CN115385448B - 一种一体式厌氧氨氧化处理高氨氮废水的装置及方法 - Google Patents
一种一体式厌氧氨氧化处理高氨氮废水的装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115385448B CN115385448B CN202210769688.4A CN202210769688A CN115385448B CN 115385448 B CN115385448 B CN 115385448B CN 202210769688 A CN202210769688 A CN 202210769688A CN 115385448 B CN115385448 B CN 115385448B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- anaerobic
- ammonia oxidation
- anaerobic ammonia
- reactor
- area
- 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.)
- Active
Links
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 266
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 133
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 title claims abstract description 133
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 133
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 41
- XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N ammonia nh3 Chemical compound N.N XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 39
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 title claims abstract description 28
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 151
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 82
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 76
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims abstract description 34
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims description 50
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 33
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 claims description 30
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims description 27
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 21
- MMDJDBSEMBIJBB-UHFFFAOYSA-N [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[NH6+3] Chemical compound [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[NH6+3] MMDJDBSEMBIJBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- JVMRPSJZNHXORP-UHFFFAOYSA-N ON=O.ON=O.ON=O.N Chemical compound ON=O.ON=O.ON=O.N JVMRPSJZNHXORP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000010865 sewage Substances 0.000 claims description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 10
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 9
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 3
- 230000001546 nitrifying effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 19
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 15
