CN116040792A - 一种利用悬浮沸石填料实现一体化短程硝化-厌氧氨氧化高效脱氮的装置与方法 - Google Patents
一种利用悬浮沸石填料实现一体化短程硝化-厌氧氨氧化高效脱氮的装置与方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116040792A CN116040792A CN202310022752.7A CN202310022752A CN116040792A CN 116040792 A CN116040792 A CN 116040792A CN 202310022752 A CN202310022752 A CN 202310022752A CN 116040792 A CN116040792 A CN 116040792A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- aeration
- water
- anaerobic
- sbr reactor
- sewage
- 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
Links
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 74
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 66
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 title claims abstract description 61
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 60
- 239000000945 filler Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 37
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 title claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 105
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims abstract description 58
- 239000010865 sewage Substances 0.000 claims abstract description 52
- XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N ammonia nh3 Chemical compound N.N XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- 241001453382 Nitrosomonadales Species 0.000 claims abstract 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 abstract description 13
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 37
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 32
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 claims description 16
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 13
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 13
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 12
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 claims description 12
- 239000013589 supplement Substances 0.000 claims description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 11
- 229920006327 polystyrene foam Polymers 0.000 claims description 10
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims description 10
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 9
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 7
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 7
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 7
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 6
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 238000012258 culturing Methods 0.000 claims description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 abstract description 10
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000006172 buffering agent Substances 0.000 abstract 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 24
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 7
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M Nitrite anion Chemical compound [O-]N=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 4
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 4
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 3
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 2
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-N Nitrous acid Chemical compound ON=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 229910001579 aluminosilicate mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 ammonia nitrogen ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment 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
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/12—Activated sludge processes
- C02F3/1236—Particular type of activated sludge installations
- C02F3/1263—Sequencing batch reactors [SBR]
-
- 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
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/10—Packings; Fillings; Grids
- C02F3/104—Granular carriers
-
- 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
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/12—Activated sludge processes
- C02F3/1205—Particular type of activated sludge processes
- C02F3/1226—Particular type of activated sludge processes comprising an absorbent material suspended in the mixed liquor
-
- 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
- C02F3/28—Anaerobic digestion processes
-
- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
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
