公布日：2023.03.07
申請日：2022.11.25
分類(lèi)號：C02F9/00(2023.01)I;C02F3/28(2023.01)I;C02F3/02(2023.01)I;C02F3/30(2023.01)I
摘要
本發(fā)明提供了一種污水自養脫氮裝置及方法，其中裝置包括：在進(jìn)水的流向上依次連接的進(jìn)水箱、反硝化耦合污泥發(fā)酵反應器、微好氧反應池、沉淀池、厭氧氨氧化反應池和高曝氣好氧池；所述反硝化耦合污泥發(fā)酵反應器上具有排氣口和加藥口，所述加藥口通過(guò)加藥泵與NaOH溶液儲存罐相連；其中，所述沉淀池的底部設置有污泥回流管，并通過(guò)所述污泥回流管與所述反硝化耦合污泥發(fā)酵反應器相連，所述污泥回流管上具有進(jìn)泥泵，所述厭氧氨氧化反應池的底部設置有超越管，并通過(guò)所述超越管與所述反硝化耦合污泥發(fā)酵反應器相連，所述超越管上具有超越泵。本發(fā)明采用連續流反應器，不但節省外加碳源、節約成本，而且工藝流程簡(jiǎn)單、容易控制，總氮去除率高。
權利要求書(shū)
1.一種污水自養脫氮裝置，其特征在于，包括：在進(jìn)水的流向上依次連接的進(jìn)水箱(2)、反硝化耦合污泥發(fā)酵反應器(3)、微好氧反應池(4)、沉淀池(5)、厭氧氨氧化反應池(6)和高曝氣好氧池(7)；所述反硝化耦合污泥發(fā)酵反應器(3)上具有排氣口(19)和加藥口(20)，所述加藥口(20)通過(guò)加藥泵(15)與NaOH溶液儲存罐(8)相連，所述反硝化耦合污泥發(fā)酵反應器(3)上連接有pH/DO值檢測儀(18)；所述微好氧反應池(4)和所述高曝氣好氧池(7)的底部均設置有曝氣盤(pán)(22)；所述厭氧氨氧化反應池(6)中設置有懸掛式聚氨酯海綿填料(23)；其中，所述沉淀池(5)的底部設置有污泥回流管，并通過(guò)所述污泥回流管與所述反硝化耦合污泥發(fā)酵反應器(3)相連，所述污泥回流管上具有進(jìn)泥泵(14)，所述厭氧氨氧化反應池(6)的底部設置有超越管，并通過(guò)所述超越管與所述反硝化耦合污泥發(fā)酵反應器(3)相連，所述超越管上具有超越泵(13)。
2.根據權利要求1所述的污水自養脫氮裝置，其特征在于，所述進(jìn)水箱(2)的進(jìn)水端與進(jìn)水管(1)相連，出水端通過(guò)第一進(jìn)水泵(12)與所述反硝化耦合污泥發(fā)酵反應器(3)相連；所述進(jìn)水箱(2)的出水端還連接有第二進(jìn)水泵(13)，且通過(guò)所述第二進(jìn)水泵(13)與所述微好氧反應池(4)相連。
3.根據權利要求1所述的污水自養脫氮裝置，其特征在于，所述微好氧反應池(4)中設置有懸浮的空心環(huán)填料(21)。
4.根據權利要求1所述的污水自養脫氮裝置，其特征在于，所述反硝化耦合污泥發(fā)酵反應器(3)和厭氧氨氧化反應池(6)中均設置有攪拌器(10)。
5.根據權利要求1所述的污水自養脫氮裝置，其特征在于，所述沉淀池(5)和高曝氣好氧池(7)中均設置有溢流管(24)，所述沉淀池(5)通過(guò)所述溢流管(24)與所述厭氧氨氧化反應池(6)相連，所述高曝氣好氧池(7)通過(guò)所述溢流管(24)與出水管(9)相連。
6.根據權利要求1所述的污水自養脫氮裝置，其特征在于，所述厭氧氨氧化反應池(6)內安裝有加熱棒(25)。
7.根據權利要求1-6中任一項所述的污水自養脫氮裝置，其特征在于，還包括鼓風(fēng)機(16)，所述鼓風(fēng)機(16)通過(guò)曝氣管與所述曝氣盤(pán)(22)相連，所述曝氣管上具有流量計(17)。
8.一種污水自養脫氮方法，其特征在于，包括：S1，反應器啟動(dòng)階段：進(jìn)水箱(2)中加入人工配水作為原水；啟動(dòng)第一進(jìn)水泵(11)，原水進(jìn)入反硝化耦合污泥發(fā)酵反應器(3)，反硝化耦合污泥發(fā)酵反應器(3)中加入有經(jīng)濃縮后的污水廠(chǎng)二沉池剩余污泥，反硝化耦合污泥發(fā)酵反應器(3)外壁上的pH/DO值檢測儀(18)對反硝化耦合污泥發(fā)酵反應器(3)內部pH值和DO值進(jìn)行監測，通過(guò)NaOH溶液儲存罐(8)對反硝化耦合污泥發(fā)酵反應器(3)中的pH值進(jìn)行調節，使反硝化耦合污泥發(fā)酵反應器(3)的pH值保持在9.5-10.5范圍內，啟動(dòng)其中的攪拌器(10)進(jìn)行攪拌；反硝化耦合污泥發(fā)酵反應器(3)處理后的混合液進(jìn)入微好氧反應池(4)，微好氧反應池(4)中加入有污水廠(chǎng)二沉池回流污泥，并在其中設置懸浮空心環(huán)填料(21)，通過(guò)調節流量計(17)的流量，使微好氧反應池(4)中的DO值穩定在1.0-2.0mg/L的范圍內，并結合短污泥齡的策略，每天取出混合液，使短污泥齡保持在13-16天；微好氧反應池(4)處理后的混合液進(jìn)入沉淀池(5)，在沉淀池(5)中進(jìn)行污泥靜沉，靜沉后的污泥通過(guò)進(jìn)泥泵(14)進(jìn)入反硝化耦合污泥發(fā)酵反應器(3)進(jìn)行厭氧發(fā)酵，污泥回流比為100％；經(jīng)靜沉后的混合液進(jìn)入厭氧氨氧化反應池(6)，在厭氧氨氧化反應池(6)中置入已接種厭氧氨氧化菌的懸掛式聚氨酯海綿填料(23)，并在其內壁上置入加熱棒(25)，調整溫度至28-32℃，啟動(dòng)其中的攪拌器(10)進(jìn)行攪拌；厭氧氨氧化反應池(6)處理后的混合液進(jìn)入高曝氣好氧池(7)，在高曝氣好氧池(7)中通過(guò)進(jìn)一步的充氧曝氣，使水中有機物得到進(jìn)一步降解，最終出水通過(guò)溢流管(24)排出系統；在這過(guò)程中，每天監測進(jìn)出水NH4+、NO3-及COD濃度，待出水各指標穩定后，逐漸在原水中增加生活污水的比例，直至原水全部為生活污水；S2，反應器穩定運行階段：將進(jìn)水箱(2)中的原水設置為分段進(jìn)水，增設第二進(jìn)水泵(12)，并調節其轉速，使第一進(jìn)水泵(11)與第二進(jìn)水泵(12)的進(jìn)水流量比為3:7；改變進(jìn)泥泵(14)轉速將污泥回流比由100％調整至120％；增設超越泵(13)，使反硝化耦合污泥發(fā)酵反應器(3)中部分混合液超越至厭氧氨氧化反應池(6)，通過(guò)調節超越泵(13)的轉速，使超越流量比為50％；保持其它運行參數不變，連續運行期間每天監測進(jìn)出水NH4+、NO3-及COD濃度，保證系統的穩定運行。
9.根據權利要求8所述的污水自養脫氮方法，其特征在于，所述步驟S2還包括：若出水NH4+-N較高，則加大微好氧反應池(4)中曝氣盤(pán)(22)的曝氣量或者增加第二進(jìn)水泵(12)的進(jìn)水流量比，提高微好氧反應池(4)溶解氧濃度，以增強硝化能力；若出水NO3--N較高，則提高進(jìn)泥泵(14)污泥回流比及超越泵(13)超越流量比，以補充反硝化菌利用的底物；若出水COD較高，則調整短污泥齡控制系統內污泥濃度，增加高曝氣好氧池(7)曝氣量以保證COD的去除率。
10.根據權利要求8或9所述的污水自養脫氮方法，其特征在于，所述人工配水的藥品及配制濃度為：NH4Cl為190.8mg/L，所對應的NH4+-N(以N計)為50.0mg/L；葡萄糖為141.5mg/L，所對應的COD當量為150.0mg/L；KH2PO4為22.0mg/L，所對應的PO43--P(以P計)為5.0mg/L；NaHCO3為800.0mg/L，pH值范圍為7.0-8.0；CaCl2為15.0mg/L；MgSO4·7H2O為20.0mg/L。
發(fā)明內容
針對現有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種利用短程硝化-厭氧氨氧化耦合污泥發(fā)酵工藝強化城市污水自養脫氮的裝置及方法。本發(fā)明無(wú)需投加外碳源，能夠有效解決城市污水低碳氮比導致的氮去除率低的問(wèn)題。
本發(fā)明提供了一種污水自養脫氮裝置，包括：在進(jìn)水的流向上依次連接的進(jìn)水箱、反硝化耦合污泥發(fā)酵反應器、微好氧反應池、沉淀池、厭氧氨氧化反應池和高曝氣好氧池；所述反硝化耦合污泥發(fā)酵反應器上具有排氣口和加藥口，所述加藥口通過(guò)加藥泵與NaOH溶液儲存罐相連，所述反硝化耦合污泥發(fā)酵反應器上連接有pH/DO值檢測儀；所述微好氧反應池和所述高曝氣好氧池的底部均設置有曝氣盤(pán)；所述厭氧氨氧化反應池中設置有懸掛式聚氨酯海綿填料；其中，所述沉淀池的底部設置有污泥回流管，并通過(guò)所述污泥回流管與所述反硝化耦合污泥發(fā)酵反應器相連，所述污泥回流管上具有進(jìn)泥泵，所述厭氧氨氧化反應池的底部設置有超越管，并通過(guò)所述超越管與所述反硝化耦合污泥發(fā)酵反應器相連，所述超越管上具有超越泵。
進(jìn)一步地，所述進(jìn)水箱的進(jìn)水端與進(jìn)水管相連，出水端通過(guò)第一進(jìn)水泵與所述反硝化耦合污泥發(fā)酵反應器相連；所述進(jìn)水箱的出水端還連接有第二進(jìn)水泵，且通過(guò)所述第二進(jìn)水泵與所述微好氧反應池相連。
進(jìn)一步地，所述微好氧反應池中設置有懸浮的空心環(huán)填料。
進(jìn)一步地，所述反硝化耦合污泥發(fā)酵反應器和厭氧氨氧化反應池中均設置有攪拌器。
進(jìn)一步地，所述沉淀池和高曝氣好氧池中均設置有溢流管，所述沉淀池通過(guò)所述溢流管與所述厭氧氨氧化反應池相連，所述高曝氣好氧池通過(guò)所述溢流管與出水管相連。
進(jìn)一步地，所述厭氧氨氧化反應池內安裝有加熱棒。
進(jìn)一步地，還包括鼓風(fēng)機，所述鼓風(fēng)機通過(guò)曝氣管與所述曝氣盤(pán)相連，所述曝氣管上具有流量計。
本發(fā)明提供了一種污水自養脫氮方法，包括：
S1，反應器啟動(dòng)階段：進(jìn)水箱中加入人工配水作為原水；啟動(dòng)第一進(jìn)水泵，原水進(jìn)入反硝化耦合污泥發(fā)酵反應器，反硝化耦合污泥發(fā)酵反應器中加入有經(jīng)濃縮后的污水廠(chǎng)二沉池剩余污泥，反硝化耦合污泥發(fā)酵反應器外壁上的pH/DO值檢測儀對反硝化耦合污泥發(fā)酵反應器內部pH值和DO值進(jìn)行監測，通過(guò)NaOH溶液儲存罐對反硝化耦合污泥發(fā)酵反應器中的pH值進(jìn)行調節，使反硝化耦合污泥發(fā)酵反應器的pH值保持在9.5-10.5范圍內，啟動(dòng)其中的攪拌器進(jìn)行攪拌；反硝化耦合污泥發(fā)酵反應器處理后的混合液進(jìn)入微好氧反應池，微好氧反應池中加入有污水廠(chǎng)二沉池回流污泥，并在其中設置懸浮空心環(huán)填料，通過(guò)調節流量計的流量，使微好氧反應池中的DO值穩定在1.0-2.0mg/L的范圍內，并結合短污泥齡的策略，每天取出混合液，使短污泥齡保持在13-16天；微好氧反應池處理后的混合液進(jìn)入沉淀池，在沉淀池中進(jìn)行污泥靜沉，靜沉后的污泥通過(guò)進(jìn)泥泵進(jìn)入反硝化耦合污泥發(fā)酵反應器進(jìn)行厭氧發(fā)酵，污泥回流比為100％；經(jīng)靜沉后的混合液進(jìn)入厭氧氨氧化反應池，在厭氧氨氧化反應池中置入已接種厭氧氨氧化菌的懸掛式聚氨酯海綿填料，并在其內壁上置入加熱棒，調整溫度至28-32℃，啟動(dòng)其中的攪拌器進(jìn)行攪拌；厭氧氨氧化反應池處理后的混合液進(jìn)入高曝氣好氧池，在高曝氣好氧池中通過(guò)進(jìn)一步的充氧曝氣，使水中有機物得到進(jìn)一步降解，最終出水通過(guò)溢流管排出系統；在這過(guò)程中，每天監測進(jìn)出水NH4+、NO3-及COD濃度，待出水各指標穩定后，逐漸在原水中增加生活污水的比例，直至原水全部為生活污水。
S2，反應器穩定運行階段：將進(jìn)水箱中的原水設置為分段進(jìn)水，增設第二進(jìn)水泵，并調節其轉速，使第一進(jìn)水泵與第二進(jìn)水泵的進(jìn)水流量比為3:7；改變進(jìn)泥泵轉速將污泥回流比由100％調整至120％；增設超越泵，使反硝化耦合污泥發(fā)酵反應器中部分混合液超越至厭氧氨氧化反應池，通過(guò)調節超越泵的轉速，使超越流量比為50％；保持其它運行參數不變，連續運行期間每天監測進(jìn)出水NH4+、NO3-及COD濃度，保證系統的穩定運行。
進(jìn)一步地，所述步驟S2還包括：若出水NH4+-N較高，則加大微好氧反應池中曝氣盤(pán)的曝氣量或者增加第二進(jìn)水泵的進(jìn)水流量比，提高微好氧反應池溶解氧濃度，以增強硝化能力；若出水NO3--N較高，則提高進(jìn)泥泵污泥回流比及超越泵超越流量比，以補充反硝化菌利用的底物；若出水COD較高，則調整短污泥齡控制系統內污泥濃度，增加高曝氣好氧池曝氣量以保證COD的去除率。
進(jìn)一步地，所述人工配水的藥品及配制濃度為：
NH4Cl為190.8mg/L，所對應的NH4+-N(以N計)為50.0mg/L；
葡萄糖為141.5mg/L，所對應的COD當量為150.0mg/L；
KH2PO4為22.0mg/L，所對應的PO43--P(以P計)為5.0mg/L；
NaHCO3為800.0mg/L，pH值范圍為7.0-8.0；
CaCl2為15.0mg/L；
MgSO4·7H2O為20.0mg/L。
與現有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明采用連續流反應器，無(wú)需接種短程硝化污泥，利用污泥發(fā)酵物可實(shí)現亞硝酸鹽積累的特性、保持短污泥齡以及保持低氧曝氣等策略能夠有效實(shí)現亞硝酸氧化菌的淘洗以及氨氧化細菌的原位富集，強化短程硝化過(guò)程，為后續的厭氧氨氧化提供穩定的底物來(lái)源，不但節省外加碳源、節約成本，而且工藝流程簡(jiǎn)單、容易控制，總氮去除率高，出水水質(zhì)好，剩余污泥產(chǎn)量少。
（發(fā)明人：夏楊;劉曉靜;張云富;張翀;金濤;郭釗搏）
