污水深度脱氮的方法与装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116553725A (zh) * | 2023-04-11 | 2023-08-08 | 深圳市水务(集团)有限公司 | 一种用于低碳氮比城市污水处理的aoa系统及方法 |
| CN116553725B (zh) * | 2023-04-11 | 2023-12-15 | 深圳市水务(集团)有限公司 | 一种用于低碳氮比城市污水处理的aoa系统及方法 |
| CN117964107A (zh) * | 2023-12-19 | 2024-05-03 | 北京城市排水集团有限责任公司 | 一种短程硝化sbr并联连续流a3o嵌合厌氧氨氧化实现城市污水高效脱氮除磷的装置和方法 |
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