CN208776410U

CN208776410U - 一种城市污水二级处理与深度脱氮耦合装置

Info

Publication number: CN208776410U
Application number: CN201821335845.6U
Authority: CN
Inventors: 杨岸明; 田夏迪; 张树军; 蒋勇; 王佳伟; 王媛媛; 孟春霖
Original assignee: Beijing Drainage Group Co Ltd
Current assignee: Beijing Drainage Group Co Ltd
Priority date: 2018-08-17
Filing date: 2018-08-17
Publication date: 2019-04-23
Anticipated expiration: 2028-08-17

Abstract

本实用新型涉及一种城市污水二级处理与深度脱氮耦合装置，包括初沉池出水储水箱、二级生物反应器、沉淀池、二级出水水箱、外加碳源水箱、短程反硝化反应器、厌氧氨氧化反应器；二级生物反应器设有初沉池出水第一进水泵，缺氧搅拌器、曝气器、硝化液回流泵、鼓风机、污泥回流泵；短程反硝化反应器设有初沉池出水第二进水泵、碳源投加泵、二级出水进水泵、厌氧氨氧化出水回流泵；厌氧氨氧化反应器内安装有厌氧氨氧化填料。其具有结构设计合理、操作使用方便、维护成本低、自动化智能化程度高，将传统的二级生化处理工艺与新型深度处理工艺耦合，新型深度处理工艺将短程反硝化与ANAMMOX工艺耦合，能够有效实现深度处理城市污水的目的等优点。

Description

一种城市污水二级处理与深度脱氮耦合装置

技术领域

本实用新型涉及污水生物处理技术领域，尤其涉及一种城市污水二级处理与深度脱氮耦合装置。

背景技术

一般我国的城市污水属于典型的低C/N污水，二级处理工艺普遍采用基于硝化-反硝化生化反应的组合脱氮工艺，如AO、A²O、SBR等工艺，但由于C/N失衡，难以满足反硝化脱氮过程中对碳源的需求。为了满足TN的排放标准，在二级处理工艺的缺氧段投加碳源(乙酸钠、葡萄糖、甲醇等)，强化反硝化效果，同时在二级出水后设置反硝化滤池，在滤池内投加碳源，进一步去除二级出水中的TN，使出水TN达到排放标准要求。传统工艺脱氮过程需要消耗大量的有机碳源，且深度脱氮过程中滤池堵塞严重，反洗频繁，产水率低。

厌氧氨氧化自养脱氮工艺是传统硝化反硝化的革命性替代技术，其通过NO₂ ^--N(亚硝态氮)氧化NH₄ ⁺-N(氨氮)而实现自养脱氮，仅需将污水中约50％的NH₄ ⁺-N转化为NO₂ ^--N，相对传统工艺可节省62.5％的曝气能耗；不需要外加碳源、污泥产量低、不产生温室气体。ANAMMOX(厌氧氨氧化)目前在高氨氮废水领域取得了技术突破，进行了工程应用，而在城市污水等低氨氮废水中，由于难以实现及维持稳定的短程硝化，无法为ANAMMOX反应提供底物NO₂ ^--N，难以实现工程化的应用。

短程反硝化将反硝化过程控制在产NO₂ ^--N阶段，即将NO₃ ^--N还原为NO₂ ^--N，与传统的全程反硝化过程相比，短程反硝化节省投加60％的外加碳源，同时，为ANAMMOX工艺提供反应底物NO₂ ^--N，通过将短程反硝化与ANAMMOX工艺的有机结合，实现城市污水的ANAMMOX脱氮，可提高城市污水处理厂TN的去除效率，降低脱氮费用，具有重要的意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：克服现有技术中脱氮工艺存在的上述不足，提供一种城市污水二级处理与深度脱氮耦合装置，其具有结构设计合理、操作使用方便、维护成本低、自动化智能化程度高，将传统的二级生化处理工艺与新型深度处理工艺耦合，新型深度处理工艺将短程反硝化与ANAMMOX工艺耦合，能够有效实现深度处理城市污水的目的等优点。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案实现：

一种城市污水二级处理与深度脱氮耦合装置，该装置基于短程反硝化与ANAMMOX工艺的耦合，该装置包括初沉池出水储水箱、二级生物反应器、沉淀池、二级出水水箱、外加碳源水箱、短程反硝化反应器、厌氧氨氧化反应器；所述的二级生物反应器设有初沉池出水第一进水泵，缺氧搅拌器、曝气器、硝化液回流泵、鼓风机、污泥回流泵；短程反硝化反应器设有初沉池出水第二进水泵、碳源投加泵、二级出水进水泵、厌氧氨氧化出水回流泵；短程反硝化反应器内安装有短程反硝化填料；厌氧氨氧化反应器内安装有厌氧氨氧化填料；初沉池出水储水箱通过初沉池出水第一进水泵与二级生物反应器相连接；初沉池出水储水箱通过初沉池出水第二进水泵与短程反硝化反应器连接；鼓风机与曝气器相连接；外加碳源水箱通过碳源投加泵与短程反硝化反应器连接；二级出水水箱通过二级出水进水泵与短程反硝化反应器连接；厌氧氨氧化反应器通过厌氧氨氧化出水回流泵与短程反硝化反应器连接。

作为上述方案的进一步优化，该装置还包括自动控制系统，所述自动控制系统包括可编程PLC控制器、布设于初沉池出水储水箱内的电加热器、设置于电机热器上用于实时检测电加热器加热温度的温度传感器、布设于鼓风机送风口的气体流量传感器、设置于二级生物反应器中用于分别实时检测进水氨氮浓度、出水氨氮浓度的第一浓度传感器、第二浓度传感器，以及设置于短程反硝化反应器中用于分别实时检测进水的氨氮浓度、硝态氮浓度、COD浓度的第三浓度传感器、第四浓度传感器、第五浓度传感器，所述温度传感器、气体流量传感器、第一浓度传感器、第二浓度传感器、第三浓度传感器、第四浓度传感器、第五浓度传感器分别与可编程控制器数据信号连接，所述可编程PLC控制器还分别与电加热器、鼓风机、初沉池出水第二进水泵控制连接。

采用本实用新型城市污水二级处理与深度脱氮耦合装置具有如下有益效果：

(1)结构设计更加合理，整体装置在污水处理厂的占地面积小，易于优化调控，同时还能提高城市污水处理厂TN的去除效率，降低脱氮费用，无需后续处理即可排放；

(2)利用在线检测云数据中心和远程控制组件能够实现在线检测结果的远程通信，这样可有效提高检测效率以及自动化、智能化水平，同时还能有效降低人员的劳动强度，提高整体装置的运行效率。

(3)通过将传统的二级生化处理工艺与新型深度处理工艺耦合，新型深度处理工艺将短程反硝化与ANAMMOX工艺耦合，有效解决了传统工艺脱氮过程需要消耗大量的有机碳源，且深度脱氮过程中滤池堵塞严重，反洗频繁，产水率低的缺陷。

附图说明

附图1为本实用新型城市污水二级处理与深度脱氮耦合装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1对本实用新型城市污水二级处理与深度脱氮耦合装置作以详细说明。

一种城市污水二级处理与深度脱氮耦合装置，该装置基于短程反硝化与ANAMMOX工艺的耦合，该装置包括初沉池出水储水箱1、二级生物反应器2、沉淀池3、二级出水水箱4、外加碳源水箱5、短程反硝化反应器6、厌氧氨氧化反应器7；所述的二级生物反应器2设有初沉池出水第一进水泵2.1，缺氧搅拌器2.2、曝气器2.3、硝化液回流泵2.4、鼓风机2.5、污泥回流泵2.6；短程反硝化反应器6设有初沉池出水第二进水泵6.1、碳源投加泵6.2、二级出水进水泵6.3、厌氧氨氧化出水回流泵6.4；短程反硝化反应器6内安装有短程反硝化填料6.5；厌氧氨氧化反应器7内安装有厌氧氨氧化填料7.1；初沉池出水储水箱1通过初沉池出水第一进水泵2.1与二级生物反应器2相连接；初沉池出水储水箱1通过初沉池出水第二进水泵6.1与短程反硝化反应器6连接；鼓风机2.5与曝气器2.3相连接；外加碳源水箱5通过碳源投加泵6.2与短程反硝化反应器6连接；二级出水水箱4通过二级出水进水泵6.3与短程反硝化反应器6连接；厌氧氨氧化反应器7通过厌氧氨氧化出水回流泵6.4与短程反硝化反应器6连接。

该装置还包括自动控制系统，所述自动控制系统包括可编程PLC控制器、布设于初沉池出水储水箱内的电加热器、设置于电机热器上用于实时检测电加热器加热温度的温度传感器、布设于鼓风机送风口的气体流量传感器、设置于二级生物反应器中用于分别实时检测进水氨氮浓度、出水氨氮浓度的第一浓度传感器、第二浓度传感器，以及设置于短程反硝化反应器中用于分别实时检测进水的氨氮浓度、硝态氮浓度、COD浓度的第三浓度传感器、第四浓度传感器、第五浓度传感器，所述温度传感器、气体流量传感器、第一浓度传感器、第二浓度传感器、第三浓度传感器、第四浓度传感器、第五浓度传感器分别与可编程控制器数据信号连接，并将实时检测的温度信号以及对应的浓度信号发送至可编程PLC控制器，所述可编程PLC控制器还分别与电加热器、鼓风机、初沉池出水第二进水泵控制连接。