- 241001453382 Nitrosomonadales Species 0.000 description 7
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000149 chemical water pollutant Substances 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000001728 nano-filtration Methods 0.000 description 2
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 206010035148 Plague Diseases 0.000 description 1
- 241000607479 Yersinia pestis Species 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000003851 biochemical process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000005262 decarbonization Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 1
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 1
- -1 landfill leachate Chemical compound 0.000 description 1
- 231100000783 metal toxicity Toxicity 0.000 description 1
- AHEWZZJEDQVLOP-UHFFFAOYSA-N monobromobimane Chemical compound BrCC1=C(C)C(=O)N2N1C(C)=C(C)C2=O AHEWZZJEDQVLOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 230000009935 nitrosation Effects 0.000 description 1
- 238000007034 nitrosation reaction Methods 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
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
- C02F3/302—Nitrification and denitrification treatment
- C02F3/307—Nitrification and denitrification treatment characterised by direct conversion of nitrite to molecular nitrogen, e.g. by using the Anammox process
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/16—Nitrogen compounds, e.g. ammonia
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
-
- 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
- C02F2301/08—Multistage treatments, e.g. repetition of the same process step under different conditions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2303/00—Specific treatment goals
- C02F2303/14—Maintenance of water treatment installations
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2303/00—Specific treatment goals
- C02F2303/16—Regeneration of sorbents, filters
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Microbiology (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)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
本发明公开了一种一体式厌氧氨氧化处理高氨氮废水的装置及方法，包括厌氧反应器、MBR膜池、反硝化生物滤池、一体式厌氧氨氧化反应器、曝气风机和若干管道，第一厌氧反应器、第二厌氧反应器、MBR膜池、反硝化生物滤池和一体式厌氧氨氧化反应器通过管道依次连接；一体式厌氧氨氧化反应器包括短程硝化区域和厌氧氨氧化区域，短程硝化区域上设有进水口，厌氧氨氧化区域设有出水口，短程硝化区域底部设有曝气头，短程硝化区域底部的曝气头和MBR膜池底部的曝气头均通过管道与曝气风机连接，短程硝化区域和厌氧氨氧化区域内均设有若干填料。以简化工艺流程，降低渗滤液处理运行成本，达到稳定高效脱氮的目的。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理领域，特别是一种一体式厌氧氨氧化处理高氨氮废水的装置及方法。