一种利用悬浮沸石填料实现一体化短程硝化‑厌氧氨氧化高效脱氮的装置与方法，属于污水生物处理领域。装置包括城市污水水箱，SBR反应器和出水水箱三部分。生活污水进入SBR反应器，在曝气条件下，悬浮的沸石填料作为载体富集截留细菌的同时，还可以利用自身的吸附氨氮的特性作为“缓冲剂”维持稳定的游离氨(FA)浓度，实现稳定的短程硝化效果；在缺氧条件下，短程硝化产生的亚硝态氮与曝气阶段剩余的氨氮为厌氧氨氧化细菌的富集提供适宜的底物条件，悬浮的沸石填料能为厌氧氨氧化细菌的富集提供载体环境条件。在SBR反应器成功启动一体化短程硝化‑厌氧氨氧化并稳定运行，实现生活污水的高效脱氮。
Description
技术领域
本发明所涉及的一种利用悬浮沸石填料实现一体化短程硝化-厌氧氨氧化高效脱氮的装置与方法，属于污水生物处理技术领域。
背景技术
传统的污水处理厂处理污废水的方法是硝化反硝化生物处理技术，但该方法在硝化阶段需要大量的曝气能耗，反硝化阶段通常因为碳源不足而需外加碳源，这样的高能耗低效的方法不符合资源节约型社会的需求。
基于厌氧氨氧化反应的短程硝化-厌氧氨氧化工艺具有低曝气能耗、节省碳源、经济高效等优点，近年来成为行业研究热点之一。相较于两段式短程硝化-厌氧氨氧化工艺，一体化的短程硝化-厌氧氨氧化具有节省占地面积、工艺流程短、操作便捷的优势，但实际应用时，常常难以抑制亚硝酸盐氧化细菌活性，导致短程硝化被破坏，常见的抑制亚硝酸盐氧化细菌活性的措施包括：较高的温度、较低的溶解氧浓度、游离氨(FA)抑制、游离亚硝酸(FNA)抑制。此外，厌氧氨氧化细菌由于世代周期长，难以稳定截留富集，进而影响整体的脱氮性能，用填料来截留细菌可以将水力停留时间与污泥停留时间分离，实现厌氧氨氧化细菌的富集。
沸石多见于岩浆岩的裂缝中，属于含水硅铝酸盐矿物,呈四面体结构。沸石的优点十分多,具体来说,包括无毒、廉价、可再生等。沸石在污水处理中应用广泛：一方面，由于其粗糙多孔的外表可以用作填料，加速生物质的富集生长，因此可以考虑将沸石用作填料截留富集厌氧氨氧化细菌；另一方面，由于沸石强大的选择吸附性，也有研究利用沸石吸附解吸氨氮的特性维持相对维持稳定的短程硝化性能。将悬浮沸石填料应用于一体化短程硝化-厌氧氨氧化工艺，沸石在作为填料，富集形成生物膜时的同时，还作为氨氮吸附剂，维持稳定的短程硝化性能，为厌氧氨氧化细菌提供稳定的底物供应，实现一体化短程硝化-厌氧氨氧化稳定高效的脱氮。
发明内容
本发明提出一种利用悬浮沸石填料实现一体化短程硝化-厌氧氨氧化高效脱氮的装置与方法，利用沸石填料与氨氮吸附剂的双重作用，同时实现短程硝化的稳定维持与厌氧氨氧化细菌的有效富集，在城市污水作为进水的条件下，出水总氮浓度低于15mg/L,实现一体化短程硝化-厌氧氨氧化的高效脱氮。
本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：
1.一种利用悬浮沸石填料实现一体化短程硝化-厌氧氨氧化高效脱氮的装置，其特征在于：包括城市污水水箱(1)、SBR反应器(2)、出水水箱(3)：城市污水水箱(1)设有进水泵(1.1)；SBR反应器(2)设有曝气盘(2.1)、气泵(2.2)、下挡板(2.3)、不锈钢网罩(2.4)、悬浮沸石填料(2.5)、上挡板(2.6)、排水口(2.7)、气体流量计(2.8)、进水口(2.9)、pH/DO测定仪(2.10)、搅拌杆(2.11)；悬浮沸石填料(2.5)设有聚酯纤维网状球壳(2.5.1)、沸石颗粒(2.5.2)、聚苯乙烯泡沫(2.5.3)；
实验装置连接：所述城市污水水箱(1)通过进水泵(1.1)与SBR反应器(2)的进水口(2.9)相连；SBR反应器(2)的排水口(2.7)与出水水箱(3)相连。
2.一种利用悬浮沸石填料实现一体化短程硝化-厌氧氨氧化高效脱氮的方法，其特征在于，具体启动与运行调控步骤如下：
2.1)挂膜启动阶段：
2.1.1)挂膜阶段：SBR反应器接种污泥为全程硝化污泥，污泥浓度保持在3000-4000mg/L，不主动排泥；在SBR反应器上下挡板间投加悬浮沸石填料，填充比在30-40％，并在搅拌杆周围安装不锈钢网罩，防止搅拌时损坏悬浮沸石填料。悬浮沸石填料是由3-4mm直径的沸石颗粒、聚苯乙烯泡沫，两者按照1：2-1：1的体积比装填进聚酯纤维网状球壳中组成的，聚苯乙烯泡沫确保沸石填料能在反应器内悬浮；以城市污水作为进水，此外视情况额外投加碳酸氢钠补充碱度，碱度以氧化钙计算，保证与氨氮的质量浓度比为2-4，进而维持进水pH在7.5-8.0范围内；进水泵将污水泵入SBR反应器中，进水完成开始厌氧搅拌与好氧曝气交替运行，先是厌氧搅拌1h，接着曝气2h，目的是使悬浮的沸石填料与生物质更充分地接触，如此循环6-7次后静置沉淀1h后排水结束，排水比为30％；使用气体流量计控制曝气阶段的溶解氧浓度在2-4mg/L；一天运行一个周期；挂膜培养3-7天，保证悬浮沸石填料快速的附着形成生物膜；
2.1.2)短程硝化的启动：以城市污水作为进水，此外视情况额外投加碳酸氢钠补充碱度，碱度以氧化钙计算，保证与氨氮的质量浓度比为2-4，进而维持进水pH在7.5-8.0范围内；进水泵将污水泵入SBR反应器中，一个运行周期为6-9h；进水的同时开始厌氧搅拌60-120min；厌氧阶段结束后为曝气阶段，打开气泵曝气270-390min，使用气体流量计控制曝气阶段的溶解氧浓度在0.5-1.0mg/L，曝气阶段结束后静置沉淀30min后将上清液排入出水水箱，控制排水比为30％。当SBR反应器曝气阶段结束时的亚硝态氮与氨氮的质量浓度比为1-1.5并保持稳定14天以上，说明短程硝化阶段成功启动；