本实用新型所述城市污水二级处理与深度脱氮耦合装置的工作原理如下：

1)控制初沉池出水储水箱水温在15-35℃：

2)接种传统活性污泥至二级生物反应器，控制污泥浓度为3000-5000mg/L，接种短程反硝化菌种至短程反硝化反应器，接种的短程反硝化菌种的亚硝酸盐积累率大于80％，接种厌氧氨氧化菌种至厌氧氨氧化反应器中，接种的厌氧氨氧化菌种脱氮负荷大于1.0kg/m3·d；

3)开启初沉池出水第一进水泵提升初沉池出水至二级生物反应器，同时开启鼓风机、消化液回流泵、污泥回流泵；

4)通过调节鼓风机曝气量，控制二级生物反应器出水氨氮浓度Ce为1-3mg/L，若Ce＞3mg/Li，增大曝气量，若Ce＜1mg/L，减小曝气量；

5)开启初沉池出水第二进水泵，通过调整其流量，控制短程反硝化反应器进水氨氮浓度CA和硝态氮浓度CN的比例为0.8-1.2，若CA/CN＞1.2，降低初沉池出水第二进水泵的流量，若CA/CN＜0.8，增大初沉池出水第二进水泵的流量；

6)开启碳源投加泵，通过调整碳源投加泵流量，控制短程反硝化反应器进水中COD浓度CO与硝态氮浓度CN的比例为2-3，若CO/CN＜2，增大碳源投加泵的流量，若CO/CN＞3，减小碳源投加泵的流量；

7)开启厌氧氨氧化出水回流泵。

同时，上述可编程PLC控制器将接收到的实时温度信号以及对应的浓度信号进行数据转换后，与预设的相应浓度阈值进行比较，根据比较的结果控制电加热器、鼓风机、初沉池出水第二进水泵的运行参数。所述电加热器的加热温度控制范围为10-50℃；所述出水氨氮的预设浓度阈值为1-3mg/l、进水氨氮浓度和硝态氮浓度的预设浓度阈值比值的为0.8-1.2、COD浓度与硝态氮浓度预设浓度阈值的比值为2-3。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种城市污水二级处理与深度脱氮耦合装置，该装置基于短程反硝化与ANAMMOX工艺的耦合，其特征在于：该装置包括初沉池出水储水箱(1)、二级生物反应器(2)、沉淀池(3)、二级出水水箱(4)、外加碳源水箱(5)、短程反硝化反应器(6)、厌氧氨氧化反应器(7)；所述的二级生物反应器(2)设有初沉池出水第一进水泵(2.1)，缺氧搅拌器(2.2)、曝气器(2.3)、硝化液回流泵(2.4)、鼓风机(2.5)、污泥回流泵(2.6)；短程反硝化反应器(6)设有初沉池出水第二进水泵(6.1)、碳源投加泵(6.2)、二级出水进水泵(6.3)、厌氧氨氧化出水回流泵(6.4)；短程反硝化反应器(6)内安装有短程反硝化填料(6.5)；厌氧氨氧化反应器(7)内安装有厌氧氨氧化填料(7.1)；初沉池出水储水箱(1)通过初沉池出水第一进水泵(2.1)与二级生物反应器(2)相连接；初沉池出水储水箱(1)通过初沉池出水第二进水泵(6.1)与短程反硝化反应器(6)连接；鼓风机(2.5)与曝气器(2.3)相连接；外加碳源水箱(5)通过碳源投加泵(6.2)与短程反硝化反应器(6)连接；二级出水水箱(4)通过二级出水进水泵(6.3)与短程反硝化反应器(6)连接；厌氧氨氧化反应器(7)通过厌氧氨氧化出水回流泵(6.4)与短程反硝化反应器(6)连接。

2.根据权利要求1所述的一种城市污水二级处理与深度脱氮耦合装置，其特征在于：该装置还包括自动控制系统，所述自动控制系统包括可编程PLC控制器、布设于初沉池出水储水箱内的电加热器、设置于电机热器上用于实时检测电加热器加热温度的温度传感器、布设于鼓风机送风口的气体流量传感器、设置于二级生物反应器中用于分别实时检测进水氨氮浓度、出水氨氮浓度的第一浓度传感器、第二浓度传感器，以及设置于短程反硝化反应器中用于分别实时检测进水的氨氮浓度、硝态氮浓度、COD浓度的第三浓度传感器、第四浓度传感器、第五浓度传感器，所述温度传感器、气体流量传感器、第一浓度传感器、第二浓度传感器、第三浓度传感器、第四浓度传感器、第五浓度传感器分别与可编程控制器数据信号连接，所述可编程PLC控制器还分别与电加热器、鼓风机、初沉池出水第二进水泵控制连接。