背景技术
反硝化：也称脱氮作用，是指细菌将硝酸盐中的氮通过一系列中间产物还原为氮气的生物化学过程。参与这一过程的细菌统称为反硝化菌。
短程硝化：正常硝化是氨氮生成亚硝氮，进而生成硝氮。硝氮在缺氧条件下，转化为亚硝态氮再转化为氮气，称为反硝化。短程硝化是指氨氮在氨氧化菌（AOB）的作用下生成亚硝态氮，不再继续转化为硝氮的过程。
垃圾渗滤液一类的高浓度氨氮和总氮的稳定高效的去除一直是困扰渗滤液处理中的行业难题。目前渗滤液的生化脱氮处理单元多采用传统的活性污泥法，比较常用的工艺是“厌氧+硝化/反硝化+超滤+纳滤+反渗透”；为提高总氮去除率，保证总氮达到较高的排放标准，一般还采用“厌氧+两级硝化/反硝化+超滤+纳滤+两级反渗透”得处理工艺。该工艺目前被广泛应用于垃圾渗滤液一类的高有机物高氨氮废水中，但该工艺存在运行投资成本较高的问题，为解决该问题，广大学者将目光转向一种更加高效的脱氮处理技术中，即短程硝化和厌氧氨氧化技术。
短程硝化技术和厌氧氨氧化技术是近年来发展比较快的新型污水生物处理技术，短程硝化-厌氧氨氧化的组合工艺也被众多高校和科研单位研究和尝试推广应用，该技术有较大的应用价值和广泛的发展前景。
短程硝化技术是指在有氧条件下，污水中的氨氮经亚硝化细菌(AOB)的作用转化为亚硝 态氮，此时反应即停止，不继续将亚硝态氮转化为硝态氮。
厌氧氨氧化技术是厌氧氨氧化菌(AnAOB)利用短程硝化阶段产生的亚硝氮和污水中的 氨氮反应生成氮气的过程：
该技术具有诸多优点，比如节省曝气量、节约能源、产泥量少等。
厌氧氨氧化技术是指在无氧条件下，厌氧氨氧化菌将污水中存在的氨氮和亚硝态氮同时转化成氮气的过程。厌氧 氨氧化技术具有节约碳源、节省成本、产泥量少等优点。目前，科研人员常常把这两种技术联用，典型的列子就是短程硝化-厌氧氨氧化工艺。
厌氧氨氧化菌的存在形式主要以颗粒污泥、生物膜和介于两者之间的泥膜混合形式，颗粒污泥在一般工业废水尤其是垃圾渗滤液的厌氧处理当中难以培养、形成，即使接种，在实际项目运行中也经常因水质问题或运行管理不当造成颗粒污泥解体、流失，反应器性能因此也大受影响，因此依赖于颗粒污泥的厌氧反应器在处理高浓度有机及氨氮废水的项目在运行中均存在较大的问题，在运行中受到污水中盐分、硬度、有机物及重金属毒性等影响，存在颗粒污泥解体流失的风险，后期运行操作条件要求较高。厌氧氨氧化作为一种厌氧处理技术，以颗粒污泥形式运行同样存在上述风险。在颗粒污泥状态较差，运行不稳定时，还需要考虑前后工艺段的泥水分离，保证各单元内部污泥不流失，这样就会增加工艺单元。
生物膜法是利用附着在填料表面的微生物降解污水营养物质的生物处理方法，具有微生物多样化、生物量高的特点。生物膜法中的微生物，由于是固定在填料上的，可以形成比较稳定的生态系统。相较颗粒污泥法，生物膜法对盐分、硬度、有机物及重金属等具有较强的耐受性。
因此相较于颗粒污泥，生物膜法更适用于厌氧氨氧化技术处理高浓度工业废水，尤其是垃圾渗滤液这一类高盐、高硬度的废水。但是由于厌氧氨氧化菌存在世代时间长(不小于11d)、增殖速率慢等缺陷，限制了其进一步的推广应用。针对这一问题，研究人员多采用生物膜反应器让厌氧氨氧化菌在载体上附着、生长，以提高其增殖速率。但是，现行的厌氧氨氧化生物膜反应器多是直接使用的传统的生物膜反应装置，如MBBR、固定床填料反应器、颗粒污泥与生物膜相结合等形式，很少考虑厌氧氨氧化菌独特的生理特性和生长特点及水质对厌氧氨氧化菌的影响，导致其生长速率缓慢，挂膜过程时间长，生物膜易脱落，操作复杂，填料容易堵塞及结垢等。
公开号为CN103172175B的专利是一种同步短程硝化与生物膜式厌氧氨氧化的装置。该专利名称虽为“生物膜式厌氧氨氧化装置”但该装置实际运行中为泥膜混合形式。说明书第[0023]段，所述步骤（2）中，短程硝化污泥的投加量为5-10gMLSS/L，同时内部填充30％到60％的海绵填料；第[0022]段，沉淀池污泥回流至反应器前端，回流比为80％-120％。由[0022]和[0023]段可以看出该反应器为固定床填料的一体式泥膜混合工艺。
CN103172175B和本申请有以下不同：①本申请短程硝化单元为悬浮填料形式运行，厌氧氨氧化单元为固定床填料形式运行，两个单元填料采用K3类型填料；且系统不投加活性污泥，反应器内部以纯生物膜法运行，不需要设置沉淀池和污泥回流系统。CN103172175B中主体反应器以泥膜混合形式运行，短程硝化和厌氧氨氧化在同一个系统中同时存在。
目前绝大部分的试验研究及工程案例均为颗粒污泥或者泥膜混合形式，以纯生物膜法形式运行的厌氧氨氧化案例较少，主要的原因是纯生物膜法需要解决工艺中填料污堵的问题及运行操作复杂等问题。现有的针对高浓度有机及氨氮的废水处理的厌氧氨氧化处理工艺存在工艺流程较长，运行不稳定。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，本发明提出一种一体式厌氧氨氧化处理高氨氮废水的装置及方法，本发明适用于处理高浓度有机及氨氮废水，以期降低现有厌氧氨氧化处理工艺的流程，提高系统运行稳定性及系统脱氮除碳的效率。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种一体式厌氧氨氧化处理高氨氮废水的装置，两个厌氧反应器、MBR膜池、反硝化生物滤池、一体式厌氧氨氧化反应器、曝气风机和若干管道；两个厌氧反应器分别为第一厌氧反应器和第二厌氧反应器，两个厌氧反应器均设有进水口、出水口和沼气出口，沼气出口设置于厌氧反应器顶部，第一厌氧反应器的出水口与第二厌氧反应器的进水口通过管道连接；
MBR膜池内部设有浸没式超滤膜组件，底部设有曝气头，MBR膜池上还设有进水口、出水口和排泥口，MBR膜池的进水口与第二厌氧反应器的出水口通过管道连接；反硝化生物滤池内部设有陶粒填料，反硝化生物滤池上设有进水口和出水口，反硝化生物滤池的进水口与MBR膜池的出水口通过管道连接，反硝化生物滤池的进水口与MBR膜池的出水口连接的管道上设有超滤膜出水泵；一体式厌氧氨氧化反应器包括短程硝化区域和厌氧氨氧化区域，短程硝化区域上设有进水口，厌氧氨氧化区域设有出水口，短程硝化区域的进水口与反硝化生物滤池的出水口通过管道连接，短程硝化区域底部设有曝气头，短程硝化区域底部的曝气头和MBR膜池底部的曝气头均通过管道与曝气风机连接，短程硝化区域和厌氧氨氧化区域内均设有若干填料，短程硝化区域内的填料上附着有短程硝化菌，厌氧氨氧化区域内的填料上附着有厌氧氨氧化菌。
作为本发明的进一步优选，还包括排水口，反硝化生物滤池和短程硝化区域上均设有内回流进水口，厌氧氨氧化区域的出水口通过管道分别与反硝化生物滤池的内回流进水口、短程硝化区域的内回流进水口和排水口连接。
作为本发明的进一步优选，短程硝化区域为装填K3型填料的移动床生物膜反应器，填料填充率为30%—50%；厌氧氨氧化区域为装填K3型固定床生物膜反应器。
作为本发明的进一步优选，短程硝化区域和厌氧氨氧化区域通过折流挡板和插板阀分隔，折流挡板向短程硝化区域倾斜，折流挡板的倾斜角度为斜向上45°—60°。
作为本发明的进一步优选，短程硝化区和厌氧氨氧化区体积比为2：1-3：1。
作为本发明的进一步优选，厌氧氨氧化区域还包括填料斜斗，厌氧氨氧化区域的填料设置于填料斜斗上，填料斜斗向短程硝化区域倾斜，填料斜斗的倾斜角度为斜向下45°—60°。
作为本发明的进一步优选，厌氧氨氧化区域还包括出水筛板，填料设置于出水筛板的上方，出水筛板的孔径小于填料的直径。
作为本发明的进一步优选，反硝化生物滤池的内回流进水口的回流比为100—200%，短程硝化区域的内回流进水口的回流比为300—500%。
一种一体式厌氧氨氧化处理高氨氮废水的方法，步骤（1）：渗滤液在第一厌氧反应器处理后流入第二厌氧反应器，在第二厌氧反应器中将来水中有机物进一步降解，并同时将来水中的难降解有机物转化为可降解有机物；第二厌氧反应器的停留时间4-6天，第二厌氧反应器中投加厌氧颗粒污泥，在提高有机物去除率的同时降低出水污泥浓度，第二厌氧反应器产生的沼气经沼气出口排出，与第一厌氧产生的沼气一同收集并回收利用；步骤（2）：第二厌氧反应器出水进入MBR膜池，MBR膜池进一步去除污水中的有机物，同时改善污泥性状，提高超滤膜的泥水分离效果，在MBR膜池停留时间为4-8h，浸没式超滤膜组件结合超滤膜出水泵对该单元进行泥水分离，当污泥浓度达到8000mg/L后，通过MBR膜池的排泥口进行排泥；步骤（3）：超滤产水由MBR膜池进入反硝化生物滤池，一体式厌氧氨氧化反应器产生的硝态氮也通过管道回流至反硝化生物滤池中，反硝化生物滤池内有反硝化菌，反硝化菌利用进水中的碳源将硝态氮转化为氮气，经陶粒滤料层的过滤；步骤（4）：反硝化生物滤池出水进入一体式厌氧氨氧化反应器，一体式厌氧氨氧化反应器内部分为左侧的短程硝化区域和右侧的厌氧氨氧化区域两个功能区， 短程硝化区域底部设有曝气头，反硝化生物滤池出水进入一体式厌氧氨氧化反应器后，氨氮在短程硝化区域被部分亚硝化，然后进入厌氧氨氧化区域，在厌氧氨氧化区域中厌氧氨氧化菌将氨氮和亚硝氮转化为氮气，实现厌氧氨氧化对氮的去除；出水经过出水筛板部分回流至该反应器前端，回流比300-500％，提高反应器内混合效果，同时降低进水氨氮浓度；部分回流至反硝化生物滤池，回流比为100-200％，为反硝化反应提供硝态氮；剩余部分以出水的形式排出系统之外。
作为本发明的进一步优选，还包括步骤（5）：当系统运行一段时间后，固定床填料的厌氧氨氧化区域存在填料污堵，填料上生物膜老化的问题，系统需要在间隔20-30天对填料进行一次冲洗，此时需要打开插板阀，在水流和气体的作用下，厌氧氨氧化区域的填料被排入左侧的短程硝化区域，此时增大曝气量及回流量，对填料进行一次反冲，反冲洗时间为10-30min，然后关闭插板阀，在水流的作用下，填料会自动装满右侧的厌氧氨氧化区，进入下一个反应周期。
本发明具有如下有益效果：
1、采用两级厌氧的方式，可以显著提高渗滤液等高有机废水COD的去除率，降低厌氧出水COD和SS，同时提高沼气产量。
2、将第二级厌氧出水后设置浸没式超滤膜池，不但能够利用膜池的曝气系统，进一步降低污水中有机物含量，还能改善污泥性状，增大超滤膜的通量，提高超滤的处理效率。
3、反硝化系统采用固定床填料的生物滤池，采用纯生物膜形式，省去泥水分离单元，即二沉池，避免污泥浓度对后续一体式厌氧氨氧化反应器的影响。
4、短程硝化区和厌氧氨氧化区集成于一个反应器内，且分别采用移动床和固定床填料的生物膜反应器，可省去沉淀池，缩短工艺链长度，节省占地和投资。
5、该反应器将短程硝化和厌氧氨氧化功能分区，提高短程硝化和厌氧氨氧化的处理效率，同时利用插板阀的开启及对固定填料的定时冲洗，降低填料堵塞结垢的风险。
6、该工艺仅有一次超滤出水的提升，利用反应器高度，自流进入后续处理单元，避免多次水力提升，降低设备投资和运行电耗。
7.将短程硝化和厌氧氨氧化集成于一个反应器，节省占地。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是一体式厌氧氨氧化反应器的俯视图。
其中有：1-管道； 2-沼气出口 ；3-第二厌氧反应器 ；4-配水管； 5-MBR膜池； 6-浸没式超滤膜组件；7-曝气风机 ；8-超滤膜出水泵 ；9-反硝化生物滤池 ；10-内回流进水口 ；11-一体式厌氧氨氧化反应器 ；12-插板阀 ；13-曝气头；14-进水布水管；15-折流挡板；16-填料斜斗；17-出水筛板；18-出水池；19-回流泵；20-排水口；21-填料；22-陶粒填料；23-MBR膜池的排泥口。