2.1.3)厌氧氨氧化的启动：以城市污水作为进水，此外视情况额外投加碳酸氢钠补充碱度，碱度以氧化钙计算，保证与氨氮的质量浓度比为2-4，进而维持进水pH在7.5-8.0范围内；进水泵将污水泵入SBR反应器中，一个运行周期为6-8h；进水的同时开始厌氧搅拌30-60min；厌氧阶段结束后为曝气阶段，打开空气泵曝气210-240min，使用气体流量计控制曝气阶段的溶解氧0.5-1.0mg/L；曝气结束后缺氧搅拌90-150min，此阶段富集厌氧氨氧化细菌；缺氧搅拌结束后静置沉淀30min，将上清液排入出水水箱，控制排水比为30％。运行至出水总氮浓度小于15mg/L，氨氮与亚硝态氮的浓度均小于3mg/L并保持稳定14天以上，说明一体化短程硝化-厌氧氨氧化工艺成功启动；
2.2)稳定运行阶段：
以城市污水作为进水，此外视情况额外投加碳酸氢钠补充碱度，碱度以氧化钙计算，保证与氨氮的质量浓度比为2-4，进而维持进水pH在7.5-8.0范围内；进水泵将污水泵入SBR反应器中，一个运行周期为4-6h；进水的同时开始厌氧搅拌30-60min；厌氧阶段结束后为曝气阶段，打开空气泵曝气90-150min，使用气体流量计控制曝气阶段的溶解氧0.5-1.0mg/L；曝气结束后缺氧搅拌90-120min，此阶段富集厌氧氨氧化细菌；缺氧搅拌结束后静置沉淀30min，将上清液排入出水水箱，控制排水比为30％。运行至出水总氮浓度小于15mg/L，氨氮与亚硝态氮的浓度均小于3mg/L并保持稳定30天以上，说明一体化短程硝化-厌氧氨氧化工艺稳定运行且实现了高效脱氮。
技术原理：
沸石利用自身的钠离子或者钙离子与液相中的氨氮离子进行离子交换，将氨氮吸附，从而在沸石周围形成富氨微环境，加上沸石表面粗糙多孔，更有利于氨氧化细菌附着。氨氧化细菌附着后，可以利用沸石吸附的氨氮进行短程硝化反应，从而推动沸石继续吸附液相中的氨氮。在沸石的物理化学吸附与氨氧化细菌的生物解吸下达到稳定的动态平衡时，液相中的氨氮浓度也维持在相对稳定的水平，在适宜的碱度和pH环境下，形成了适宜的游离氨(FA)的浓度来稳定抑制亚硝酸盐氧化细菌；短程硝化作用实现后，液相中逐渐积累了亚硝酸盐，当其与氨氮以合适的浓度比例存在时，就为厌氧氨氧化细菌的富集提供了底物条件，同时沸石填料也可以作为载体，为厌氧氨氧化细菌的富集提供了环境条件，在厌氧氨氧化细菌参与下，实现一体化短程硝化-厌氧氨氧化的高效脱氮。
一种利用悬浮沸石填料实现一体化短程硝化-厌氧氨氧化高效脱氮的装置与方法，具有以下优势：
(1)一体化短程硝化-厌氧氨氧化的SBR反应器简单易操作，节省占地面积；
(2)一体化短程硝化-厌氧氨氧化可以节省曝气能耗、节约碳源，无温室气体的排放，保护环境；
(3)沸石具有吸附剂与填料的双重作用，极大的发挥其特点优势的同时，沸石价格低廉，可以降低整个工艺的运行成本；
(4)沸石的吸附氨氮的作用可以维持短程硝化性能的稳定，实现有效的亚硝态氮基积累；
(5)沸石的填料作用可以促进厌氧氨氧化细菌的截留富集，解决厌氧氨氧化细菌生长缓慢的问题，在稳定的短程硝化基础上实现高效的厌氧氨氧化脱氮。
附图说明
图1为利用悬浮沸石填料实现一体化短程硝化-厌氧氨氧化高效脱氮装置结构示意图：
图1中：1-城市污水水箱；2-SBR反应器；3-出水水箱；1.1-进水泵；2.1-曝气盘、2.2-气泵、2.3-下挡板、2.4-不锈钢网罩、2.5-悬浮沸石填料、2.6-上挡板、2.7-排水口、2.8-气体流量计、2.9-进水口、2.10-pH/DO测定仪、2.11-搅拌杆；
图2为悬浮沸石填料。图2中：2.5.1-聚酯纤维网状球壳、2.5.2-沸石颗粒、2.5.3-聚苯乙烯泡沫。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方案：
1.如图1所示，一种利用悬浮沸石填料实现一体化短程硝化-厌氧氨氧化高效脱氮的装置，其特征在于：包括城市污水水箱(1)、SBR反应器(2)、出水水箱(3)：城市污水水箱(1)设有进水泵(1.1)；SBR反应器(2)设有曝气盘(2.1)、气泵(2.2)、下挡板(2.3)、不锈钢网罩(2.4)、悬浮沸石填料(2.5)、上挡板(2.6)、排水口(2.7)、气体流量计(2.8)、进水口(2.9)、pH/DO测定仪(2.10)、搅拌杆(2.11)；悬浮沸石填料(2.5)设有聚酯纤维网状球壳(2.5.1)、沸石颗粒(2.5.2)、聚苯乙烯泡沫(2.5.3)；
实验装置连接：所述城市污水水箱(1)通过进水泵(1.1)与SBR反应器(2)的进水口(2.9)相连；SBR反应器(2)的排水口(2.7)与出水水箱(3)相连。
2.一种利用悬浮沸石填料实现一体化短程硝化-厌氧氨氧化高效脱氮的方法，其特征在于，具体启动与调控步骤如下：
2.1)挂膜启动阶段：
