CN117342717A - 一种污水中协同去除c、n、p、s的系统及方法 - Google Patents
一种污水中协同去除c、n、p、s的系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117342717A CN117342717A CN202311237469.2A CN202311237469A CN117342717A CN 117342717 A CN117342717 A CN 117342717A CN 202311237469 A CN202311237469 A CN 202311237469A CN 117342717 A CN117342717 A CN 117342717A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- reaction tank
- srb
- inlet
- tank
- outlet
- 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
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 88
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 43
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 36
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 35
- 239000010865 sewage Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 218
- 230000001651 autotrophic effect Effects 0.000 claims abstract description 71
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 66
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 63
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims abstract description 50
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 claims abstract description 45
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 claims abstract description 28
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims description 48
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 42
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 32
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 22
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 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 20
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 20
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims description 19
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims description 15
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 14
- 239000010806 kitchen waste Substances 0.000 claims description 14
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 14
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 claims description 12
- XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N ammonia nh3 Chemical compound N.N XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 10
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims description 9
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 9
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims description 8
- 239000002585 base Substances 0.000 claims description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 8
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 claims description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 5
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 125000001477 organic nitrogen group Chemical group 0.000 claims description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 3
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims description 3
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims description 3
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims description 3
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 3
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 claims description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 3
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 claims 3
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 claims 3
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 claims 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 3
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000005014 poly(hydroxyalkanoate) Substances 0.000 description 3
- 229920000903 polyhydroxyalkanoate Polymers 0.000 description 3
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N Butyric acid Chemical compound CCCC(O)=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 2
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N dimethylselenoniopropionate Natural products CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N valeric acid Chemical compound CCCCC(O)=O NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000605716 Desulfovibrio Species 0.000 description 1
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M Nitrite anion Chemical compound [O-]N=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 241001148162 Nitrobacter sp. Species 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 235000011054 acetic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000003914 acid mine drainage Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010170 biological method Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000001546 nitrifying effect Effects 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 235000019260 propionic acid Nutrition 0.000 description 1
- IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N quinbolone Chemical compound O([C@H]1CC[C@H]2[C@H]3[C@@H]([C@]4(C=CC(=O)C=C4CC3)C)CC[C@@]21C)C1=CCCC1 IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- -1 sulfur powder Chemical class 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 229940005605 valeric acid Drugs 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
- C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
-
- 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
- C02F1/66—Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment
-
- 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
- C02F1/70—Treatment of water, waste water, or sewage by reduction
-
- 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
-
- 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
- C02F2101/101—Sulfur compounds
-
- 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
- C02F2101/105—Phosphorus compounds
-
- 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
- C02F2101/38—Organic compounds containing nitrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/10—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from quarries or from mining activities
-
- 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
- C02F2209/02—Temperature
-
- 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
- C02F2209/06—Controlling or monitoring parameters in water treatment pH
-
- 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
- C02F2209/22—O2
-
- 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
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)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Abstract
本发明公开了一种污水中协同去除C、N、P、S的系统及方法，废水输入管道与预处理装置的入口相连通，预处理装置的出口与中和沉淀反应池的入口相连通，中和沉淀反应池的出口与SRB反应池的入口相连通，SRB反应池的出口与硫自养反硝化反应池的入口及中和沉淀反应池的入口相连通，硫自养反硝化反应池的出水口与SRB反应池的入口及好氧反应池的入口相连通，好氧反应池的出口与硫自养反硝化反应池的入口及沉淀池的入口相连通，厌氧发酵罐的出口与SRB反应池的入口相连通，碱基溶液管道与中和沉淀反应池的入口相连通，该系统及方法的水处理成本较低，且不会对环境及生态系统产生负面影响，同时稳定性较高。
Description
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，涉及一种污水中协同去除C、N、P、S的系统及方法。
背景技术
酸性矿山废水(Acid Mine Drainage，AMD)是指矿山废石和尾矿中含有的硫化物和重金属离子等在氧化和水解等化学反应下生成的酸性废水。AMD对环境和人类健康都会产生严重危害。AMD的主要污染成分包括硫酸、重金属离子等。其中硫酸对环境的影响最大，可导致水体酸化，破坏水生生物的生存环境；重金属离子如铜、铅、锌等则可对人类和动物的健康造成危害。由于AMD中缺乏有机物，当采用生物法处理酸性矿山废水时面临碳源缺乏的困境，一般需要额外补充碳源(如甲醇、乙酸等有机物)，以满足微生物的生长需求，从而导致处理成本增高。同时，伴随着采矿等工业活动会产生大量的厨余垃圾。传统的厨余垃圾在进行处理时，通常是利用厌氧发酵池对餐厨垃圾进行发酵处理，由于发酵过程中会产生大量含有丰富氮磷钾、氨基酸等营养元素的发酵液并被当作污水处理，进而造成资源的浪费。
近年来，硫自养反硝化是一种很有前景的脱氮技术。该技术利用硫化物作为电子供体，将硝酸盐氮还原为氮气，从而有效地去除废水中的总氮。相较于传统的异养型反硝化，自养型反硝化具有更高的脱氮效率和更低的能耗。同时，针对废水中的氨氮与COD残余，可利用好氧硝化菌将污水中的氨氮氧化为亚硝酸盐或硝酸盐，并实现污水中有机物的降解，达到去除COD的目的。
然而，目前的硫自养反硝化脱氮工艺中，通常需要额外投加单质硫或其他还原态硫化物作为基质载体进行硫自养化反应，不仅增加了额外的硫原料成本，还会导致水体中硫含量的增加，从而可能对环境和生态系统产生负面影响；同时，由于硫粉等不溶性硫化物的限制，反应池的空间利用率和反应速率均会受到影响，导致处理时间长和效果不稳定。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种污水中协同去除C、N、P、S的系统及方法，该系统及方法的水处理成本较低，且不会对环境及生态系统产生负面影响，同时稳定性较高。
为达到上述目的，本发明公开了一种污水中协同去除C、N、P、S的系统，包括废水输入管道、预处理装置、中和沉淀反应池、SRB反应池、硫自养反硝化反应池、好氧反应池、沉淀池、厌氧发酵罐及碱基溶液管道；
废水输入管道与预处理装置的入口相连通，预处理装置的出口与中和沉淀反应池的入口相连通，中和沉淀反应池的出口与SRB反应池的入口相连通，SRB反应池的出口与硫自养反硝化反应池的入口及中和沉淀反应池的入口相连通，硫自养反硝化反应池的出水口与SRB反应池的入口及好氧反应池的入口相连通，好氧反应池的出口与硫自养反硝化反应池的入口及沉淀池的入口相连通，厌氧发酵罐的出口与SRB反应池的入口相连通，碱基溶液管道与中和沉淀反应池的入口相连通。
SRB反应池顶部的气体出口经引风机与中和沉淀反应池的入口相连通。
SRB反应池的顶部出口经污泥泵与好氧反应池的入口相连通。
SRB反应池的出口经碱度回流泵与中和沉淀池的入口相连通。
硫自养反硝化反应池的出口经自养回流泵与SRB反应池的入口相连通。
还包括曝气风机，其中，所述曝气风机的出口与好氧反应池的入口相连通，好氧反应池的出口经硝氮回流泵与硫自养反硝化反应池的入口相连通。
沉淀池底部的污泥出口与厌氧发酵罐及污泥外排管道相连通。
预处理装置底部的污泥出口及中和沉淀反应池底部的污泥出口与污泥外排管道相连通。
本发明公开了一种污水中协同去除C、N、P、S的方法，包括以下步骤：
1)工业废水通过预处理装置去除固体物及悬浮物；
2)预处理装置的出水进入中和沉淀反应池中，在中和沉淀反应池中，通过添加碱基溶液及SRB反应池回流废水中的碱性物质调节pH值至5.5-6.0，并产生重金属离子沉淀Fe(OH)3、FeS及CuS，同时，SRB反应池部分出水中的S2-与碱性物质作为部分碱度进入到中和沉淀反应池中，与中和沉淀反应池中的重金属离子反应生成硫化物及氢氧化物沉淀；
3)SRB反应池的剩余出水流入硫自养反硝化反应池中，出水中的总溶解性硫化物作为自养反硝化的电子供体，在硫自养反硝化反应池中，实现硝氮的还原并产生氮气，硫自养反硝化反应池中的总溶解性硫化物被氧化为SO4 2-，硫自养反硝化反应池的部分出水回流至SRB反应池中，硫自养反硝化反应池的剩余出水流入好氧反应池中；
4)厨余垃圾或剩余污泥进入厌氧发酵罐中进行厌氧发酵，产生的发酵液中含有挥发性脂肪酸，所述发酵液进入SRB反应池中为硫酸盐还原提供充足碳源，在实现硫酸盐还原过程中被进一步降解；残余有机物随SRB反应池的出水流出，最终进入好氧反应池中被彻底氧化分解，实现废水中有机物的降解去除，其中，发酵液及工业废水中同时含有磷酸盐，废水流入SRB反应池中，在厌氧环境下，活性污泥中的聚磷菌利用水中的有机物合成PHA，进一步释放磷酸盐；通过定期将SRB反应池中含有聚磷菌的活性污泥排入好氧反应池中，在好氧环境下，聚磷菌进行过量吸磷，达到除磷的效果，好氧反应池的部分出水回流至硫自养反硝化反应池中，好氧反应池的剩余出水流入沉淀池中；
5)厨余垃圾或剩余污泥厌氧发酵后有机氮转化为氨氮，在好氧反应池中氧化转变为硝氮，随后回流至硫自养反硝化反应池中，与SRB反应池产生的总溶解性硫化物发生硫自养反硝化作用，实现硝氮的还原，最终转化为氮气；
6)好氧反应池中的部分活性污泥随污水进入沉淀池中进行沉淀，沉淀池底部排出的部分污泥在厨余垃圾不足时进入到厌氧发酵罐中进行厌氧发酵，保证为厌氧发酵提供充足的富含有机碳的发酵液。
所述硫自养反硝化反应池的控制条件为：DO<0.2mg/L，pH为6.5～8.0，碱度>150mg/L，BOD/N<1.5；
所述好氧反应池的控制条件为：DO为2～3.5mg/L，MLSS为3000～4000mg/L，温度18～35℃。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的污水中协同去除C、N、P、S的系统及方法在具体操作时，充分利用厨余垃圾发酵液作为补充碳源为硫酸盐还原提供电子供体，实现高硫酸盐废水中的硫酸盐还原；同时利用原废水中硫酸盐在SRB作用下生成的总溶解硫化物作为反硝化的电子供体，实现高硫酸盐废水和发酵液中C、N、P、S的协同去除。具体的，本发明将厌氧发酵、硫酸盐还原、硫自养反硝化及好氧氧化相耦合，有序构建不同的功能单元，分别实现有机物的降解和有机氮的氨化、硫酸盐的还原去除和厌氧释磷、硝态氮参与的硫自养反硝化、残余有机物与磷酸盐去除和氨氮氧化，进而实现污水中C、N、P、S的协同去除。同时利用厨余垃圾发酵为硫酸盐还原提供碳源，避免外加碳源的投加，降低处理成本，不会对环境及生态系统产生负面影响；另外，剩余污泥可作为厨余垃圾替代物，在厨余垃圾不足时进行厌氧发酵，提供充足的富含有机碳的发酵液，保证整个工艺的连续、稳定运行，并实现剩余污泥的资源化处置。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图。
其中，1为预处理装置、2为中和沉淀反应池、3为SRB反应池、4为硫自养反硝化反应池、5为好氧反应池、6为沉淀池、7为厌氧发酵罐、8为碱度回流泵、9为引风机、10为自养回流泵、11为污泥泵、12为硝氮回流泵、13为曝气风机。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
在附图中示出了根据本发明公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
参考图1，本发明所述的污水中协同去除C、N、P、S的系统包括预处理装置1、中和沉淀反应池2、SRB反应池3、硫自养反硝化反应池4、好氧反应池5、沉淀池6、厌氧发酵罐7、碱度回流泵8、引风机9、自养回流泵10、污泥泵11、硝氮回流泵12及曝气风机13；
废水输入管道与预处理装置1的入口相连通，预处理装置1的出口与中和沉淀反应池2的入口相连通，中和沉淀反应池2的出口与SRB反应池3的入口相连通，SRB反应池3的出口与硫自养反硝化反应池4的入口相连通，硫自养反硝化反应池4的出水口与SRB反应池3的入口及好氧反应池5的入口相连通，好氧反应池5的出口与硫自养反硝化反应池4的入口及沉淀池6的入口相连通，厌氧发酵罐7的出口与SRB反应池3的入口相连通。
本实施例中，SRB反应池3顶部的气体出口经引风机9与中和沉淀反应池2的入口相连通。
本实施例中，SRB反应池3的顶部出口经污泥泵11与好氧反应池5的入口相连通。
本实施例中，SRB反应池3的出口经碱度回流泵8与中和沉淀池6的入口相连通。
本实施例中，硫自养反硝化反应池4的出口经自养回流泵10与SRB反应池3的入口相连通。
本实施例中，还包括曝气风机13，其中，所述曝气风机13的出口与好氧反应池5的入口相连通，好氧反应池5的出口经硝氮回流泵12与硫自养反硝化反应池4的入口相连通。
本实施例中，沉淀池6的上清液出口与出水管道相连通。
本实施例中，沉淀池6底部的污泥出口与厌氧发酵罐7及污泥外排管道相连通。
本实施例中，碱基溶液管道与中和沉淀反应池2的入口相连通。
本实施例中，预处理装置1底部的污泥出口及中和沉淀反应池2底部的污泥出口与污泥外排管道相连通。
在工作时，工业废水通过预处理装置1去除悬浮物，再在中和沉淀反应池2中去除重金属硫化物及氢氧化物沉淀，然后进入SRB反应池3中通过硫酸盐还原作用降解有机物并去除SO4 2-，产生总溶解硫化物；产生的总溶解硫化物随着SRB反应池3出水部分进入硫自养反硝化反应池4中作为电子供体，通过硫自养反硝化作用将硝态氮转化为氮气，同时总溶解硫化物转变为SO4 2-并随硫自养反硝化反应池4部分出水回流至SRB反应池3中；硫自养反硝化反应池4的部分出水进入好氧反应池5中将废水中剩余有机物降解并氨氮氧化，同时在好氧反应池5中聚磷菌吸收磷酸盐，好氧反应池5的出水进入沉淀池6中进行泥水分离，最终实现废水中C、N、P、S的协同去除。
本发明所述的污水中协同去除C、N、P、S的方法包括以下步骤：
1)工业废水通过预处理装置1去除固体物及悬浮物，减小悬浮物对后续处理设备的堵塞及磨损，提高设备的运行效率和寿命。
2)预处理装置1的出水进入中和沉淀反应池2中，在中和沉淀反应池2中，通过添加碱基溶液及SRB反应池3回流废水中的碱性物质调节pH值至5.5-6.0，并产生重金属离子沉淀Fe(OH)3、FeS及CuS，同时，SRB反应池3出水中的S2-与碱性物质也提供部分碱度与中和沉淀反应池2中的重金属离子反应生成硫化物及氢氧化物沉淀；中和沉淀反应池2的底部具备排泥功能，进行剩余污泥的定期排放。
3)中和沉淀反应池2的出水进入SRB反应池3中，在SRB反应池3中，通过硫酸盐还原作用进行SO4 2-及COD的协同去除，并生成S2-、S0及S2O3 2-等总溶解性硫化物(TDS)及部分碱度(CO3 2-、HCO3 -)，其中，SRB反应池3中的部分HS-/S2-以气态硫化氢的形式逸出，并通过引风机9进入中和沉淀反应池2中；同时，SRB反应池3的部分出水回流至中和沉淀反应池2中，回流废水中包含总溶解性硫化物(TDS)及碱度(CO3 2-、HCO3 -)，回流比例占SRB反应池3出水的50％-90％；剩余出水流入硫自养反硝化反应池4中，出水中的总溶解性硫化物(TDS)作为自养反硝化的电子供体，在硫自养反硝化反应池4中，实现硝氮的还原并产生氮气，其中，硫自养反硝化反应池4的控制条件为：DO<0.2mg/L，pH为6.5～8.0，碱度>150mg/L，BOD/N<1.5。硫自养反硝化反应池4中的总溶解性硫化物(TDS)被氧化为SO4 2-，硫自养反硝化反应池4的部分出水回流至SRB反应池3中，回流比例占硫自养反硝化反应池4出水的40％-70％，剩余出水流入好氧反应池5中。
4)厨余垃圾或剩余污泥进入厌氧发酵罐7中进行厌氧发酵，产生的发酵液中富含挥发性脂肪酸，包括甲酸、乙酸、丙酸、丁酸及戊酸，发酵液进入SRB反应池3中为硫酸盐还原提供充足碳源，在实现硫酸盐还原过程中被进一步降解；残余有机物随SRB反应池3的出水流出，最终进入好氧反应池5中被彻底氧化分解，实现废水中有机物的降解去除。发酵液及工业废水中同时含有磷酸盐，废水流入SRB反应池3中，在厌氧环境下，活性污泥中的聚磷菌利用水中的有机物合成PHA，进一步释放磷酸盐；通过污泥泵11定期将含有聚磷菌的活性污泥通过管道排入好氧反应池5中，在好氧环境下，聚磷菌进行过量吸磷，达到除磷的效果。好氧反应池5的控制条件为：DO为2～3.5mg/L，MLSS为3000～4000mg/L，温度18～35℃，好氧反应池5的部分出水回流至硫自养反硝化反应池4中，回流比例占好氧反应池5出水的80％-95％，剩余出水流入沉淀池6中。
5)厨余垃圾或剩余污泥厌氧发酵后有机氮转化为氨氮，在好氧反应池5中氧化转变为硝氮，随后通过硝氮回流泵12回流至硫自养反硝化反应池4中，与SRB反应池3产生的总溶解性硫化物(TDS)发生硫自养反硝化作用，实现硝氮的还原，最终转化为氮气。
6)好氧反应池5中的部分活性污泥随污水进入沉淀池6中，沉淀池6的底部具备排泥功能，进行剩余污泥排放，其中，部分剩余污泥可在厨余垃圾不足时进入到厌氧发酵罐7中进行厌氧发酵，保证为厌氧发酵提供充足的富含有机碳的发酵液，保证整个工艺的连续、稳定运行，同时实现部分剩余污泥的资源化处置。
实施例一
本实施例采用某矿区酸性废水与该矿区厨余垃圾收集作为原水，水质特性如表1所示。
表1
按照本发明进行协同去除。
酸性矿山废水的进水流量为3.0L/h，中和沉淀反应池2中的pH值控制在6，SRB反应池3、硫自养反硝化反应池4及好氧反应池5的水力停留时间分别为12h、0.3h及8h，好氧反应池5的溶解氧为2-5mg/L。厌氧发酵罐7中发酵液的pH＝4.7，COD约为48720mg/L。
在常温下，沉淀池6中pH值控制在6，底部沉淀的剩余污泥抽出后得到富含铁、铜锌等重金属的剩余污泥，经检测，处理后废水中的重金属离子均不超过0.5mg/L。
SRB反应池3中的硫酸根被还原为硫离子，且聚磷菌于SRB反应池3中释磷，好氧反应池5中吸磷，经检测，出水中的硫酸根不超过20mg/L，磷酸盐不超过1mg/L。
硫自养反硝化反应池4与好氧反应池5通过硝化反硝化进行脱氮，经检测，出水中总氮浓度不超过15mg/L。
当系统运行稳定时，系统出水水质达到国家排放标准GB/T29999—2013《铜矿山酸性废水综合处理规范》的要求。
种群结果分析表明，SRB反应池3中的优势菌属为Desulfovibrio，硫自养反硝化反应池4的优势菌属为硫自养反硝化菌Thiobacillus，好氧反应池5中的优势菌属为Nitrobacter Sp.。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种污水中协同去除C、N、P、S的系统，其特征在于，包括废水输入管道、预处理装置(1)、中和沉淀反应池(2)、SRB反应池(3)、硫自养反硝化反应池(4)、好氧反应池(5)、沉淀池(6)、厌氧发酵罐(7)及碱基溶液管道；
废水输入管道与预处理装置(1)的入口相连通，预处理装置(1)的出口与中和沉淀反应池(2)的入口相连通，中和沉淀反应池(2)的出口与SRB反应池(3)的入口相连通，SRB反应池(3)的出口与硫自养反硝化反应池(4)的入口及中和沉淀反应池(2)的入口相连通，硫自养反硝化反应池(4)的出水口与SRB反应池(3)的入口及好氧反应池(5)的入口相连通，好氧反应池(5)的出口与硫自养反硝化反应池(4)的入口及沉淀池(6)的入口相连通，厌氧发酵罐(7)的出口与SRB反应池(3)的入口相连通，碱基溶液管道与中和沉淀反应池(2)的入口相连通。
2.根据权利要求1所述的污水中协同去除C、N、P、S的系统，其特征在于，SRB反应池(3)顶部的气体出口经引风机(9)与中和沉淀反应池(2)的入口相连通。
3.根据权利要求1所述的污水中协同去除C、N、P、S的系统，其特征在于，SRB反应池(3)的顶部出口经污泥泵(11)与好氧反应池(5)的入口相连通。
4.根据权利要求1所述的污水中协同去除C、N、P、S的系统，其特征在于，SRB反应池(3)的出口经碱度回流泵(8)与中和沉淀池(6)的入口相连通。
5.根据权利要求1所述的污水中协同去除C、N、P、S的系统，其特征在于，硫自养反硝化反应池(4)的出口经自养回流泵(10)与SRB反应池(3)的入口相连通。
6.根据权利要求1所述的污水中协同去除C、N、P、S的系统，其特征在于，还包括曝气风机(13)，其中，所述曝气风机(13)的出口与好氧反应池(5)的入口相连通，好氧反应池(5)的出口经硝氮回流泵(12)与硫自养反硝化反应池(4)的入口相连通。
7.根据权利要求1所述的污水中协同去除C、N、P、S的系统，其特征在于，沉淀池(6)底部的污泥出口与厌氧发酵罐(7)及污泥外排管道相连通。
8.根据权利要求1所述的污水中协同去除C、N、P、S的系统，其特征在于，预处理装置(1)底部的污泥出口及中和沉淀反应池(2)底部的污泥出口与污泥外排管道相连通。
9.一种污水中协同去除C、N、P、S的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)工业废水通过预处理装置(1)去除固体物及悬浮物；
2)预处理装置(1)的出水进入中和沉淀反应池(2)中，在中和沉淀反应池(2)中，通过添加碱基溶液及SRB反应池(3)回流废水中的碱性物质调节pH值至5.5-6.0，并产生重金属离子沉淀Fe(OH)3、FeS及CuS，同时，SRB反应池(3)部分出水中的S2-与碱性物质作为部分碱度进入到中和沉淀反应池(2)中，与中和沉淀反应池(2)中的重金属离子反应生成硫化物及氢氧化物沉淀；
3)SRB反应池(3)的剩余出水流入硫自养反硝化反应池(4)中，出水中的总溶解性硫化物作为自养反硝化的电子供体，在硫自养反硝化反应池(4)中，实现硝氮的还原并产生氮气，硫自养反硝化反应池(4)中的总溶解性硫化物被氧化为SO4 2-，硫自养反硝化反应池(4)的部分出水回流至SRB反应池(3)中，硫自养反硝化反应池(4)的剩余出水流入好氧反应池(5)中；
4)厨余垃圾或剩余污泥进入厌氧发酵罐(7)中进行厌氧发酵，产生的发酵液中含有挥发性脂肪酸，所述发酵液进入SRB反应池(3)中为硫酸盐还原提供充足碳源，在实现硫酸盐还原过程中被进一步降解；残余有机物随SRB反应池(3)的出水流出，最终进入好氧反应池(5)中被彻底氧化分解，实现废水中有机物的降解去除，其中，发酵液及工业废水中同时含有磷酸盐，废水流入SRB反应池(3)中，在厌氧环境下，活性污泥中的聚磷菌利用水中的有机物合成PHA，进一步释放磷酸盐；通过定期将SRB反应池(3)中含有聚磷菌的活性污泥排入好氧反应池(5)中，在好氧环境下，聚磷菌进行过量吸磷，达到除磷的效果，好氧反应池(5)的部分出水回流至硫自养反硝化反应池(4)中，好氧反应池(5)的剩余出水流入沉淀池(6)中；
5)厨余垃圾或剩余污泥厌氧发酵后有机氮转化为氨氮，在好氧反应池(5)中氧化转变为硝氮，随后回流至硫自养反硝化反应池(4)中，与SRB反应池(3)产生的总溶解性硫化物发生硫自养反硝化作用，实现硝氮的还原，最终转化为氮气；
6)好氧反应池(5)中的部分活性污泥随污水进入沉淀池(6)中进行沉淀，沉淀池(6)底部排出的部分污泥在厨余垃圾不足时进入到厌氧发酵罐(7)中进行厌氧发酵，保证为厌氧发酵提供充足的富含有机碳的发酵液。
10.根据权利要求9所述的污水中协同去除C、N、P、S的方法，其特征在于，所述硫自养反硝化反应池(4)的控制条件为：DO<0.2mg/L，pH为6.5～8.0，碱度>150mg/L，BOD/N<1.5；
所述好氧反应池(5)的控制条件为：DO为2～3.5mg/L，MLSS为3000～4000mg/L，温度18～35℃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311237469.2A CN117342717A (zh) | 2023-09-22 | 2023-09-22 | 一种污水中协同去除c、n、p、s的系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311237469.2A CN117342717A (zh) | 2023-09-22 | 2023-09-22 | 一种污水中协同去除c、n、p、s的系统及方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117342717A true CN117342717A (zh) | 2024-01-05 |
Family
ID=89356669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311237469.2A Pending CN117342717A (zh) | 2023-09-22 | 2023-09-22 | 一种污水中协同去除c、n、p、s的系统及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117342717A (zh) |
-
2023
- 2023-09-22 CN CN202311237469.2A patent/CN117342717A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108483655B (zh) | 一种短程硝化反硝化耦合厌氧氨氧化和硫自养反硝化深度脱氮的方法 | |
| CN108946944A (zh) | 短程反硝化促进废水总氮去除的方法 | |
| CN105585122A (zh) | 一种高氨氮低c/n比废水处理系统及处理工艺 | |
| CN1354143A (zh) | 废水中氮和磷的同时去除法 | |
| CN109694131B (zh) | 一种垃圾渗滤液的脱氮方法及系统 | |
| CN103819061A (zh) | 一种烟气脱硫废水的物化与生化组合处理工艺及其装置 | |
| CN110395851B (zh) | 基于氮磷捕获和全程自养脱氮的高海拔城镇污水处理方法 | |
| CN101219841A (zh) | 混合和净化生活垃圾填埋场渗滤液和食物垃圾上清液的方法 | |
| CN110407321A (zh) | 多级分层填料床反应器城市二级出水深度脱氮除磷方法 | |
| CN104773925A (zh) | 一种同时处理垃圾渗滤液和酸性矿山排水的方法 | |
| CN113336337A (zh) | 一种新型一体化脱氮装置及应用 | |
| CN110606626B (zh) | 一种同步脱氮除磷污水处理工艺 | |
| CN101186387A (zh) | 一种提高实际污水在厌氧-低氧条件下生物同时除磷脱氮效果的方法 | |
| CN203754565U (zh) | 一种烟气脱硫废水的物化与生化组合处理装置 | |
| CN113716689B (zh) | 一种基于硫还原与硫自养反硝化的混合营养型脱氮方法 | |
| CN111675426B (zh) | 一种应用复合菌剂的聚氨酯污水处理系统及方法 | |
| JP3958900B2 (ja) | 排水からの窒素の除去方法 | |
| CN116216989A (zh) | 一种粪污废水处理方法及处理系统 | |
| CN103663844B (zh) | 一种乙烯废碱液的处理方法 | |
| KR20100046936A (ko) | 복합탈질시스템 | |
| CN117342717A (zh) | 一种污水中协同去除c、n、p、s的系统及方法 | |
| CN211546257U (zh) | 一种高度集成的改良a/a/o-mbr一体化污水处理装置 | |
| CN211170319U (zh) | 一种铁促进磁加载厌/缺氧活性污泥法与生物膜法耦合处理系统 | |
| KR101306805B1 (ko) | 유기물과 질소성분을 함유한 폐수의 처리 장치 및 그 처리 방법 | |
| KR101063790B1 (ko) | 미생물의 내생탈질기작을 이용한 폐수의 총인 및 총질소 제거 시스템 |
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 |