CN203048739U - 强化能量回收的城市污水短程硝化+厌氧氨氧化脱氮装置 - Google Patents

强化能量回收的城市污水短程硝化+厌氧氨氧化脱氮装置 Download PDF

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王淑莹
马斌
彭永臻
李夕耀
包鹏
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Abstract

强化能量回收的城市污水短程硝化+厌氧氨氧化脱氮装置属于污水处理领域。所述装置包括:城市污水原水箱、生物吸附反应器、二沉池、中间水箱、SBR反应器。所述城市污水原水箱与中间水箱均设有溢流管和放空管;生物吸附反应器通过设置曝气头进行充氧;二沉池设有出水管、回流污泥管、剩余污泥管;SBR反应器设有曝气头和搅拌器。本装置通过将水中的有机物吸附至活性污泥,提高污水处理能量回收率;通过低氧曝气与缺氧搅拌交替运行,实现短程硝化厌氧氨氧化自养脱氮,降低污水处理运行能耗。

Description

强化能量回收的城市污水短程硝化+厌氧氨氧化脱氮装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种强化能量回收的城市污水短程硝化+厌氧氨氧化脱氮装置,属于污水生物处理技术领域。
背景技术
[0002] 城市污水中有机物不仅仅是污染物,还可以被看做能量的载体,因为可以通过厌氧发酵产甲烷,将水中的有机物转变为能源物质甲烷。现在城市污水厂应用的传统硝化反硝化生物脱氮工艺,需要利用污水中有机物作为反硝化碳源进行生物脱氮,因此就使得污水中用于产甲烷的有机物量降低。厌氧氨氧化菌的发现使得污水生物脱氮无需有机物,使得污水中有机物尽可能多的用于厌氧发酵产甲烷,从而可以提高城市污水中能量回收率。目前厌氧氨氧化技术的研究与应用主要集中在高氨氮废水处理,而将其应用于城市污水处理的比较少。
[0003] 普通推流式城市污水脱氮系统中,水质水温波动引起反应速率或反应器时间变化,而系统的水力停留时间一定,因此可能会出现反应已经结束仍继续曝气的情况而导致能量的浪费,或反应不充分而导致出水水质恶化。SBR反应器在系统容积一定时,可通过调整运行时间来控制反应进程,因此可以有效避免过曝气,同时可以稳定出水水质。
实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的就是针对现有城市污水处理能耗高、出水稳定性差的问题,提出了一种强化能量回收的城市污水短程硝化+厌氧氨氧化脱氮装置和装置,该装置和装置首先将污水中的有机物通过生物吸附作用富集至污泥,再将该污泥厌氧发酵产甲烷提高污水中能量回收率;而后污水通过短程硝化厌氧氨氧化进行自养脱氮。
[0005] 本实用新型的目的是通过以下解决方案来解决的:强化能量回收的城市污水短程硝化+厌氧氨氧化脱氮装置,其特征在于:设有城市污水原水箱1、生物吸附反应器2、二沉池3、中间水箱4、SBR反应器5 ;城市污水原水箱I设有溢流管1.1和放空管1.2 ;城市污水原水箱I通过进水泵2.1与生物吸附反应器2进水管相连接;生物吸附反应器2为分为数个格室,按照水流方向上下交错设置过流孔连接各个格室,设有空压机2.7、气体流量计2.6、气量调节阀2.5、与曝气头2.3 ;生物吸附反应器2通过二沉池连接管2.4与二沉池3连接;二沉池3通过污泥回流泵2.2与生物吸附反应器2进水管相连接;二沉池3出水管与中间水箱4连接;中间水箱4设有溢流管4.1和放空管4.2 ;中间水箱4通过SBR进水泵5.1与SBR反应器5进水管相连接;SBR反应器5设有曝气头5.4、搅拌器5.5、排泥阀5.3和排水阀 5.6。
[0006] 城市污水在此装置中的处理流程为:城市污水与二沉池回流污泥一起进入生物吸附反应器,通过活性污泥吸附作用将水中的有机物吸附至活性污泥,从而达到将水中有机物富集至污泥中的目的;生物吸附反应器出水进入中间水箱进行水质水量调节;中间水箱的污水通过SBR反应器进水泵向SBR反应器进水,在进水期间利用污泥污水中残余的有机物作为碳源,发生反硝化作用将SBR反应器中的硝态氮还原为氮气;而后SBR反应器低氧运行,将部分氨氮转化为N0_2-N,再以缺氧搅拌运行,通过厌氧氨氧化作用将氨氮和NCL2-N转化为氮气;随后再次低氧/缺氧交替运行,重复以上作用;最终达到将氮从污水中脱除的目的。
[0007] 本实用新型具有以下优势:
[0008] I)通过污泥吸附作用将污水中有机物富集,尽可能低利用污水中的有机物产生能源物质甲烷,从而提高污水中能量的回收率。
[0009] 2)低氧短程硝化与厌氧氨氧化多次交替运行,降低反应器中亚硝酸盐浓度,从而避免了厌氧氨氧化菌活性受到抑制。
[0010] 3)低氧短程硝化可以实现曝气量的降低,从而降低污水厂能耗。
[0011] 4)短程硝化厌氧氨氧化自养脱氮以无机碳做为碳源,同时厌氧氨氧化菌代谢过程中无N2O生成,因此本工艺温室气体排放少。
附图说明
[0012] 图1为本实用新型强化能量回收的城市污水短程硝化+厌氧氨氧化脱氮装置的结构示意图。
[0013] 图中I为城市污水原水箱、2为生物吸附反应器、3为二沉池、4为中间水箱、5为SBR反应器;1.1为溢流管,1.2为放空管;2.1为生物吸附反应器进水泵,2.2为生物吸附反应器回流污泥泵,2.3为曝气头,2.4为二沉池连接管,2.5为气量调节阀,2.6为气体流量计,2.7为空压机;3.1为生物吸附反应器回流污泥管阀门,3.2为排泥管阀门;4.1为溢流管,4.2为放空管;5.1为SBR进水泵,5.2为SBR反应器进水管阀门,5.3为排泥管阀,5.4为曝气头,5.5为搅拌器,5.6 为排水阀。
具体实施方式
[0014] 下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明:如图1所示强化能量回收的城市污水短程硝化+厌氧氨氧化脱氮装置设有城市污水原水箱1、生物吸附反应器2、二沉池3、中间水箱4、SBR反应器5 ;城市污水原水箱I设有溢流管1.1和放空管1.2 ;城市污水原水箱I通过进水泵2.1与生物吸附反应器2进水管相连接;生物吸附反应器2为分为数个格室,按照水流方向上下交错设置过流孔连接各个格室,设有空压机2.7、气体流量计2.6、气量调节阀2.5、与曝气头2.3 ;生物吸附反应器2通过二沉池连接管2.4与二沉池3连接;二沉池3通过污泥回流泵2.2与生物吸附反应器2进水管相连接;二沉池3出水管与中间水箱4连接;中间水箱4设有溢流管4.1和放空管4.2 ;中间水箱4通过SBR进水泵5.1与SBR反应器5进水管相连接;SBR反应器5设有曝气头5.4、搅拌器5.5、排泥阀5.3和排水阀 5.6。
[0015] 试验采用北京工业大学家属区生活污水作为原水,具体水质如下:C0D浓度为110-230mg/L ;NH+ 4-N 浓度为 63_94mg/L,NO- 2-N 彡 0.5mg/L, NO- 3_N < 0.5mg/L。试验系统如图1所示,各反应器均采用有机玻璃制成,生物吸附反应器有效体积为16L,均分为2个格室;SBR反应器有效容积为12L。
[0016] 具体运行操作如下:[0017] I)启动系统:接种城市污水厂活性污泥投加至生物吸附反应器2,使污泥浓度达到2500mg/L ;将短程硝化污泥与厌氧氨氧化污泥混合后投加至SBR反应器5,使好氧氨氧化速率与厌氧氨氧化速率比值为0.8:1-1.2:1,且使污泥浓度达到5000mg/L ;同时向SBR反应器5投加粉末活性炭500mg/L ;
[0018] 2)运行时调节操作如下:
[0019] 2.1)生物吸附反应器2污泥回流比控制在50%;好氧区溶解氧浓度控制在
0.5-2.0mg/L ;该反应器2的水力停留时间HRT控制在60min ;污泥龄控制在2_3天;
[0020] 2.2) SBR反应器5运行方式为:首先进水同时搅拌lOmin,而后为低氧搅拌15min与缺氧搅拌90min交替,在第一次低氧搅拌时调整曝气量使溶解氧浓度为为0.15-0.3mg/L,而后低氧搅拌时保持曝气量不变;当低氧搅拌时溶解氧浓度上升至0.5mg/L时结束曝气;最后再缺氧搅拌90min,然后静止沉淀30min,最后通过排水阀排水;
[0021] 2.3)SBR反应器5,若缺氧搅拌结束时亚硝酸氧氮浓度>0.5mg/L,增加缺氧搅拌时间,直至亚硝酸氧氮浓度〈0.5mg/Lo
[0022] 试验结果表明:运行稳定后,生物吸附反应器出水COD浓度为40_60mg/L,NH+4-N 浓度 45-78mg/L,NO- 2-N 浓度为 0.1-3.0mg/L, NO- 3-N 浓度 0.1-1.5mg/L ;短程硝化厌氧氨氧化反应器出水COD浓度为35-65mg/L, NH+ 4_N浓度l-llmg/L,NO- 2_N浓度为0-1.5mg/L, NO- 3-N 浓度 1.0-6.5mg/L, TN 低于 15mg/L。

Claims (1)

1.一种强化能量回收的城市污水短程硝化+厌氧氨氧化脱氮装置,其特征在于:设有城市污水原水箱(I)、生物吸附反应器(2)、二沉池(3)、中间水箱(4)、SBR反应器(5);城市污水原水箱(I)设有溢流管(1.1)和放空管(1.2);城市污水原水箱(I)通过进水泵(2.1)与生物吸附反应器(2)进水管相连接;生物吸附反应器(2)为分为数个格室,按照水流方向上下交错设置过流孔连接各个格室,设有空压机(2.7)、气体流量计(2.6)、气量调节阀(2.5)、与曝气头(2.3);生物吸附反应器(2)通过二沉池连接管(2.4)与二沉池(3)连接;二沉池(3)通过污泥回流泵(2.2)与生物吸附反应器(2)进水管相连接;二沉池(3)出水管与中间水箱(4)连接;中间水箱(4)设有溢流管(4.1)和放空管(4.2 );中间水箱(4)通过SBR进水泵(5.1)与SBR反应器(5)进水管相连接;SBR反应器(5)设有曝气头(5.4)、搅拌器(5.5)、排泥阀(5.3)和排水阀(5.6)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104961290A (zh) * 2015-04-23 2015-10-07 戚汝常 采用预处理和微曝气两阶段式低能耗污水处理方法及系统
CN108178424A (zh) * 2017-12-15 2018-06-19 张正乾 一种双回流活性污泥床污水处理方法

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