2.1.1)挂膜阶段：SBR反应器接种污泥为实验室的全程硝化污泥，反应器内污泥浓度保持在3000±500mg/L；在SBR反应器上下挡板间投加悬浮沸石填料，使得填充比在40％；在搅拌杆周围安装不锈钢网罩，防止搅拌时损坏悬浮沸石填料。悬浮沸石填料是由3-4mm直径的沸石颗粒、聚苯乙烯泡沫，两者按照1：2-1：1的体积比装填进聚酯纤维网状球壳中组成的，聚苯乙烯泡沫确保沸石填料能在反应器内悬浮；以北京工业大学家属楼生活污水作为进水，主要含有50-70mg/L的氨氮，此外视情况额外投加碳酸氢钠补充碱度，碱度以氧化钙计算，保证与氨氮的质量浓度比为4，进而维持进水pH在8.0±0.5范围内；进水泵将污水泵入SBR反应器中，进水完成开始厌氧搅拌与好氧曝气交替运行，先是厌氧搅拌1h，接着曝气2h，目的是使悬浮的沸石填料与生物质更充分地接触，如此循环7次后静置沉淀1h后排水结束，排水比为30％；使用气体流量计控制曝气阶段的溶解氧浓度在2-4mg/L；一天运行一个周期；挂膜培养7天，肉眼可见悬浮沸石填料快速的附着形成了棕褐色生物膜；
2.1.2)短程硝化的启动：以北京工业大学家属楼生活污水作为进水，主要含有50-70mg/L的氨氮，此外视情况额外投加碳酸氢钠补充碱度，碱度以氧化钙计算，保证与氨氮的质量浓度比为4，进而维持进水pH在8.0±0.5范围内；进水泵将污水泵入SBR反应器中，一个运行周期8h；进水的同时开始厌氧搅拌60min；厌氧阶段结束后为曝气阶段，打开气泵曝气390min，使用气体流量计控制曝气阶段的溶解氧浓度在0.5-1.0mg/L，曝气阶段结束后静置沉淀30min后将上清液排入出水水箱，控制排水比为30％；一天运行3个周期；运行14天后SBR反应器曝气阶段结束时的亚硝态氮与氨氮的质量浓度比为1-1.5并保持稳定，说明短程硝化阶段成功启动并稳定维持；
2.1.3)厌氧氨氧化的启动：以北京工业大学家属楼生活污水作为进水，主要含有50-70mg/L的氨氮，此外视情况额外投加碳酸氢钠补充碱度，碱度以氧化钙计算，保证与氨氮的质量浓度比为4，进而维持进水pH在8.0±0.5范围内；进水泵将污水泵入SBR反应器中，一个运行周期8h；进水的同时开始厌氧搅拌60min；厌氧阶段结束后为曝气阶段，打开空气泵曝气240min，使用气体流量计控制曝气阶段的溶解氧0.5-1.0mg/L；曝气结束后缺氧搅拌150min，由于短程硝化的成功启动，在此时亚硝态氮与氨氮的质量浓度比为1-1.5，满足厌氧氨氧化反应的条件；缺氧搅拌结束后静置沉淀30min，将上清液排入出水水箱，控制排水比为30％；一天运行3个周期；运行19天后，SBR反应器曝气阶段结束时的亚硝态氮与氨氮的质量浓度比为1-1.5，缺氧阶段的亚硝态氮与氨氮消耗的浓度质量比为1.26±0.46，接近厌氧氨氧化反应的比例，出水总氮浓度小于15mg/L，氨氮与亚硝态氮的浓度均小于3mg/L并保持稳定，说明一体化短程硝化-厌氧氨氧化工艺成功启动；
2.2)稳定运行阶段：
以北京工业大学家属楼生活污水作为进水，主要含有50-70mg/L的氨氮，此外视情况额外投加碳酸氢钠补充碱度，碱度以氧化钙计算，保证与氨氮的质量浓度比为4，进而维持进水pH在8.0±0.5范围内；进水泵将污水泵入SBR反应器中，一个运行周期为6h；进水的同时开始厌氧搅拌60min；厌氧阶段结束后为曝气阶段，打开空气泵曝气150min，使用气体流量计控制曝气阶段的溶解氧0.5-1.0mg/L；曝气结束后缺氧搅拌120min，此阶段富集厌氧氨氧化细菌；缺氧搅拌结束后静置沉淀30min，将上清液排入出水水箱，控制排水比为30％；一天运行4个周期；运行60天后出水总氮浓度稳定的低于15mg/L，氨氮与亚硝态氮的浓度均小于3mg/L，说明一体化短程硝化-厌氧氨氧化工艺稳定运行且实现了高效脱氮。
Claims (2)
1.一种利用悬浮沸石填料实现一体化短程硝化-厌氧氨氧化高效脱氮的装置，其特征在于：包括城市污水水箱(1)、SBR反应器(2)、出水水箱(3)：城市污水水箱(1)设有进水泵(1.1)；SBR反应器(2)设有曝气盘(2.1)、气泵(2.2)、下挡板(2.3)、不锈钢网罩(2.4)、悬浮沸石填料(2.5)、上挡板(2.6)、排水口(2.7)、气体流量计(2.8)、进水口(2.9)、pH/DO测定仪(2.10)、搅拌杆(2.11)；悬浮沸石填料(2.5)设有聚酯纤维网状球壳(2.5.1)、沸石颗粒(2.5.2)、聚苯乙烯泡沫(2.5.3)；所述城市污水水箱(1)通过进水泵(1.1)与SBR反应器(2)的进水口(2.9)相连；SBR反应器(2)的排水口(2.7)与出水水箱(3)相连。
2.应用权利要求1所述装置实现一体化短程硝化-厌氧氨氧化高效脱氮的方法，其特征在于，具体启动与运行调控步骤如下：
2.1)挂膜启动阶段：
2.1.1)挂膜阶段：SBR反应器接种污泥为全程硝化污泥，污泥浓度保持在3000-4000mg/L，不主动排泥；在SBR反应器上下挡板间投加悬浮沸石填料，填充比在30-40％，并在搅拌杆周围安装不锈钢网罩，防止搅拌时损坏悬浮沸石填料；悬浮沸石填料是由3-4mm直径的沸石颗粒、聚苯乙烯泡沫，两者按照1：2-1：1的体积比装填进聚酯纤维网状球壳中组成的，聚苯乙烯泡沫确保沸石填料能在反应器内悬浮；以城市污水作为进水，此外视情况额外投加碳酸氢钠补充碱度，碱度以氧化钙计算，保证与氨氮的质量浓度比为2-4，进而维持进水pH在7.5-8.0范围内；进水泵将污水泵入SBR反应器中，进水完成开始厌氧搅拌与好氧曝气交替运行，先是厌氧搅拌1h，接着曝气2h，如此交替运行6-7次后静置沉淀1h后排水结束，排水比为30％；使用气体流量计控制曝气阶段的溶解氧浓度在2-4mg/L；一天运行一个周期；挂膜培养3-7天，保证悬浮沸石填料快速的附着形成生物膜；