具体实施方式
下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本发明的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本发明的保护范围。
如图1-2所示，一种一体式厌氧氨氧化处理高氨氮废水的装置，两个厌氧反应器、MBR膜池5、反硝化生物滤池9、一体式厌氧氨氧化反应器11、曝气风机7和若干管道1；两个厌氧反应器分别为第一厌氧反应器和第二厌氧反应器3，两个厌氧反应器均设有进水口、出水口和沼气出口2，沼气出口2设置于厌氧反应器顶部，第一厌氧反应器的出水口与第二厌氧反应器3的进水口通过管道1连接。第一厌氧反应器的渗滤液厌氧出水一般氨氮约2000mg/L，COD约3000-5000mg/L，SS约2000-6000mg/L，COD为化学需氧量，SS为污泥浓度，该类型水质若直接进入后续好氧生化单元，会导致后端生化单元的有机负荷较高，同时导致后端污泥浓度过高，增大污泥处理成本。所以本发明设置第二厌氧反应器3，本发明设置第二级厌氧反应器，在第二厌氧反应器3中将来水中有机物进一步降解，并同时将来水中的难降解有机物转化为可降解有机物，该厌氧反应器设计停留时间4-6天，反应器中投加厌氧颗粒污泥，在提高有机物去除率的同时降低出水SS，SS即污泥浓度，第一厌氧反应器和第二厌氧反应器3产生的沼气经沼气出口2排出，两个厌氧反应器产生的沼气一同收集并回收利用。
MBR膜池5内部设有浸没式超滤膜组件6，底部设有曝气头13，MBR膜池5上还设有进水口、出水口和排泥口，MBR膜池5的进水口与第二厌氧反应器3的出水口通过管道1连接。MBR膜池5/高曝池的主要功能是进一步去除污水中的有机物，同时改善污泥性状，提高超滤膜的泥水分离效果。该单元设计停留时间4-8h。浸没式超滤膜组件6结合超滤出水泵对该单元进行泥水分离，当污泥浓度（SS）达到8000mg/L后，通过MBR膜池的排泥口23进行排泥。
反硝化生物滤池9内部设有陶粒填料22，反硝化生物滤池9上设有进水口和出水口，反硝化生物滤池9的进水口与MBR膜池5的出水口通过管道1连接，反硝化生物滤池9的进水口与MBR膜池5的出水口连接的管道1上设有超滤膜出水泵8。超滤产水进入反硝化生物滤池9，后面单元产生的硝态氮也回流至反硝化生物滤池9中，反硝化池中设有反硝化菌，反硝化菌利用剩余碳源将硝态氮转化为氮气，经陶粒滤料层的过滤，出水SS较低。
一体式厌氧氨氧化反应器11包括短程硝化区域和厌氧氨氧化区域，短程硝化区域上设有进水口，厌氧氨氧化区域设有出水口，短程硝化区域的进水口与反硝化生物滤池9的出水口通过管道1连接，短程硝化区域底部设有曝气头13，短程硝化区域底部的曝气头13和MBR膜池5底部的曝气头13均通过管道1与曝气风机7连接，短程硝化区域和厌氧氨氧化区域内均设有若干填料21，短程硝化区域内的填料21上附着有短程硝化菌，厌氧氨氧化区域内的填料21上附着有厌氧氨氧化菌。
短程硝化区与厌氧氨氧化区中间通过折流挡板15和板插阀分开，折流板的角度为45°短程硝化区和厌氧氨氧化区体积比为2：1-3：1。
还包括排水口20，反硝化生物滤池9和短程硝化区域上均设有内回流进水口10，厌氧氨氧化区域的出水口通过管道1分别与反硝化生物滤池9的内回流进水口10、短程硝化区域的内回流进水口10和排水口20连接。短程硝化区域为装填K3型填料的移动床生物膜反应器，填料填充率为30%—50%；厌氧氨氧化区域为装填K3型填料的固定床生物膜反应器。
短程硝化区域和厌氧氨氧化区域通过折流挡板15和插板阀12分隔，折流挡板15向短程硝化区域倾斜，折流挡板15的倾斜角度为斜向上45°—60°。
厌氧氨氧化区域还包括填料斜斗16，厌氧氨氧化区域的填料设置于填料斜斗16上，填料斜斗16向短程硝化区域倾斜，填料斜斗16的倾斜角度为斜向下45°—60°，便于冲洗时厌氧氨氧化区域的填料排至短程硝化区。第二厌氧反应器3中设有配水管4，短程硝化区域中设有进水布水管14。
厌氧氨氧化区域还包括出水筛板17，填料设置于出水筛板17的上方，出水筛板17的孔径小于填料的直径。厌氧氨氧化区域出水通过出水筛板17进入斜斗底部的出水池18，出水筛板17孔径小于填料直径。出水经出水筛板17进入出水池18，出水池18与回流泵19连接，部分回流至该反应器前端，回流比300-500％，提高反应器内混合效果，同时降低进水氨氮浓度；部分回流至反硝化生物滤池9，回流比为100-200％为反硝化反应提供硝态氮；剩余部分以出水的形式排出系统之外。
一种一体式厌氧氨氧化处理高氨氮废水的方法：
步骤（1）：渗滤液在第一厌氧反应器处理后流入第二厌氧反应器3，在第二厌氧反应器3中将来水中有机物进一步降解，并同时将来水中的难降解有机物转化为可降解有机物；第二厌氧反应器3的停留时间4-6天，第二厌氧反应器3中投加厌氧颗粒污泥，在提高有机物去除率的同时降低出水污泥浓度，第二厌氧反应器3产生的沼气经沼气出口2排出，与第一厌氧产生的沼气一同收集并回收利用；
步骤（2）：第二厌氧反应器3出水进入MBR膜池5，MBR膜池5进一步去除污水中的有机物，同时改善污泥性状，提高超滤膜的泥水分离效果，在MBR膜池5停留时间为4-8h，浸没式超滤膜组件6结合超滤膜出水泵8对该单元进行泥水分离，当污泥浓度达到8000mg/L后，通过MBR膜池5的排泥口进行排泥；
步骤（3）：超滤产水由MBR膜池5进入反硝化生物滤池9，一体式厌氧氨氧化反应器11产生的硝态氮也通过管道1回流至反硝化生物滤池9中，反硝化生物滤池9内有反硝化菌，反硝化菌利用进水中的碳源将硝态氮转化为氮气，经陶粒滤料层的过滤；
步骤（4）：反硝化生物滤池9出水进入一体式厌氧氨氧化反应器11，一体式厌氧氨氧化反应器11内部分为左侧的短程硝化区域和右侧的厌氧氨氧化区域两个功能区， 短程硝化区域底部设有曝气头13，反硝化生物滤池9出水进入一体式厌氧氨氧化反应器11后，氨氮在短程硝化区域被部分亚硝化，然后进入厌氧氨氧化区域，在厌氧氨氧化区域中厌氧氨氧化菌将氨氮和亚硝氮转化为氮气，实现厌氧氨氧化对氮的去除；出水经过出水筛板17部分回流至该反应器前端，回流比300-500％，提高反应器内混合效果，同时降低进水氨氮浓度；部分回流至反硝化生物滤池9，回流比为100-200％，为反硝化反应提供硝态氮；剩余部分以出水的形式排出系统之外。
还包括步骤（5）：当系统运行一段时间后，固定床填料的厌氧氨氧化区域存在填料污堵，填料上生物膜老化的问题，系统需要在间隔20-30天对填料进行一次冲洗，此时需要打开插板阀12，在水流和气体的作用下，厌氧氨氧化区域的填料被排入左侧的短程硝化区域，此时增大曝气量及回流量，对填料进行一次反冲，反冲洗时间为10-30min，然后关闭插板阀12，在水流的作用下，填料会自动装满右侧的厌氧氨氧化区，进入下一个反应周期。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，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等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种一体式厌氧氨氧化处理高氨氮废水的装置，其特征在于：两个厌氧反应器、MBR膜池（5）、反硝化生物滤池（9）、一体式厌氧氨氧化反应器（11）、曝气风机（7）和若干管道（1）；
两个厌氧反应器分别为第一厌氧反应器和第二厌氧反应器（3），两个厌氧反应器均设有进水口、出水口和沼气出口（2），沼气出口（2）设置于厌氧反应器顶部，第一厌氧反应器的出水口与第二厌氧反应器（3）的进水口通过管道（1）连接；
MBR膜池（5）内部设有浸没式超滤膜组件（6），底部设有曝气头（13），MBR膜池（5）上还设有进水口、出水口和排泥口，MBR膜池（5）的进水口与第二厌氧反应器（3）的出水口通过管道（1）连接；
反硝化生物滤池（9）内部设有陶粒填料（22），反硝化生物滤池（9）上设有进水口和出水口，反硝化生物滤池（9）的进水口与MBR膜池（5）的出水口通过管道（1）连接，反硝化生物滤池（9）的进水口与MBR膜池（5）的出水口连接的管道（1）上设有超滤膜出水泵（8）；
一体式厌氧氨氧化反应器（11）包括短程硝化区域和厌氧氨氧化区域，短程硝化区域上设有进水口，厌氧氨氧化区域设有出水口，短程硝化区域的进水口与反硝化生物滤池（9）的出水口通过管道（1）连接，短程硝化区域底部设有曝气头（13），短程硝化区域底部的曝气头（13）和MBR膜池（5）底部的曝气头（13）均通过管道（1）与曝气风机（7）连接，短程硝化区域和厌氧氨氧化区域内均设有若干填料（21），短程硝化区域内的填料（21）上附着有短程硝化菌，厌氧氨氧化区域内的填料（21）上附着有厌氧氨氧化菌；
还包括排水口（20），反硝化生物滤池（9）和短程硝化区域上均设有内回流进水口（10），厌氧氨氧化区域的出水口通过管道（1）分别与反硝化生物滤池（9）的内回流进水口（10）、短程硝化区域的内回流进水口（10）和排水口（20）连接。
2.根据权利要求1所述的一种一体式厌氧氨氧化处理高氨氮废水的装置，其特征在于：短程硝化区域为装填K3型填料的移动床生物膜反应器，填料填充率为30%—50%；厌氧氨氧化区域为装填K3型填料的固定床生物膜反应器。
3.根据权利要求1所述的一种一体式厌氧氨氧化处理高氨氮废水的装置，其特征在于：还包括折流挡板（15）和插板阀（12），短程硝化区域和厌氧氨氧化区域通过折流挡板（15）和插板阀（12）分隔，折流挡板（15）向短程硝化区域倾斜，折流挡板（15）的倾斜角度为斜向上45°—60°。
4.根据权利要求1所述的一种一体式厌氧氨氧化处理高氨氮废水的装置，其特征在于：短程硝化区和厌氧氨氧化区体积比为2：1-3：1。
5.根据权利要求3所述的一种一体式厌氧氨氧化处理高氨氮废水的装置，其特征在于：厌氧氨氧化区域还包括填料斜斗（16），厌氧氨氧化区域的填料设置于填料斜斗（16）上方，填料斜斗（16）向短程硝化区域倾斜，填料斜斗（16）的倾斜角度为斜向下45°—60°。
6.根据权利要求1所述的一种一体式厌氧氨氧化处理高氨氮废水的装置，其特征在于：厌氧氨氧化区域还包括出水筛板（17），填料设置于出水筛板（17）的上方，出水筛板（17）的孔径小于填料的直径。
7.根据权利要求1所述的一种一体式厌氧氨氧化处理高氨氮废水的装置，其特征在于：反硝化生物滤池（9）的内回流进水口（10）的回流比为100—200%，短程硝化区域的内回流进水口（10）的回流比为300—500%。
8.一种基于权利要求1-7任一项所述的一种一体式厌氧氨氧化处理高氨氮废水的装置的使用方法，其特征在于：
步骤（1）：渗滤液在第一厌氧反应器处理后流入第二厌氧反应器（3），在第二厌氧反应器（3）中将来水中有机物进一步降解，并同时将来水中的难降解有机物转化为可降解有机物；第二厌氧反应器（3）的停留时间4-6天，第二厌氧反应器（3）中投加厌氧颗粒污泥，在提高有机物去除率的同时降低出水污泥浓度，第二厌氧反应器（3）产生的沼气经沼气出口（2）排出，与第一厌氧产生的沼气一同收集并回收利用；
步骤（2）：第二厌氧反应器（3）出水进入MBR膜池（5），MBR膜池（5）进一步去除污水中的有机物，同时改善污泥性状，提高超滤膜的泥水分离效果，在MBR膜池（5）停留时间为4-8h，浸没式超滤膜组件（6）结合超滤膜出水泵（8）对MBR膜池（5）进行泥水分离，当污泥浓度达到8000mg/L后，通过MBR膜池的排泥口（23）进行排泥；
