一種處理中低濃度含氮有機廢水的HABR技術方法和設備技術

本發明專利技術提供一種處理中低濃度含氮有機廢水的HABR技術方法和設備，該方法處理污水的步驟為：在HABR各格室中接種污泥進行啟動；污水依次流經各格室，大部分溶解性有機物被厭氧生物降解，氨氮被部分亞硝化后發生厭氧氨氧化反應得到去除，或經好氧亞硝化和缺氧反硝化得到去除；對沉淀格室內的污泥或泥水混合液進行回流，從而長期維持亞硝化細菌的活性，進行短程硝化?厭氧氨氧化脫氮時回流污泥，進行短程硝化?反硝化脫氮時回流泥水混合液。實現該污水處理方法的設備包括進水系統、HABR反應器、回流系統、水浴系統、曝氣系統。該方法對中低濃度含氮有機廢水中有機物、氨氮及懸浮顆粒物去除效果良好，且裝置占地面積小、具有操作靈活等優點。

HABR technical method and device for treating low concentration organic nitrogen containing waste water

The present invention provides HABR method and apparatus for treating organic wastewater containing nitrogen of low concentration, the steps of sewage treatment methods: the inoculation sludge in each compartment in the HABR start; sewage sequentially through each compartment, most of the dissolved organic matter by anaerobic biodegradation, ammonia nitrogen by partial nitrification occurred after anaerobic the ammonia oxidation reaction are removed, or by aerobic nitrification and anoxic denitrification by removal; reflowing sludge or slurry settling compartment mixture, so as to maintain long-term nitrosobacteria activity of nitrification and anaerobic ammonium oxidation when sludge, shortcut nitrification denitrification flow slurry mixture. The device for realizing the method comprises a water inlet system, a HABR reactor, a reflux system, a water bath system and an aeration system. The method has a good effect on the removal of organic matter, ammonia nitrogen and suspended particulate matter in low concentration organic wastewater containing nitrogen.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于環境保護、污水治理領域，具體涉及一種處理中低濃度含氮有機廢水的HABR技術方法和設備。
技術介紹
傳統生物脫氮工藝為硝化-反硝化工藝，以其為核心的工藝如A/O工藝、A2/O工藝、氧化溝工藝、SBR工藝、BAF工藝等，已經在水處理工程中廣泛應用。硝化-反硝化脫氮工藝具有一些缺點，如硝化菌群生長較慢，反應器內難以維持較高的生物濃度，造成系統水力停留時間長，容積負荷率低，基建投資大；硝化過程要在有氧的條件下進行，需要大量能耗；反硝化反應需要電子供體，特別是對于低 C/N 比廢水，常需額外投加碳源，增加運行費用等。短程硝化-反硝化工藝在硝化-反硝化工藝基礎上進行改進，將硝化過程控制在亞硝化階段而終止，隨后進行反硝化。同硝化-反硝化相比，短程硝化-反硝化能夠節省25%的硝化曝氣量、40%的反硝化碳源、50%的污泥生成量，并且縮短反應時間，相應減少反應器容積，已成為廢水生物脫氮技術的一個研究熱點。短程硝化-厭氧氨氧化是一種新型的生物脫氮工藝，通過控制溶解氧、pH 值、溫度、水力停留時間等條件，將硝化過程控制在亞硝化階段，隨后經厭氧氨氧化菌作用將廢水中的NH4+-N和NO2--N轉化為氮氣，從而實現脫氮目的。同傳統生物脫氮工藝相比，短程硝化-厭氧氨氧化工藝減少曝氣量，節約能耗，并且縮短硝化反應的時間，從而減少反應器容積；厭氧氨氧化階段不需要外加碳源，且氨氧化的能耗大為下降；污泥具有良好的沉降性能和較高的生物相濃度，避免了污泥膨脹。目前針對短程硝化-厭氧氨氧化工藝的研究表明，將氨氧化控制在亞硝化階段對工藝操作條件要求嚴苛，并且長時間維持亞硝化體系的穩定運行較為困難；大多數研究將亞硝化和厭氧氨氧化分為獨立的兩部分裝置，工藝較為復雜，并且加大了基建成本。公開號為CN105293702A的中國專利申請公開了一種通過控制不同的缺好氧體積比啟動并穩定維持短程硝化反硝化的方法與裝置。該工藝是通過以下的技術路線實現的：通過控制好氧區溶解氧濃度以及調節缺氧區和好氧區的體積比為5:3～6:2實現短程硝化反硝化系統的啟動；根據進水水質變化以及日常監測情況，通過調節好氧區溶解氧濃度以及改變缺氧區和好氧區的體積比實現短程硝化反硝化系統的穩定維持。該方法與裝置未設置控溫系統，較難維持亞硝化的持續穩定進行；污泥回流和消化液回流分開進行，系統運行方式較復雜，不易操作。公開號為CN202379808U的中國專利申請公開了一種晚期垃圾滲濾液短程硝化與厭氧氨氧化組合脫氮裝置。該工藝是通過以下的技術路線實現的：該裝置設有滲濾液原水箱、A/O短程硝化反應器、沉淀池、厭氧氨氧化反應器；滲濾液原水箱與A/O短程硝化反應器缺氧區首格室相連通，沉淀池與厭氧氨氧化反應器連通；厭氧氨氧化反應器設有自循環管路以及出水回流管回流至A/O短程硝化反應器；方法包括以下步驟：啟動A/O短程硝化反應器、啟動厭氧氨氧化反應器、A/O短程硝化反應器與厭氧氨氧化反應器系統串聯運行，通過厭氧氨氧化反應器出水循環對原液進行稀釋。該裝置及方法中，短程硝化和厭氧氨氧化分別在兩個反應器中進行，裝置較復雜且占地面積大；需要用原水對短程硝化單元出水進行稀釋后再進行厭氧氨氧化，操作較繁瑣。公開號為CN105254006A的中國專利申請公開了一種一體化半亞硝化厭氧氨氧化裝置及其工作方法。該工藝是通過以下的技術路線實現的：應用HABR反應器，在第一格室進行半硝化反應，去除大部分COD以及吸收磷；再將第二格室混合液回流入第一格室，使厭氧環境下聚磷菌釋放的磷被吸收，第二格室采用氮氣吹脫氧氣，頂部的三相分離器將氣液固分離后，混合氣體再通過碳分子篩截留氧氣，形成氮氣循環，為第三格室提供厭氧環境；最后通過第三格室的厭氧氨氧化反應同時去除水中的NH4+-N 和NO2--N。該裝置及方法實現了一體化的半亞硝化厭氧氨氧化過程，然而未進行亞硝化污泥的回流或排泥，較難在長期運行的情況下維持亞硝化細菌的活性。據此，本專利技術旨在針對現有污水生物脫氮技術存在的問題，提供一種處理中低濃度含氮有機廢水的技術方法和設備，能夠一體化運行短程硝化-反硝化工藝或短程硝化-厭氧氨氧化工藝，并且效果優良、經濟成本低。
技術實現思路
1、專利技術目的：本專利技術目的在于提出一種能夠一體化運行短程硝化-反硝化工藝或短程硝化-厭氧氨氧化工藝的技術和設備，同時可去除污水中溶解性有機物。2、技術方案本專利技術提供的處理中低濃度含氮有機廢水的復合式厭氧折流板反應器（HABR，Hybrid Anaerobic Baffled Reactor）技術方法，包括如下運行步驟：1）將一定體積的污泥裝入HABR各單元格室中進行7-15天控溫培養；2）污水進入進水水箱，以NaHCO3調節pH值為7.5~8.0；3）污水依次流過第一組厭氧格室、缺氧格室、好氧格室、沉淀格室、第二組厭氧格室，通過水浴槽保持裝置內污水溫度為28-32oC，污水在裝置內的停留時間為10-48 h；4）對沉淀格室內的污泥或泥水混合液進行回流，包括兩種回流方案，分別為短程硝化-厭氧氨氧化方案和短程硝化-反硝化方案。其中，短程硝化-厭氧氨氧化方案的回流操作為：將沉淀格室內的污泥回流至缺氧格室，并且使污泥在缺氧格室、好氧格室、沉淀格室之間循環流動，形成在缺氧/好氧、高游離氨/低游離氨區域間的污泥循環，從而抑制硝化細菌的活性，促進亞硝化細菌的生長。污泥回流為間歇回流，每2 h回流5 min，5 min內的回流流量是進水流量的1-3倍。由于回流泵的抽吸作用使沉淀格室污泥內部形成較大空隙，不利于后續污泥回流，故回流結束后攪拌0.5-1 min，轉速為100-200 rpm，使泥水混合均勻后再次沉淀。特別是，在短程硝化-厭氧氨氧化方案中，第一組厭氧格室內，污水中的大部分溶解性有機物被厭氧生物降解；好氧格室中，污水中的一部分NH4+-N被氧化為NO2--N，通過控制水力停留時間使生成的NO2--N與剩余NH4+-N摩爾比為1.3:1；第二組厭氧格室中，污水中的NO2--N與剩余NH4+-N發生厭氧氨氧化反應完成脫氮。其中，短程硝化-亞硝化方案的回流操作為：將沉淀格室內的泥水混合液回流至缺氧格室，并且使污泥在缺氧格室、好氧格室、沉淀格室之間循環流動，從而促進亞硝化細菌的生長，同時回流硝化液；泥水混合液回流為連續回流，回流比為50%-200%；沉淀格室內設置攪拌槳，每30 min攪拌0.5-1 min，轉速為100-200 rpm。特別是，在短程硝化-亞硝化方案中，第一組厭氧格室內，污水中的大部分溶解性有機物被厭氧生物降解；缺氧格室中，NO2--N發生反硝化得到去除；好氧格室中，NH4+-N發生短程硝化產生NO2--N；第二組厭氧格室中，污水中的有機物進一步得到去除，懸浮顆粒物被污泥吸附。其中，步驟1）中好氧、缺氧格室內接種好氧活性污泥，厭氧格室內接種厭氧消化污泥，各格室內污泥接種體積占格室有效體積的1/3至2/3，污泥濃度為3-10 g/L。沉淀格室不接種污泥。其中，步驟3）中所述缺氧格室內通過攪拌槳的攪拌作用使泥水均勻混合，轉速為100-200 rpm，好氧格室內通過曝氣作用使泥水均勻混合。特別是，好氧格室內，控制溶解氧為0.7-1.5mg/L，曝氣方式為間歇曝氣，曝氣循環周期為本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種處理中低濃度含氮有機廢水的復合式厭氧折流板反應器（HABR，Hybrid?Anaerobic?Baffled?Reactor）技術方法，其特征是包括如下運行步驟:1）將一定體積的污泥裝入HABR各單元格室中進行控溫培養；2）污水進入進水水箱，以NaHCO3調節pH值為7.5~8.0；3）污水依次流過第一組厭氧格室、缺氧格室、好氧格室、沉淀格室、第二組厭氧格室，通過水浴槽保持裝置內污水溫度為28?32oC，污水在裝置內的停留時間為10?48?h；4）對沉淀格室內的污泥或泥水混合液進行回流，包括兩種回流方案，分別為短程硝化?厭氧氨氧化方案和短程硝化?反硝化方案。

【技術特征摘要】
1.一種處理中低濃度含氮有機廢水的復合式厭氧折流板反應器（HABR，Hybrid Anaerobic Baffled Reactor）技術方法，其特征是包括如下運行步驟:1）將一定體積的污泥裝入HABR各單元格室中進行控溫培養；2）污水進入進水水箱，以NaHCO3調節pH值為7.5~8.0；3）污水依次流過第一組厭氧格室、缺氧格室、好氧格室、沉淀格室、第二組厭氧格室，通過水浴槽保持裝置內污水溫度為28-32oC，污水在裝置內的停留時間為10-48 h；4）對沉淀格室內的污泥或泥水混合液進行回流，包括兩種回流方案，分別為短程硝化-厭氧氨氧化方案和短程硝化-反硝化方案。2.如權利要求1中所述的方法，其特征是步驟4）所述短程硝化-厭氧氨氧化方案為將沉淀格室內的污泥回流至缺氧格室，并且使污泥在缺氧格室、好氧格室、沉淀格室之間循環流動，形成在缺氧/好氧、高游離氨/低游離氨區域間的污泥循環，從而抑制硝化細菌的活性，促進亞硝化細菌的生長；污泥回流為間歇回流，每2 h回流5 min，5 min內的回流流量是進水流量的1-3倍；第一組厭氧格室中，污水中的大部分溶解性有機物被厭氧生物降解；好氧格室中，污水中的一部分NH4+-N被氧化為NO2--N，通過控制水力停留時間使生成的NO2--N與剩余NH4+-N摩爾比為1.3:1；第二組厭氧格室中，污水中的NO2--N與剩余NH4+-N發生厭氧氨氧化反應完成脫氮。3.如權利要求1中所述的方法，其特征是步驟4）所述短程硝化-反硝化方案為將沉淀格室內的泥水混合液回流至缺氧格室，并且使污泥在缺氧格室、好氧格室、沉淀格室之間循環流動，從而促進亞硝化細菌的生長，同時回流硝化液；泥水混合液回流為連續回流，回流比為50%-200%；第一組...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王毅力，胡玉祺，
申請(專利權)人：北京林業大學，
類型：發明
國別省市：北京;11