2.1.2)短程硝化的启动：以城市污水作为进水，此外视情况额外投加碳酸氢钠补充碱度，碱度以氧化钙计算，保证与氨氮的质量浓度比为2-4，进而维持进水pH在7.5-8.0范围内；进水泵将污水泵入SBR反应器中，一个运行周期为6-9h；进水的同时开始厌氧搅拌60-120min；厌氧阶段结束后为曝气阶段，打开气泵曝气270-390min，使用气体流量计控制曝气阶段的溶解氧浓度在0.5-1.0mg/L，曝气阶段结束后静置沉淀30min后将上清液排入出水水箱，控制排水比为30％；当SBR反应器曝气阶段结束时的亚硝态氮与氨氮的质量浓度比为1-1.5并保持稳定14天以上，说明短程硝化阶段成功启动；
2.1.3)厌氧氨氧化的启动：以城市污水作为进水，此外视情况额外投加碳酸氢钠补充碱度，碱度以氧化钙计算，保证与氨氮的质量浓度比为2-4，进而维持进水pH在7.5-8.0范围内；进水泵将污水泵入SBR反应器中，一个运行周期为6-8h；进水的同时开始厌氧搅拌30-60min；厌氧阶段结束后为曝气阶段，打开空气泵曝气210-240min，使用气体流量计控制曝气阶段的溶解氧0.5-1.0mg/L；曝气结束后缺氧搅拌90-150min，此阶段富集厌氧氨氧化细菌；缺氧搅拌结束后静置沉淀30min，将上清液排入出水水箱，控制排水比为30％；运行至出水总氮浓度小于15mg/L，氨氮与亚硝态氮的浓度均小于3mg/L并保持稳定14天以上，说明一体化短程硝化-厌氧氨氧化工艺成功启动；
2.2)稳定运行阶段：
以城市污水作为进水，此外视情况额外投加碳酸氢钠补充碱度，碱度以氧化钙计算，保证与氨氮的质量浓度比为2-4，进而维持进水pH在7.5-8.0范围内；进水泵将污水泵入SBR反应器中，一个运行周期为4-6h；进水的同时开始厌氧搅拌30-60min；厌氧阶段结束后为曝气阶段，打开空气泵曝气90-150min，使用气体流量计控制曝气阶段的溶解氧0.5-1.0mg/L；曝气结束后缺氧搅拌90-120min，此阶段富集厌氧氨氧化细菌；缺氧搅拌结束后静置沉淀30min，将上清液排入出水水箱，控制排水比为30％。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310022752.7A CN116040792B (zh) | 2023-01-08 | 2023-01-08 | 一种利用悬浮沸石填料实现一体化短程硝化-厌氧氨氧化高效脱氮的装置与方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310022752.7A CN116040792B (zh) | 2023-01-08 | 2023-01-08 | 一种利用悬浮沸石填料实现一体化短程硝化-厌氧氨氧化高效脱氮的装置与方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116040792A true CN116040792A (zh) | 2023-05-02 |
| CN116040792B CN116040792B (zh) | 2024-06-21 |
Family
ID=86130920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310022752.7A Active CN116040792B (zh) | 2023-01-08 | 2023-01-08 | 一种利用悬浮沸石填料实现一体化短程硝化-厌氧氨氧化高效脱氮的装置与方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116040792B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116925889A (zh) * | 2023-09-18 | 2023-10-24 | 中国市政工程西南设计研究总院有限公司 | 一种硝化菌富集培养装置及污水处理装置、方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113087134A (zh) * | 2021-03-18 | 2021-07-09 | 北京工业大学 | 投加羟胺结合低污泥龄控制快速实现部分短程硝化/厌氧氨氧化一体化的装置和方法 |
| CN113480004A (zh) * | 2021-07-15 | 2021-10-08 | 北京工业大学 | 一种城市污水碳磷捕获后通过pda深度脱氮及实现磷回收的装置与方法 |
| WO2022062615A1 (zh) * | 2020-09-24 | 2022-03-31 | 北京工业大学 | 半短程硝化-厌氧氨氧化耦合硫自养反硝化实现生活污水深度脱氮的装置与方法 |
