半硝化-反硝化厭氧氨氧化處理低碳氮比城市污水的裝置與方法，屬于污水生物處理技術(shù)領(lǐng)域。所述裝置包括：原水箱、半硝化反應(yīng)器、中間水箱、反硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器、外加碳源裝置。其方法包括以下步驟，城市污水首先進(jìn)入半硝化反應(yīng)器將部分氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，半硝化反應(yīng)器的出水進(jìn)入反硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器中，反硝化菌利用有機(jī)物將硝酸鹽還原為亞硝酸鹽，同步與原水中的氨氮通過厭氧氨氧化作用被去除。通過反硝化實現(xiàn)亞硝酸鹽積累，解決了低碳氮比城市生活污水短程硝化亞硝酸鹽積累難以穩(wěn)定的問題，提高了厭氧氨氧化工藝脫氮效率，節(jié)省運行費用，簡化控制操作，為低碳氮比城市生活污水脫氮提供了有效可行的途徑。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】，屬于污水生物處理
。所述裝置包括：原水箱、半硝化反應(yīng)器、中間水箱、反硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器、外加碳源裝置。其方法包括以下步驟，城市污水首先進(jìn)入半硝化反應(yīng)器將部分氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，半硝化反應(yīng)器的出水進(jìn)入反硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器中，反硝化菌利用有機(jī)物將硝酸鹽還原為亞硝酸鹽，同步與原水中的氨氮通過厭氧氨氧化作用被去除。通過反硝化實現(xiàn)亞硝酸鹽積累，解決了低碳氮比城市生活污水短程硝化亞硝酸鹽積累難以穩(wěn)定的問題，提高了厭氧氨氧化工藝脫氮效率，節(jié)省運行費用，簡化控制操作，為低碳氮比城市生活污水脫氮提供了有效可行的途徑。【專利說明】
本專利技術(shù)涉及一種低能耗處理低碳氮比城市污水的裝置與方法，屬于污水生物處理的
，具體是將城市生活污水進(jìn)入半硝化反應(yīng)器，通過好氧曝氣使原水中部分氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，出水進(jìn)入反硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器內(nèi)，反硝化菌利用外加有機(jī)碳源將硝酸鹽還原為亞硝酸鹽，為厭氧氨氧化菌提供電子受體，積累的亞硝酸鹽再與原水中未被氧化的氨氮通過厭氧氨氧化作用生成氮氣，從而得到去除，穩(wěn)定實現(xiàn)城市生活污水高效、低能耗脫氮。
技術(shù)介紹
隨著城市的發(fā)展和人民生活水平的提高，城市污水排放量日益增大，且污水成分日趨復(fù)雜，由水體氮、磷污染引起的富營養(yǎng)化等問題嚴(yán)重影水體環(huán)境，危害動植物和人體健康。因此，污水排放標(biāo)準(zhǔn)的更加嚴(yán)格是各國的普遍發(fā)展趨勢，以控制富營養(yǎng)化為目的的氮、磷脫除已成為污水處理的重要的奮斗目標(biāo)，迫切需要適應(yīng)各地經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)目標(biāo)的污水處理技術(shù)，研究和開發(fā)高效、經(jīng)濟(jì)的除磷脫氮工藝已成為當(dāng)前城市污水處理技術(shù)研究的熱點。 傳統(tǒng)廢水處理的氨氮脫除一般是通過硝化和反硝化過程實現(xiàn)，但這一過程需要大量曝氣、額外投加有機(jī)碳源和堿度，投資和運行費用較高。厭氧氨氧化工藝是上世紀(jì)90年代由荷蘭Delft技術(shù)大學(xué)提出的一種新型高效生物脫氮技術(shù)。該工藝是指在厭氧或缺氧條件下，厭氧氨氧化細(xì)菌以亞硝酸鹽作為電子受體，直接將氨氮氧化為氮氣的過程。與傳統(tǒng)工藝相比，厭氧氨氧化工藝無需供氧，無需添加有機(jī)碳源，無需外加酸堿中和試劑，同時由于厭氧氨氧化菌世代時間長，可以減少污泥產(chǎn)量，是一種經(jīng)濟(jì)有效的生物脫氮途徑。實際工程中，往往需要短程硝化工藝作為前處理工藝為厭氧氨氧化提供反應(yīng)基質(zhì)亞硝酸鹽。短程硝化過程是將氨氮氧化控制在亞硝化階段，不進(jìn)行亞硝酸鹽至硝酸鹽的轉(zhuǎn)化，實際中往往通過控制高溫、溶解氧及高氨氮等方法實現(xiàn)短程硝化亞硝酸鹽積累。但到目前為止，經(jīng)亞硝酸鹽途徑在實際工程中實現(xiàn)生物脫氮的成功應(yīng)用并不多見。其主要原因是影響亞硝酸鹽積累的控制因素比較復(fù)雜，并且硝化菌(NOB)能夠迅速地將亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，會造成已經(jīng)實現(xiàn)的短程硝化脫氮工藝又恢復(fù)為全程硝化過程，導(dǎo)致出水中含有過量硝酸鹽，影響脫氮效果。 另一方面，控制反硝化過程碳氮比及反應(yīng)時間等因素可以實現(xiàn)亞硝酸鹽積累，從而為厭氧氨氧化反應(yīng)提供基質(zhì)。將反硝化過程中亞硝酸鹽積累與厭氧氨氧化工藝相結(jié)合，可以解決亞硝酸鹽積累不穩(wěn)定的問題，同時可以進(jìn)一步還原厭氧氨氧化過程產(chǎn)生的硝酸鹽，因此，能夠大大提聞污水生物脫氣效率，進(jìn)一步提聞出水水質(zhì)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是為了解決上述技術(shù)問題，提出一種通過半硝化-反硝化厭氧氨氧化處理低碳氮比城市生活污水的裝置和方法，具體是城市生活污水首先進(jìn)入半硝化反應(yīng)器，將其中一部分氨氮在好氧曝氣階段氧化為硝酸鹽，半硝化反應(yīng)器出水再進(jìn)入反硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器，利用接種的一類具有不完全反硝化特性的反硝化菌通過外加有機(jī)碳源將硝酸鹽還原為亞硝酸鹽，積累的亞硝酸鹽氮與原污水中未被氧化的氨氮通過厭氧氨氧化作用同時被去除，實現(xiàn)低碳氮比城市污水的高效、低能耗脫氮。 本專利技術(shù)的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的: 半硝化-反硝化厭氧氨氧化處理低碳氮比城市生活污水的裝置，其特征在于，包括原水箱1、半硝化反應(yīng)器2、中間水箱3、反硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器4、外加碳源儲備箱5 ； 原水箱I通過第一蠕動泵2.1與半硝化反應(yīng)器2進(jìn)水口相連；半硝化反應(yīng)器出水排入中間水箱3 ;中間水箱通過第二蠕動泵4.1與反硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器4進(jìn)水口相連；外加碳源儲備箱5通過碳源投加蠕動泵5.1與反硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器碳源投加口相連； 所述的半硝化反應(yīng)器2設(shè)有第一攪拌裝置2.2和出水口 2.3，反應(yīng)器底部設(shè)有曝氣頭2.4，空氣泵2.5通過氣體流量計2.6與曝氣頭相連； 所述的反硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器為密閉式，設(shè)有第二攪拌裝置4.2和溫度控制裝置 4.3。 半硝化-反硝化厭氧氨氧化處理低碳氮比城市生活污水的方法，其特征在于，包括以下過程: 接種城市污水廠剩余污泥于半硝化反應(yīng)器中，控制反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度為2000?4000mg/L ;將厭氧氨氧化污泥和具有不完全反硝化特性的反硝化污泥按體積比為2:1?4:1混合后的污泥接種到反硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器，控制接種后污泥濃度為1400?4000mg/L;其中，接種的具有不完全反硝化特性的反硝化污泥的亞硝酸鹽積累率達(dá)到70%?100%，接種的厭氧氨氧化污泥總氮去除率大于70% ； 低碳氮比城市生活污水收集到原水箱中，該城市生活污水中COD與氨氮的質(zhì)量濃度之比小于4.0 ;原水箱中污水通過第一蠕動泵進(jìn)入半硝化反應(yīng)器，進(jìn)水結(jié)束后曝氣I?3h,曝氣過程中溶解氧濃度控制在2.0?4.0mg/L ;曝氣結(jié)束后沉淀30?60min,然后將硝化液排出至中間水箱,排水比為40 %?60 % ； 中間水箱中的廢水通過第二蠕動泵進(jìn)入反硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器；進(jìn)水結(jié)束時外加碳源儲備箱中的有機(jī)碳源溶液通過碳源投加蠕動泵進(jìn)入反硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器，控制反應(yīng)器內(nèi)初始COD與硝酸鹽氮的質(zhì)量濃度之比為2.0?3.5 ;投加有機(jī)碳源后缺氧攪拌3?6h ;攪拌結(jié)束后靜置沉淀30?60min，排出上清液，排水比為30?70%。 技術(shù)原理: 半硝化-反硝化厭氧氨氧化工藝處理低碳氮比城市生活污水是指將原水首先進(jìn)入半硝化反應(yīng)器，通過好氧曝氣，控制曝氣時間和溶解氧濃度，硝化細(xì)菌將其中40 %?60%的氨氮氧化為硝酸鹽，出水中同時含有氨氮和硝酸鹽；反硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器的接種污泥為具有不完全反硝化特性的污泥和厭氧氨氧化污泥，其中反硝化污泥中包含一類不完全反硝化菌，其只能將硝酸鹽還原為亞硝酸鹽，而不進(jìn)行亞硝酸鹽還原為氮氣的還原過程，不完全反硝化過程的亞硝酸鹽積累可以達(dá)到80%?100%，從而實現(xiàn)穩(wěn)定的亞硝酸鹽積累，為厭氧氨氧化菌提供電子受體。半硝化反應(yīng)器的出水再進(jìn)入到反硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器中，并投加一定量外加碳源，控制不完全反硝化過程所需適宜的COD與硝酸鹽氮的質(zhì)量濃度比和缺氧反應(yīng)時間，不完全反硝化菌可以利用有機(jī)物將硝酸鹽還原為亞硝酸鹽。這部分亞硝酸鹽和原污水中在好氧階段未被氧化的氨氮可以通過厭氧氨氧化菌的作用生成氮氣，從而實現(xiàn)城市生活污水的脫氮。反硝化過程還可以將厭氧氨氧化過程產(chǎn)生的少量硝酸鹽還原，提高系統(tǒng)的脫氮效率。 本專利技術(shù)涉及的半硝化-反硝化厭氧氨氧化處理低碳氮比城市污水的工藝和方法具有以下優(yōu)點: I)好氧硝化階段只將部分氨氮氧化為硝酸鹽，節(jié)省曝氣量和曝氣時間，降低運行費用； 2)利用不完全反硝化過程實現(xiàn)硝酸鹽還原為亞硝酸鹽，亞硝酸鹽積累率高，能夠穩(wěn)定維持，為厭本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
半硝化?反硝化厭氧氨氧化處理低碳氮比城市生活污水的裝置，其特征在于，包括原水箱(1)、半硝化反應(yīng)器(2)、中間水箱(3)、反硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器(4)、外加碳源儲備箱(5)；原水箱(1)通過第一蠕動泵(2.1)與半硝化反應(yīng)器(2)進(jìn)水口相連；半硝化反應(yīng)器出水排入中間水箱(3)；中間水箱通過第二蠕動泵(4.1)與反硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器(4)進(jìn)水口相連；外加碳源儲備箱(5)通過碳源投加蠕動泵(5.1)與反硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器碳源投加口相連；所述的半硝化反應(yīng)器(2)設(shè)有第一攪拌裝置(2.2)和出水口(2.3)，反應(yīng)器底部設(shè)有曝氣頭(2.4)，空氣泵(2.5)通過氣體流量計(2.6)與曝氣頭相連；所述的反硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器為密閉式，設(shè)有第二攪拌裝置(4.2)和溫度控制裝置(4.3)。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：彭永臻，杜睿，操沈彬，王淑瑩，
申請(專利權(quán))人：北京工業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11
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