步骤（3）：超滤产水由MBR膜池（5）进入反硝化生物滤池（9），一体式厌氧氨氧化反应器（11）产生的硝态氮也通过管道（1）回流至反硝化生物滤池（9）中，反硝化生物滤池（9）内有反硝化菌，反硝化菌利用进水中的碳源将硝态氮转化为氮气，经陶粒滤料层的过滤；
步骤（4）：反硝化生物滤池（9）出水进入一体式厌氧氨氧化反应器（11），一体式厌氧氨氧化反应器（11）内部分为左侧的短程硝化区域和右侧的厌氧氨氧化区域两个功能区，短程硝化区域底部设有曝气头（13），反硝化生物滤池（9）出水进入一体式厌氧氨氧化反应器（11）后，氨氮在短程硝化区域被部分亚硝化，然后进入厌氧氨氧化区域，在厌氧氨氧化区域中厌氧氨氧化菌将氨氮和亚硝氮转化为氮气，实现厌氧氨氧化对氮的去除；出水经过出水筛板（17）部分回流至该反应器前端，回流比300-500％，提高反应器内混合效果，同时降低进水氨氮浓度；部分回流至反硝化生物滤池（9），回流比为100-200％，为反硝化反应提供硝态氮；剩余部分以出水的形式排出系统之外。
9.根据权利要求8所述的一种一体式厌氧氨氧化处理高氨氮废水的装置的使用方法，其特征在于：还包括步骤（5）：当系统运行一段时间后，固定床填料的厌氧氨氧化区域存在填料污堵，填料上生物膜老化的问题，系统需要在间隔20-30天对填料进行一次冲洗，此时需要打开插板阀（12），在水流和气体的作用下，厌氧氨氧化区域的填料被排入左侧的短程硝化区域，此时增大曝气量及回流量，对填料进行一次反冲，反冲洗时间为10-30min，然后关闭插板阀（12），在水流的作用下，填料会自动装满右侧的厌氧氨氧化区，进入下一个反应周期。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210769688.4A CN115385448B (zh) | 2022-06-30 | 2022-06-30 | 一种一体式厌氧氨氧化处理高氨氮废水的装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210769688.4A CN115385448B (zh) | 2022-06-30 | 2022-06-30 | 一种一体式厌氧氨氧化处理高氨氮废水的装置及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115385448A CN115385448A (zh) | 2022-11-25 |
| CN115385448B true CN115385448B (zh) | 2023-11-21 |
Family
ID=84115882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210769688.4A Active CN115385448B (zh) | 2022-06-30 | 2022-06-30 | 一种一体式厌氧氨氧化处理高氨氮废水的装置及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115385448B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117735721A (zh) * | 2024-02-20 | 2024-03-22 | 中国市政工程华北设计研究总院有限公司 | 一种脱氮型低碳排五格化粪池及其处理工艺 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105502663A (zh) * | 2016-02-18 | 2016-04-20 | 江西省科学院能源研究所 | 一种多功能生物脱氮反应器 |
| CN109319928A (zh) * | 2018-12-13 | 2019-02-12 | 北京舞鹤环境工程设计有限公司 | 高油脂废水处理装置及工艺 |
| CN109592785A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-04-09 | 中国科学院生态环境研究中心 | 厌氧膜反应器-部分亚硝化-厌氧氨氧化组合装置及方法 |
| CN110606565A (zh) * | 2019-09-12 | 2019-12-24 | 广西博世科环保科技股份有限公司 | 倒置短程硝化-厌氧氨氧化污水处理装置及处理方法 |
| CN212740895U (zh) * | 2020-07-07 | 2021-03-19 | 光大环境科技（中国）有限公司 | 一种基于自身脱氮废气的厌氧氨氧化处理系统 |
| AU2021102384A4 (en) * | 2021-05-06 | 2021-07-08 | Beijing Jiaotong University | Integrated system for denitrification and energy self-sufficiency of wastewater with high carbon-to-nitrogen ratio |
| WO2021203800A1 (zh) * | 2020-04-07 | 2021-10-14 | 福建中盟环保有限公司 | 立式高浓度氨氮废水处理设备及处理工艺 |
| CN113845219A (zh) * | 2021-08-26 | 2021-12-28 | 北控水务(中国)投资有限公司 | 一种稳定实现短程硝化厌氧氨氧化过程的装置 |
-
2022
- 2022-06-30 CN CN202210769688.4A patent/CN115385448B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105502663A (zh) * | 2016-02-18 | 2016-04-20 | 江西省科学院能源研究所 | 一种多功能生物脱氮反应器 |
| CN109319928A (zh) * | 2018-12-13 | 2019-02-12 | 北京舞鹤环境工程设计有限公司 | 高油脂废水处理装置及工艺 |
| CN109592785A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-04-09 | 中国科学院生态环境研究中心 | 厌氧膜反应器-部分亚硝化-厌氧氨氧化组合装置及方法 |
| CN110606565A (zh) * | 2019-09-12 | 2019-12-24 | 广西博世科环保科技股份有限公司 | 倒置短程硝化-厌氧氨氧化污水处理装置及处理方法 |
| WO2021203800A1 (zh) * | 2020-04-07 | 2021-10-14 | 福建中盟环保有限公司 | 立式高浓度氨氮废水处理设备及处理工艺 |
| CN212740895U (zh) * | 2020-07-07 | 2021-03-19 | 光大环境科技（中国）有限公司 | 一种基于自身脱氮废气的厌氧氨氧化处理系统 |
| AU2021102384A4 (en) * | 2021-05-06 | 2021-07-08 | Beijing Jiaotong University | Integrated system for denitrification and energy self-sufficiency of wastewater with high carbon-to-nitrogen ratio |
| CN113845219A (zh) * | 2021-08-26 | 2021-12-28 | 北控水务(中国)投资有限公司 | 一种稳定实现短程硝化厌氧氨氧化过程的装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115385448A (zh) | 2022-11-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| 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 | |
| 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 | |
| US9656893B2 (en) | Simultaneous anoxic biological phosphorus and nitrogen removal with energy recovery | |
| EP1259465B1 (en) | Method and system for sustainable treatment of municipal and industrial wastewater | |
| CN109160670B (zh) | 一种基于短程反硝化+厌氧氨氧化的城市污水反硝化滤池脱氮方法 | |
| CN101302069B (zh) | 一种同步脱除废水中碳氮硫的工艺系统及方法 | |
| CN101279794B (zh) | 强化内源反硝化的膜-生物反应器脱氮除磷工艺及装置 | |
| CN102964035B (zh) | 复合式生物膜自养脱氮装置的运行方法 | |
| CN106430565B (zh) | 一种基于碳源直接转化、氮生物脱除的污水低耗处理与能源回收组合处理工艺 | |
| CN112456643A (zh) | 城市污水处理厂主流与侧流区生物膜循环交替实现部分厌氧氨氧化深度脱氮除磷系统与方法 | |
| CN209740813U (zh) | 基于a2/o工艺的厌氧—好氧内循环污泥原位减量系统 | |
| CN111138038A (zh) | 光伏驱动农村生活污水一体化处理系统和处理方法 | |
| CN101781056B (zh) | 造纸废水的处理方法 | |
| CN115385448B (zh) | 一种一体式厌氧氨氧化处理高氨氮废水的装置及方法 | |
| CN114180715A (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 | |
| KR100853287B1 (ko) | 축산폐수처리 소화시스템 및 이를 이용한 처리소화방법 | |
| CN112250179A (zh) | 通过污泥发酵物在污水处理连续流工艺中实现短程硝化耦合厌氧氨氧化反硝化的装置与方法 | |
| CN111825216A (zh) | 处理高cod高氨氮废水的系统及工艺 | |
| CN104230109B (zh) | Uasb/a/mbbr结合化学法处理高有机物高氨氮废水的方法 | |
| CN106698810B (zh) | 一种基于碳氮分离的污水处理系统及工艺 | |
| CN112960773B (zh) | 一种基于氧化态氮常态投加的低c/n生活污水深度脱氮的方法 | |
| CN212712945U (zh) | 一种高氨氮废水处理系统 | |
| CN212894108U (zh) | 处理高cod高氨氮废水的系统 | |
| CN220766702U (zh) | 一种高含氮有机废水的处理系统 | |
| CN116143284B (zh) | 通过混合污泥发酵物在连续流aoa工艺中实现双短程耦合厌氧氨氧化反硝化的装置与方法 |
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 |