-
2023
- 2023-01-08 CN CN202310022752.7A patent/CN116040792B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022062615A1 (zh) * | 2020-09-24 | 2022-03-31 | 北京工业大学 | 半短程硝化-厌氧氨氧化耦合硫自养反硝化实现生活污水深度脱氮的装置与方法 |
| CN113087134A (zh) * | 2021-03-18 | 2021-07-09 | 北京工业大学 | 投加羟胺结合低污泥龄控制快速实现部分短程硝化/厌氧氨氧化一体化的装置和方法 |
| CN113480004A (zh) * | 2021-07-15 | 2021-10-08 | 北京工业大学 | 一种城市污水碳磷捕获后通过pda深度脱氮及实现磷回收的装置与方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116925889A (zh) * | 2023-09-18 | 2023-10-24 | 中国市政工程西南设计研究总院有限公司 | 一种硝化菌富集培养装置及污水处理装置、方法 |
| CN116925889B (zh) * | 2023-09-18 | 2024-02-02 | 中国市政工程西南设计研究总院有限公司 | 一种污水处理装置、方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116040792B (zh) | 2024-06-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106830573B (zh) | 基于强化碳捕获与厌氧氨氧化的低能耗城市污水脱氮方法 | |
| CN101525179B (zh) | 一种厌氧氨氧化处理低浓度氨氮废水的方法 | |
| CN113072183B (zh) | 一种通过传统活性污泥实现主流厌氧氨氧化原位富集的方法与装置 | |
| WO2012000162A1 (zh) | 一步去除废水中碳氮污染物的方法 | |
| CN103395942B (zh) | 低温条件下实现持久稳定亚硝酸盐氮积累的方法及装置 | |
| CN110127955B (zh) | 一种用于低c/n比污水高效脱氮的双池人工快渗系统及方法 | |
| CN110104909B (zh) | 一种低碳氮比化工污水的滤池及其污水处理方法 | |
| CN104058551A (zh) | 一种节能高效的城市污水自养脱氮生物处理方法及装置 | |
| CN113896324B (zh) | 以超高no2-积累率实现中试规模低温城市污水短程硝化快速启动并稳定维持的方法 | |
| CN108658229B (zh) | 一种自养/异养深度脱氮过程控制的装置与方法 | |
| CN116040792B (zh) | 一种利用悬浮沸石填料实现一体化短程硝化-厌氧氨氧化高效脱氮的装置与方法 | |
| CN101717153A (zh) | 高盐废水生物处理系统的快速构建方法 | |
| CN105692902A (zh) | 一种处理城市生活污水的双颗粒污泥一体化工艺 | |
| CN110092482B (zh) | 一种基于固定化小球实现同步pnd-dnra处理含碳、氮废水的方法 | |
| CN113636640B (zh) | 一种生物滴滤中试装置及利用其短程硝化驯化的方法 | |
| CN204490603U (zh) | 无厌氧释磷高效去除污水中磷酸盐的反应装置 | |
| CN114291889A (zh) | 一种基于聚糖菌的生物笼污水处理工艺 | |
| CN103601347B (zh) | 一种生活污水的处理方法及uafb-egsb耦合系统的快速启动方法 | |
| CN116143277B (zh) | 一种利用沸石填料维持高氨氮废水稳定短程硝化-厌氧氨氧化的装置与方法 | |
| CN111018101B (zh) | 一种膜生物膜培养驯化工艺及处理高盐废水用膜生物膜反应装置 | |
| CN113415884B (zh) | 一种充分利用内碳源同时处理生活污水和硝酸盐废水脱氮除磷的方法 | |
| CN115925112A (zh) | 一种利用组合沸石填料抵抗水质波动维持厌氧氨氧化稳定性的装置与方法 | |
| CN115057590A (zh) | 一种基于沸石曝气生物滤池实现中低浓度氨氮废水稳定亚硝化方法 | |
| CN115124139A (zh) | 低温环境硫自养反硝化系统的启动方法 | |
| CN210340620U (zh) | 一种用于低c/n比污水高效脱氮的双池人工快渗系统 |
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 | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |