CN220597239U - 一种低碳源市政污水用高效脱氮系统 - Google Patents
一种低碳源市政污水用高效脱氮系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN220597239U CN220597239U CN202322012607.9U CN202322012607U CN220597239U CN 220597239 U CN220597239 U CN 220597239U CN 202322012607 U CN202322012607 U CN 202322012607U CN 220597239 U CN220597239 U CN 220597239U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbon source
- pipeline
- anaerobic ammonia
- ammonia oxidation
- tank
- 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
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 40
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 36
- 239000010841 municipal wastewater Substances 0.000 title description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 107
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 82
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 60
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 57
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims abstract description 53
- 239000010865 sewage Substances 0.000 claims abstract description 52
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 39
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 36
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims abstract description 18
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims abstract description 10
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 35
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims description 30
- 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 28
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 19
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 15
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 14
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 6
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 94
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 47
- 241001453382 Nitrosomonadales Species 0.000 abstract description 6
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 6
- 230000029087 digestion Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004904 shortening Methods 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N ammonia nh3 Chemical compound N.N XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000011001 backwashing Methods 0.000 description 6
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- CKUAXEQHGKSLHN-UHFFFAOYSA-N [C].[N] Chemical compound [C].[N] CKUAXEQHGKSLHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000370 acceptor Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 4
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 3
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M Nitrite anion Chemical compound [O-]N=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 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
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 2
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- 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 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000001195 anabolic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000001651 autotrophic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005842 biochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000001925 catabolic effect Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000012851 eutrophication Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 1
- 230000037353 metabolic pathway Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 230000009965 odorless effect Effects 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 238000011165 process development Methods 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种低碳源市政污水用高效脱氮系统,包括PLC智能控制系统以及沿着市政污水的流动方向依次设置的格栅井、调节池、快速混合器、循环式厌氧氨氧化生物反应器、MBR膜池和回用水池;通过反硝化作用仅将NO3 ‑还原为NO2 ‑,缩短氮转化途径,在通过反硝化作用直接将NO2 ‑还原为氮气,之后进入厌氧氨氧化反应区,厌氧氨氧化反应区利用厌氧氨氧化菌,以NO2 ‑作为电子受体,将NH4氧化为N2,厌氧氨氧化菌充分利用污水中少量有机物消化产生的CO2为无机碳源,不仅能够解决污水出水总氮过高的问题,而且无需曝气和外加碳源,进而降低了污水脱氮曝气能耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及污水处理技术领域,更具体地说,是涉及一种低碳源市政污水用高效脱氮系统。
背景技术
我国70%以上城市污水呈低碳氮比特征,处理水要达标排放需大量投加碳源,污水处理面临达标排放和节能降耗的双重考验。外加碳源又导致二氧化碳的排放量增加,在全球温室效应愈演愈烈的形势下,降低二氧化碳等温室气体的排放也是必须考虑的问题。因此,低碳、高效与可持续的污水处理新技术成为当前迫切需求。
其次,由于过量的氮磷排放会导致水环境富营养化和退化,节能型营养元素去除生物技术的开发成为污水处理厂的迫切需求。然而,将硝化和反硝化相结合的传统方法通过氨氧化细菌(AOB)对铵(NH4 +-N)氧化为亚硝酸盐(NO2 --N),通过亚硝酸盐氧化细菌(NOB)进一步氧化硝酸盐(NO3 --N)的过程需要相当大的能量消耗。此外,脱氮除磷和的厌氧和缺氧工艺需要外部碳源,不仅增加了运营成本,还诱发二次污染。因此,寻求有效的解决方案,提高实际运行中的脱氮性能,具有十分重要的意义。
20世纪90年代初,荷兰的Mulder和van de Graaf等人发现厌氧氨氧化过程,并富集了一种新型微生物—厌氧氨氧化菌。这一发现不仅使人们对自然界氮循环有了新的认识,也意味着微生物氮代谢途径本质上的改变,推动了污水生物脱氮技术的发展,开启了以Anammox为代表的新型工艺技术研究阶段。
厌氧氨氧化(Anammox),即厌氧氨氧化菌,一种自养型的细菌,厌氧氨氧化生物在缺氧或厌氧的环境条件下,分别将氨、亚硝酸盐作为无机碳源固定的电子供体和厌氧氨氧化反应的受体,产生无色无味、性质稳定的氮气(N2)和硝酸盐的生物过程,其化学计量学方程式为NH4 ++1.32NO2 -+0.066HCO3 -+0.13H+→
1.02N2+0.26NO3 -+0.066CH2O0.5N0.15+2.03H2O,该方程式还囊括了分解代谢反应和合成代谢反应。
近年来,虽围绕厌氧氨氧化菌生长代谢特性与工艺开发及应用的研究成果颇丰,但实际应用厌氧氨氧化工艺仍存在长期面临的瓶颈问题,例如:
①难以稳定获取反应基质亚硝态氮(NO2 -);
②厌氧氨氧化菌群因环境与无机碳源不足等原因而不稳定,需定期接种的问题;
③厌氧氨氧化反应后总氮(主要为硝态氮NO3 -)升高,导致总排水总氮过高无法获取高品质再生水等等。
因此,如何解决污水出水总氮过高以及污水脱氮曝气能耗高等问题已成为了亟待突破的技术难题。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足,本实用新型提供一种低碳源市政污水用高效脱氮系统,以污水出水总氮过高以及污水脱氮曝气能耗高的问题,从而实现市政污水高效处理的同时,还提高再生水品质。
本实用新型技术方案如下所述:一种低碳源市政污水用高效脱氮系统,包括PLC智能控制系统以及沿着市政污水的流动方向依次设置的格栅井、调节池、快速混合器、循环式厌氧氨氧化生物反应器、MBR膜池和回用水池;
所述格栅井内设置有格栅机,所述格栅机用于去除市政污水上的粗大悬浮物;
所述调节池通过提升水泵连通所述快速混合器,所述调节池内部设有浮球液位计,所述浮球液位计通过信号线将液位信号传输至所述PLC智能控制系统;
所述快速混合器通过加药管线分别与碳源加药装置、PAC加药装置连接;
所述循环式厌氧氨氧化生物反应器包括亚硝态氮稳定获取区、反硝化反应区和厌氧氨氧化反应区,所述快速混合器出水口经管线连通所述亚硝态氮稳定获取区,所述反硝化反应区一端连通所述亚硝态氮稳定获取区,所述反硝化反应区另一端连通所述厌氧氨氧化反应区,所述反硝化反应区用于将市政污水中的NO3-还原为NO2-,所述厌氧氨氧化反应区用于通过厌氧氨氧化菌将NO2-作为电子受体,将NH4氧化为N2;
所述MBR膜池通过管线连通所述厌氧氨氧化反应区,所述MBR膜池用于实现泥水固液分离;
所述回用水池末端设有出水水质检测管线,所述出水水质检测管线连接出水水质检测系统,所述出水水质检测系统与所述PLC智能控制系统信号连接。
进一步地,所述快速混合器内的DO浓度值控制在1㎎/L,所述反硝化反应区的DO浓度值控制在0.2㎎/L,所述厌氧氨氧化反应区的DO浓度值控制在0㎎/L。
进一步地,所述格栅井和所述调节池为一体结构。
进一步地,所述调节池末端设有潜水提升泵连接提升管线,所述提升管线上设有第一电磁流量计,所述第一电磁流量计通过信号线将流量信号传输至所述PLC智能控制系统。
进一步地,所述快速混合器内设置有DO传感器和pH传感器,所述DO传感器和pH传感器分别与多参数在线检测仪信号连接,且所述多参数在线检测仪通过数据传输线与所述PLC智能控制系统信号连接。
进一步地,所述亚硝态氮稳定获取区和反硝化反应区内部均设有循环推流器,所述厌氧氨氧化反应区的末端设有内回流泵,内回流泵通过内回流管线与所述快速混合器连接,且所述内回流管线上设有第二电磁流量计,所述第二电磁流量计通过信号线将流量信号传输至所述PLC智能控制系统。
进一步地,所述亚硝态氮稳定获取区、所述反硝化反应区以及所述厌氧氨氧化反应区底部均设有放空排泥管线以连通所述调节池。
进一步地,所述MBR膜池内部设置有膜组件,所述膜组件下端设有曝气装置,所述曝气装置通过曝气管线与风机连接,所述膜组件上端通过产水管线分别与产水泵进水端以及反洗泵出水端连接,其中,所述产水泵的出水端与所述回用水池连接,所述反洗泵的进水端通过反洗管线与所述回用水池连接。
进一步地,所述MBR膜池底部设置有污泥回流泵,所述污泥回流泵通过污泥回流管线连接所诉和快速混合器,所述污泥回流管线上设有第三电磁流量计;所述MBR膜池底部设有放空排泥管线连通所述调节池。
进一步地,所述PLC智能控制系统包括AI算力模块,所述AI算力模块读取DO浓度和pH浓度实时数据,AI算力模块用于根据采集到的DO浓度值大小与设定限值进行对比计算,控制增强或减弱所述污泥回流泵的运行频率。
根据上述方案的本实用新型,其有益效果在于:本实用新型提供了一种低碳源市政污水用高效脱氮系统,包括PLC智能控制系统以及沿着市政污水的流动方向依次设置的格栅井、调节池、快速混合器、循环式厌氧氨氧化生物反应器、MBR膜池和回用水池;通过将循环式厌氧氨氧化生物反应器按照反应阶段划分为三个反应区,分别为亚硝态氮稳定获取区、反硝化反应区和厌氧氨氧化反应区,快速混合器将MBR膜池剩余的少量污泥混合液快速混合后输送进入亚硝态氮稳定获取区,亚硝态氮稳定获取区利用多功能菌群反应,以使得高浓度的NO3 -抑制的正向反应,进一步提高亚硝态氮NO2 -的浓度,持续稳定的创造了亚硝态氮形成环境,为后续厌氧氨氧化菌获取了稳定反应基质亚硝态氮(NO2 -)提供了前提条件,之后,污泥混合液进入反硝化反应区中,通过反硝化作用仅将NO3 -还原为NO2 -,缩短氮转化途径,在通过反硝化作用直接将NO2 -还原为氮气,之后进入厌氧氨氧化反应区,厌氧氨氧化反应区利用厌氧氨氧化菌,以NO2 -作为电子受体,将NH4氧化为N2,厌氧氨氧化菌充分利用污水中少量有机物消化产生的CO2为无机碳源,不仅能够解决污水出水总氮过高的问题,而且无需曝气和外加碳源,进而降低了污水脱氮曝气能耗。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中的低碳高效脱氮系统的结构示意图;
图2为本发明实施例中的溶解氧数值采集及控制系统示意图;
图3为本发明实施例中的出水总氮数据采集及控制系统示意图;
图4为本发明实施例中的碳氮比值采集分析及控制系统示意图。
在图中,1、格栅井;2、调节池;3、快速混合器;
4、循环式厌氧氨氧化生物反应器;401、亚硝态氮稳定获取区;402、反硝化反应区;403、厌氧氨氧化反应区;
5、MBR膜池;6、回用水池;
7、PLC智能控制系统;701、电脑端;702、手机APP移动端;703、进水水质检测系统,704、出水水质检测系统;705、数据传输线;
11、格栅机;12、浮球液位计;13、潜水提升泵;14、第一电磁流量计;15、碳源加药装置;16、PAC加药装置;17、pH传感器;18、多参数在线检测仪;19、循环推流器;20、内回流泵;21、风机;22、膜组件;23、曝气装置;24、污泥回流泵;25、产水泵;26、反洗泵;
30、提升管线;31、内回流管线;32、污泥回流管线;33、产水管线;34、反洗管线;35、放空排泥管线;36、进水水质检测管线;37、加药管线;38、曝气管线;39、出水水质检测管线。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本实用新型的原理,但不能用来限制本实用新型的范围,即本实用新型不限于所描述的实施例。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,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,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
为了更好地理解本实用新型,下面结合附图以及实施方式对本实用新型进行进一步的描述:
请参阅图1至图4,本实施例提供一种低碳源市政污水用高效脱氮系统,按照市政污水从进水端至出水端的流动方向,依次设置格栅井1、调节池2、快速混合器3、循环式厌氧氨氧化生物反应器4、MBR膜池5、回用水池6,其中,格栅井1与调节池2为一体结构,调节池2经过潜水提升泵13连通快速混合器3,快速混合器3出水口经管线连通循环式厌氧氨氧化生物反应器4,循环式厌氧氨氧化生物反应器4末端出水口经管线连通MBR膜池5,MBR膜池5与回用水池6为连体式结构。
在本实施例中,格栅井1内部设有格栅机11,格栅机11后端设有进水水质检测管线36;进水水质检测管线36连接进水水质检测系统703,进水水质检测系统703将采集的COD(化学需氧量,指在一定条件下,采用一定的强氧化剂处理水样时所消耗的氧化剂量)、BOD(BOD是用生物分解有机物时的好氧量,用来表示废水中有机物浓度)、氨氮、总磷、总氮数据,通过网线传送至PLC智能控制系统7,通过AI程序实时监测进水碳氮比值;调节池2内部设有浮球液位计12,调节池2末端设有潜水提升泵13连接提升管线30,提升管线30上设有第一电磁流量计14,浮球液位计12通过信号线将液位信号传输至PLC智能控制系统7。
在本实施例中,快速混合器3内设有DO传感器和pH传感器17,DO传感器和pH传感器17经多参数在线检测仪18将采集到的DO和pH数据通过数据传输线705传送至PLC智能控制系统7;快速混合器3通过加药管线37分别与碳源加药装置15、PAC加药装置16连接。
在本实施例中,循环式厌氧氨氧化生物反应器4按照反应阶段划分为三个反应区,依次为亚硝态氮稳定获取区401、反硝化反应区402和厌氧氨氧化反应区403;亚硝态氮稳定获取区401、反硝化反应区102内部均设有循环推流器19,厌氧氨氧化反应区403内末端设有内回流泵20,内回流泵20通过内回流管线31连接快速混合器3,内回流管线31上设有第二电磁流量计;亚硝态氮稳定获取区401、反硝化反应区402、厌氧氨氧化反应区403底部均设有放空排泥管线35连通调节池2。
在本实施例中,MBR膜池5内部设有膜组件22,膜组件下端设有曝气装置23,曝气装置23通过曝气管线38与风机21连接,膜组件22上端通过产水管线33与产水泵25进水端、反洗泵26出水端连接,其中,产水泵25出水连接回用水池6,反洗泵26进水端通过反洗管线34连接回用水池6;MBR膜池5末端底部设有污泥回流泵24,污泥回流泵24通过污泥回流管线32连接快速混合器3,污泥回流管线32上设有第三电磁流量计;MBR膜池5底部设有放空排泥管线35连通调节池2。
在本实施例中,回用水池6末端设有出水水质检测管线39;出水水质检测管线39连接出水水质检测系统704,出水水质检测系统704将采集的COD、BOD、氨氮、总磷、总氮数据,通过数据传输线705传送至PLC智能控制系统7,通过程序实时监测出水水质。
具体地,在连续运行阶段,格栅机11、潜水提升泵13、循环推流器19、风机21、产水泵25、反洗泵26、PAC加药装置16均接入PLC智能控制系统7电源输入端,通过程序可自动化控制设备启停。
在连续运行阶段,PLC智能控制系统7中AI算力模块读取DO浓度和pH浓度实时数据,根据实时采集DO浓度值大小与设定限值进行对比计算,控制增减污泥回流泵24运行频率,调节回流比数值大小,控制快速混合器3的DO浓度保持在1mg/L。
在连续运行阶段,PLC智能控制系统7中AI算力模块读取出水总氮与进水碳氮比值实时数据,根据实时采集出水总氮浓度值大小与进水碳氮比大小与设定限值进行对比计算,智能控制碳源加药装置15运行时长;
在连续运行阶段,第一电磁流量计14、第二电磁流量计、第三电磁流量计分别通过信号线将流量信号传输至PLC智能控制系统7;
在本实施例中,PLC智能控制系统7内包含PLC逻辑控制柜、4G网络物联网传输网关、故障传感器、状态传感器和人工智能程序等模块,从而实现电脑端701、手机APP移动端702的远程控制。
另一方面,本发明提供一种低碳高效脱氮的方法,其特征步骤如下:
步骤S1、市政污水经过收集管网汇总后进入格栅井1,通过格栅机11去除粗大的悬浮物;
步骤S2、上述步骤S1污水随后进入污水调节池2进一步进行水量调节、水质均化,得到中和污水;
步骤S3、上述步骤S2污水通过潜水提升泵13将调节池的污水提升进入快速混合器3,随后进入至循环式厌氧氨氧化生物反应器4内,循环式厌氧氨氧化生物反应器4末端通过厌氧回流至快速混合器3,同时投加PAC药剂,经快速混合器3混合后进入循环式厌氧氨氧化生物反应器4内,循环式厌氧氨氧化生物反应器4内部功能菌群反复多周期循环反应,使污水中碳、氮通过多途径生化反应协同降解,同时循环式厌氧氨氧化生物反应器4内部密集生物填料利于多功能菌群共存及繁殖,提高功能菌群的丰度,使系统内厌氧氨氧化菌群、反硝化菌群快速富集,减少菌群的流失,解决厌氧氨氧化菌对外界环境因素敏感和难以持留的问题,厌氧氨氧化菌充分利用原水中的有机物在厌氧氨氧化反应区形成的二氧化碳作为无机碳源进行有效繁殖,减少外加碳源投加。
步骤S4、上述步骤S3污水随后污水自流进入MBR膜池5,MBR膜池5的过滤作用实现泥水固液分离,从而达到去除有机物、实现脱氮除磷的目的。通过污泥回流泵24利用污泥回流管线32,将少量剩余的污泥混合液回流至快速混合器3,确保回流的泥水混合物中的DO处于最佳值,确保稳定获取大量的厌氧氨氧化反应所需的反应基质亚硝态氮。之后得到优质的再生水进入回用水池6,回用水可用于道路冲洗、绿化、冲洗厕所等。
根据上述方案的本发明,步骤S3具体包括:
步骤S31、循环式厌氧氨氧化生物反应器4按照反应阶段划分为三个反应区,依次为亚硝态氮稳定获取区401、反硝化反应区402、厌氧氨氧化反应区403;快速混合器3接受厌氧氨氧化反应区403厌氧回流和MBR膜池5少量剩余的污泥混合液,经过快速混合器3快速混合后进入亚硝态氮稳定获取区401多功能菌群反应,高浓度的NO3 -抑制的正向反应,进一步提高亚硝态氮NO2 -的浓度,持续稳定的创造了亚硝态氮形成环境,为后续厌氧氨氧化菌获取了稳定反应基质亚硝态氮(NO2 -);亚硝态氮稳定获取区401化学反应式为:
NH4++2O2→NO2 -+2H2O
NH3+1.5O2→NO2 -+2H++H2O
步骤S32、上述步骤S32出水进入反硝化反应区402中,通过反硝化作用仅将NO3 -还原为NO2 -,缩短氮转化途径。在通过反硝化作用直接将NO2 -还原为氮气,同时进入厌氧氨氧化反应区403,厌氧氨氧化反应区403利用厌氧氨氧化菌,以NO2 -作为电子受体,将NH4氧化为N2,厌氧氨氧化菌充分利用污水中少量有机物消化产生的CO2为无机碳源,无需曝气和外加碳源。
反硝化反应区402、厌氧氨氧化反应区403化学反应式为:
NH4 ++1.5NO3 -→0.5N2+2H2O
NH4 ++1.5NO2 -+0.5H2O→0.5N2+2H++2H2O
步骤S3中,快速混合器3DO浓度值控制在1㎎/L,反硝化反应区402DO浓度值控制在0.2㎎/L;
步骤S31中,污泥回流比控制在30%-60%,内回流比150%-200%,实际进水通过AI算力模块计算最佳回流比值。
请参阅表1和表2,本实施例一种低碳高效脱氮的方法在甘肃某镇市政生活污水处理厂实践,其中进水原水水质COD浓度为120-150mg/L,氨氮浓度为25-40mg/L,总氮浓度为35-50mg/L,COD、氨氮、总氮平均进水浓度为135mg/L,32.5mg/L,42.5mg/L。
表1系统达标稳定运行后总氮15天不同点位检测数据表
表2系统达标稳定运行后氨氮15天不同点位检测数据表
由上表可知,采用本发明所提到工艺,快速混合器的DO浓度值控制在1㎎/L,反硝化反应区的DO浓度值控制在0.2㎎/L;厌氧氨氧化反应区的DO浓度值为0㎎/L,污泥回流比为50%,内回流比180%时,能够实现氨氮去除率为94%~98%,稳定平均氨氮去除率为96%,平均出水氨氮质量浓度为1.3㎎/L;实现总氮去除率为88%~92%,稳定平均总氮去除率为90%,平均出水总氮质量浓度为4.25㎎/L;出水COD质量浓度稳定维持在30㎎/L,平均在25㎎/L,证明本发明所提到的工艺,出水水质稳定达标且优于国家一级A标准和《城市污水再生利用城市杂用水水质》标准。
应当理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
上面结合附图对本发明专利进行了示例性的描述,显然本发明专利的实现并不受上述方式的限制,只要采用了本发明专利的方法构思和技术方案进行的各种改进,或未经改进将本发明专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本发明的保护范围内。
应当理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
上面结合附图对本实用新型专利进行了示例性的描述,显然本实用新型专利的实现并不受上述方式的限制,只要采用了本实用新型专利的方法构思和技术方案进行的各种改进,或未经改进将本实用新型专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本实用新型的保护范围内。
Claims (9)
1.一种低碳源市政污水用高效脱氮系统,其特征在于,包括PLC智能控制系统以及沿着市政污水的流动方向依次设置的格栅井、调节池、快速混合器、循环式厌氧氨氧化生物反应器、MBR膜池和回用水池;
所述格栅井内设置有格栅机,所述格栅机用于去除市政污水上的粗大悬浮物;
所述调节池通过提升水泵连通所述快速混合器,所述调节池内部设有浮球液位计,所述浮球液位计通过信号线将液位信号传输至所述PLC智能控制系统;
所述快速混合器通过加药管线分别与碳源加药装置、PAC加药装置连接;
所述循环式厌氧氨氧化生物反应器包括亚硝态氮稳定获取区、反硝化反应区和厌氧氨氧化反应区,所述快速混合器出水口经管线连通所述亚硝态氮稳定获取区,所述反硝化反应区一端连通所述亚硝态氮稳定获取区,所述反硝化反应区另一端连通所述厌氧氨氧化反应区,所述反硝化反应区用于将市政污水中的NO3 -还原为NO2 -,所述厌氧氨氧化反应区用于通过厌氧氨氧化菌将NO2 -作为电子受体,将NH4氧化为N2;
所述MBR膜池通过管线连通所述厌氧氨氧化反应区,所述MBR膜池用于实现泥水固液分离;
所述回用水池末端设有出水水质检测管线,所述出水水质检测管线连接出水水质检测系统,所述出水水质检测系统与所述PLC智能控制系统信号连接。
2.如权利要求1所述的一种低碳源市政污水用高效脱氮系统,其特征在于:所述快速混合器内的DO浓度值控制在1㎎/L,所述反硝化反应区的DO浓度值控制在0.2㎎/L,所述厌氧氨氧化反应区的DO浓度值控制在0㎎/L。
3.如权利要求2所述的一种低碳源市政污水用高效脱氮系统,其特征在于:所述格栅井和所述调节池为一体结构。
4.如权利要求3所述的一种低碳源市政污水用高效脱氮系统,其特征在于:所述调节池末端设有潜水提升泵连接提升管线,所述提升管线上设有第一电磁流量计,所述第一电磁流量计通过信号线将流量信号传输至所述PLC智能控制系统。
5.如权利要求4所述的一种低碳源市政污水用高效脱氮系统,其特征在于:所述快速混合器内设置有DO传感器和pH传感器,所述DO传感器和pH传感器分别与多参数在线检测仪信号连接,且所述多参数在线检测仪通过数据传输线与所述PLC智能控制系统信号连接。
6.如权利要求5所述的一种低碳源市政污水用高效脱氮系统,其特征在于:所述亚硝态氮稳定获取区和反硝化反应区内部均设有循环推流器,所述厌氧氨氧化反应区的末端设有内回流泵,内回流泵通过内回流管线与所述快速混合器连接,且所述内回流管线上设有第二电磁流量计,所述第二电磁流量计通过信号线将流量信号传输至所述PLC智能控制系统。
7.如权利要求6所述的一种低碳源市政污水用高效脱氮系统,其特征在于:所述亚硝态氮稳定获取区、所述反硝化反应区以及所述厌氧氨氧化反应区底部均设有放空排泥管线以连通所述调节池。
8.如权利要求7所述的一种低碳源市政污水用高效脱氮系统,其特征在于:所述MBR膜池内部设置有膜组件,所述膜组件下端设有曝气装置,所述曝气装置通过曝气管线与风机连接,所述膜组件上端通过产水管线分别与产水泵进水端以及反洗泵出水端连接,其中,所述产水泵的出水端与所述回用水池连接,所述反洗泵的进水端通过反洗管线与所述回用水池连接。
9.如权利要求8所述的一种低碳源市政污水用高效脱氮系统,其特征在于:所述MBR膜池底部设置有污泥回流泵,所述污泥回流泵通过污泥回流管线连接所述快速混合器,所述污泥回流管线上设有第三电磁流量计;所述MBR膜池底部设有放空排泥管线连通所述调节池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202322012607.9U CN220597239U (zh) | 2023-07-28 | 2023-07-28 | 一种低碳源市政污水用高效脱氮系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202322012607.9U CN220597239U (zh) | 2023-07-28 | 2023-07-28 | 一种低碳源市政污水用高效脱氮系统 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN220597239U true CN220597239U (zh) | 2024-03-15 |
Family
ID=90179425
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202322012607.9U Active CN220597239U (zh) | 2023-07-28 | 2023-07-28 | 一种低碳源市政污水用高效脱氮系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN220597239U (zh) |
-
2023
- 2023-07-28 CN CN202322012607.9U patent/CN220597239U/zh active Active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11339069B2 (en) | Anaerobic ammoxidation synergistic nitrogen removal process device of municipal sewage main and side streams and application method thereof | |
CN107162193B (zh) | 低氧硝化耦合短程反硝化厌氧氨氧化处理生活污水的装置及方法 | |
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 | |
CN105461178B (zh) | 短程硝化‑厌氧氨氧化后接短程反硝化‑厌氧氨氧化处理城市污水的系统和方法 | |
CN107381813B (zh) | 污泥分段回流强化厌氧氨氧化脱氮工艺的装置及方法 | |
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 | |
CN101284697B (zh) | 通过fa与fna联合控制实现污泥消化液短程硝化的装置与方法 | |
CN107381815B (zh) | 一种主流内源短程反硝化/厌氧氨氧化工艺实现生活污水深度脱氮的装置和方法 | |
CN112811719B (zh) | 城市污水自养脱氮处理系统及其处理方法 | |
CN112250175B (zh) | 一体化短程硝化-厌氧氨氧化耦合内源短程反硝化实现城市污水深度脱氮的装置和方法 | |
CN110697896B (zh) | 短程硝化联合多段进水反硝化氨氧化工艺深度处理污泥厌氧消化液与城市污水的装置和方法 | |
CN108439596B (zh) | 一种一段式半亚硝化-厌氧氨氧化-反硝化耦合工艺处理城镇生活污水的方法 | |
CN110342638B (zh) | 基于双回流和梯度限氧的低碳氮比污水脱氮装置及其方法 | |
CN109205954A (zh) | 微电解催化氧化、生化处理高浓度废水工艺 | |
CN112479370A (zh) | 一种污水自养脱氮装置和方法 | |
CN113415899B (zh) | 基于慢速降解有机物的吸附水解耦合短程反硝化串联厌氧氨氧化深度脱氮的装置与方法 | |
CN114212885A (zh) | 两级全程氨氧化-短程反硝化厌氧氨氧化处理主流低碳氮比生活污水的装置与方法 | |
CN117658326A (zh) | 连续流a/o泥膜工艺低氧实现双短程耦合厌氧氨氧化实现城市污水脱氮的装置与方法 | |
CN109879428B (zh) | 一种利用延时厌氧/低碳缺氧sbr实现城市污水短程反硝化过程的方法 | |
CN116589096A (zh) | 一种多模式aao-mbr工艺过程控制系统及方法 | |
CN216687842U (zh) | 一种高氨氮污水深度除总氮处理的一体化装置 | |
CN220597239U (zh) | 一种低碳源市政污水用高效脱氮系统 | |
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 | |
CN201220931Y (zh) | 通过fa与fna控制实现污泥消化液短程硝化的装置 | |
CN210163206U (zh) | 一种短程生物脱氮除磷系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |