公布日：2023.03.07
申請(qǐng)日：2022.11.25
分類號(hào)：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(yǎng)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(yīng)器、微好氧反應(yīng)池、沉淀池、厭氧氨氧化反應(yīng)池和高曝氣好氧池；所述反硝化耦合污泥發(fā)酵反應(yīng)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(chǔ)存罐相連；其中，所述沉淀池的底部設(shè)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(yīng)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(yīng)池的底部設(shè)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(yīng)器相連，所述超越管上具有超越泵。本發(fā)明采用連續(xù)流反應(yīng)器，不但節(jié)省外加碳源、節(jié)約成本，而且工藝流程簡(jiǎn)單、容易控制，總氮去除率高。
權(quán)利要求書
1.一種污水自養(yǎng)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(yīng)器(3)、微好氧反應(yīng)池(4)、沉淀池(5)、厭氧氨氧化反應(yīng)池(6)和高曝氣好氧池(7)；所述反硝化耦合污泥發(fā)酵反應(yīng)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(chǔ)存罐(8)相連，所述反硝化耦合污泥發(fā)酵反應(yīng)器(3)上連接有pH/DO值檢測(cè)儀(18)；所述微好氧反應(yīng)池(4)和所述高曝氣好氧池(7)的底部均設(shè)置有曝氣盤(22)；所述厭氧氨氧化反應(yīng)池(6)中設(shè)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(shè)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(yīng)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(yīng)池(6)的底部設(shè)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(yīng)器(3)相連，所述超越管上具有超越泵(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水自養(yǎng)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(yīng)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(yīng)池(4)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水自養(yǎng)脫氮裝置，其特征在于，所述微好氧反應(yīng)池(4)中設(shè)置有懸浮的空心環(huán)填料(21)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水自養(yǎng)脫氮裝置，其特征在于，所述反硝化耦合污泥發(fā)酵反應(yīng)器(3)和厭氧氨氧化反應(yīng)池(6)中均設(shè)置有攪拌器(10)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水自養(yǎng)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(shè)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(yīng)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(jù)權(quán)利要求1所述的污水自養(yǎng)脫氮裝置，其特征在于，所述厭氧氨氧化反應(yīng)池(6)內(nèi)安裝有加熱棒(25)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的污水自養(yǎng)脫氮裝置，其特征在于，還包括鼓風(fēng)機(jī)(16)，所述鼓風(fēng)機(jī)(16)通過(guò)曝氣管與所述曝氣盤(22)相連，所述曝氣管上具有流量計(jì)(17)。
8.一種污水自養(yǎng)脫氮方法，其特征在于，包括：S1，反應(yīng)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(yīng)器(3)，反硝化耦合污泥發(fā)酵反應(yīng)器(3)中加入有經(jīng)濃縮后的污水廠二沉池剩余污泥，反硝化耦合污泥發(fā)酵反應(yīng)器(3)外壁上的pH/DO值檢測(cè)儀(18)對(duì)反硝化耦合污泥發(fā)酵反應(yīng)器(3)內(nèi)部pH值和DO值進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)NaOH溶液儲(chǔ)存罐(8)對(duì)反硝化耦合污泥發(fā)酵反應(yīng)器(3)中的pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，使反硝化耦合污泥發(fā)酵反應(yīng)器(3)的pH值保持在9.5-10.5范圍內(nèi)，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(yīng)器(3)處理后的混合液進(jìn)入微好氧反應(yīng)池(4)，微好氧反應(yīng)池(4)中加入有污水廠二沉池回流污泥，并在其中設(shè)置懸浮空心環(huán)填料(21)，通過(guò)調(diào)節(jié)流量計(jì)(17)的流量，使微好氧反應(yīng)池(4)中的DO值穩(wěn)定在1.0-2.0mg/L的范圍內(nèi)，并結(jié)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(yīng)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(yīng)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?yún)捬醢毖趸磻?yīng)池(6)，在厭氧氨氧化反應(yīng)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(nèi)壁上置入加熱棒(25)，調(diào)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(yīng)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(jī)物得到進(jìn)一步降解，最終出水通過(guò)溢流管(24)排出系統(tǒng)；在這過(guò)程中，每天監(jiān)測(cè)進(jìn)出水NH4+、NO3-及COD濃度，待出水各指標(biāo)穩(wěn)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(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行階段：將進(jìn)水箱(2)中的原水設(shè)置為分段進(jìn)水，增設(shè)第二進(jìn)水泵(12)，并調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速將污泥回流比由100％調(diào)整至120％；增設(shè)超越泵(13)，使反硝化耦合污泥發(fā)酵反應(yīng)器(3)中部分混合液超越至厭氧氨氧化反應(yīng)池(6)，通過(guò)調(diào)節(jié)超越泵(13)的轉(zhuǎn)速，使超越流量比為50％；保持其它運(yùn)行參數(shù)不變，連續(xù)運(yùn)行期間每天監(jiān)測(cè)進(jìn)出水NH4+、NO3-及COD濃度，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的污水自養(yǎng)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(yīng)池(4)中曝氣盤(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(yīng)池(4)溶解氧濃度，以增強(qiáng)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(bǔ)充反硝化菌利用的底物；若出水COD較高，則調(diào)整短污泥齡控制系統(tǒng)內(nèi)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(jù)權(quán)利要求8或9所述的污水自養(yǎng)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(duì)應(yīng)的NH4+-N(以N計(jì))為50.0mg/L；葡萄糖為141.5mg/L，所對(duì)應(yīng)的COD當(dāng)量為150.0mg/L；KH2PO4為22.0mg/L，所對(duì)應(yīng)的PO43--P(以P計(jì))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(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)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(qiáng)化城市污水自養(yǎng)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(dǎo)致的氮去除率低的問(wèn)題。
本發(fā)明提供了一種污水自養(yǎng)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(yīng)器、微好氧反應(yīng)池、沉淀池、厭氧氨氧化反應(yīng)池和高曝氣好氧池；所述反硝化耦合污泥發(fā)酵反應(yīng)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(chǔ)存罐相連，所述反硝化耦合污泥發(fā)酵反應(yīng)器上連接有pH/DO值檢測(cè)儀；所述微好氧反應(yīng)池和所述高曝氣好氧池的底部均設(shè)置有曝氣盤；所述厭氧氨氧化反應(yīng)池中設(shè)置有懸掛式聚氨酯海綿填料；其中，所述沉淀池的底部設(shè)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(yīng)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(yīng)池的底部設(shè)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(yīng)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(yīng)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(yīng)池相連。
進(jìn)一步地，所述微好氧反應(yīng)池中設(shè)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(yīng)器和厭氧氨氧化反應(yīng)池中均設(shè)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(shè)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(yīng)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(yīng)池內(nèi)安裝有加熱棒。
進(jìn)一步地，還包括鼓風(fēng)機(jī)，所述鼓風(fēng)機(jī)通過(guò)曝氣管與所述曝氣盤相連，所述曝氣管上具有流量計(jì)。
本發(fā)明提供了一種污水自養(yǎng)脫氮方法，包括：
S1，反應(yīng)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(yīng)器，反硝化耦合污泥發(fā)酵反應(yīng)器中加入有經(jīng)濃縮后的污水廠二沉池剩余污泥，反硝化耦合污泥發(fā)酵反應(yīng)器外壁上的pH/DO值檢測(cè)儀對(duì)反硝化耦合污泥發(fā)酵反應(yīng)器內(nèi)部pH值和DO值進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)NaOH溶液儲(chǔ)存罐對(duì)反硝化耦合污泥發(fā)酵反應(yīng)器中的pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，使反硝化耦合污泥發(fā)酵反應(yīng)器的pH值保持在9.5-10.5范圍內(nèi)，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(yīng)器處理后的混合液進(jìn)入微好氧反應(yīng)池，微好氧反應(yīng)池中加入有污水廠二沉池回流污泥，并在其中設(shè)置懸浮空心環(huán)填料，通過(guò)調(diào)節(jié)流量計(jì)的流量，使微好氧反應(yīng)池中的DO值穩(wěn)定在1.0-2.0mg/L的范圍內(nèi)，并結(jié)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(yīng)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(yīng)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?yún)捬醢毖趸磻?yīng)池，在厭氧氨氧化反應(yīng)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(nèi)壁上置入加熱棒，調(diào)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(yīng)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(jī)物得到進(jìn)一步降解，最終出水通過(guò)溢流管排出系統(tǒng)；在這過(guò)程中，每天監(jiān)測(cè)進(jìn)出水NH4+、NO3-及COD濃度，待出水各指標(biāo)穩(wěn)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(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行階段：將進(jìn)水箱中的原水設(shè)置為分段進(jìn)水，增設(shè)第二進(jìn)水泵，并調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速將污泥回流比由100％調(diào)整至120％；增設(shè)超越泵，使反硝化耦合污泥發(fā)酵反應(yīng)器中部分混合液超越至厭氧氨氧化反應(yīng)池，通過(guò)調(diào)節(jié)超越泵的轉(zhuǎn)速，使超越流量比為50％；保持其它運(yùn)行參數(shù)不變，連續(xù)運(yùn)行期間每天監(jiān)測(cè)進(jìn)出水NH4+、NO3-及COD濃度，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)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(yīng)池中曝氣盤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(yīng)池溶解氧濃度，以增強(qiáng)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(bǔ)充反硝化菌利用的底物；若出水COD較高，則調(diào)整短污泥齡控制系統(tǒng)內(nèi)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(duì)應(yīng)的NH4+-N(以N計(jì))為50.0mg/L；
葡萄糖為141.5mg/L，所對(duì)應(yīng)的COD當(dāng)量為150.0mg/L；
KH2PO4為22.0mg/L，所對(duì)應(yīng)的PO43--P(以P計(jì))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(xiàn)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(xù)流反應(yīng)器，無(wú)需接種短程硝化污泥，利用污泥發(fā)酵物可實(shí)現(xiàn)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(xiàn)亞硝酸氧化菌的淘洗以及氨氧化細(xì)菌的原位富集，強(qiáng)化短程硝化過(guò)程，為后續(xù)的厭氧氨氧化提供穩(wěn)定的底物來(lái)源，不但節(jié)省外加碳源、節(jié)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?jiān)聘?/span>;張翀;金濤;郭釗搏）
