公布日：2023.03.07
申請日：2022.12.29
分類號：C02F3/00(2023.01)I;C02F3/30(2023.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N;C02F101/38(2006.01)N
摘要
本發(fā)明屬于污水處理領(lǐng)域，具體涉及一種短程硝化-厭氧氨氧化處理高氨氮有機(jī)廢水的系統(tǒng)與方法。所述系統(tǒng)包括依次連通的進(jìn)水水箱、短程硝化反應(yīng)器、第一中間水箱、厭氧氨氧化反應(yīng)器、第二中間水箱和短程硝化反硝化反應(yīng)器，所述短程硝化反硝化反應(yīng)器的出液端通過回流裝置與進(jìn)水水箱的進(jìn)液端連通。本發(fā)明將短程硝化、厭氧氨氧化等技術(shù)創(chuàng)造性應(yīng)用于高氨氮有機(jī)廢水的處理中，相較于傳統(tǒng)硝化反硝化法處理，節(jié)省供氧量，減少COD需求量。
權(quán)利要求書
1.一種短程硝化-厭氧氨氧化處理高氨氮有機(jī)廢水的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括依次連通的進(jìn)水水箱（1）、短程硝化反應(yīng)器（2）、第一中間水箱（3）、厭氧氨氧化反應(yīng)器（4）、第二中間水箱（5）和短程硝化反硝化反應(yīng)器（6），所述短程硝化反硝化反應(yīng)器（6）的出液端通過回流裝置（7）與進(jìn)水水箱（1）的進(jìn)液端連通。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述短程硝化反應(yīng)器（2）內(nèi)部設(shè)置第一攪拌裝置，所述第一攪拌裝置包括第一攪拌電機(jī)（23）和第一攪拌漿（25）；所述短程硝化反應(yīng)器（2）底部設(shè)置第一曝氣裝置（24）；所述短程硝化反應(yīng)器（2）設(shè)置用于實時監(jiān)測反應(yīng)器內(nèi)部pH值的pH計（21）、用于實時監(jiān)測反應(yīng)器內(nèi)溶解氧的溶解氧測定儀（22）。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述厭氧氨氧化反應(yīng)器（4）的頂部設(shè)置三相分離器（41），所述厭氧氨氧化反應(yīng)器（4）內(nèi)設(shè)置循環(huán)裝置（42）。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述短程硝化反硝化反應(yīng)器（6）內(nèi)部設(shè)置第二攪拌裝置，所述第二攪拌裝置包括第二攪拌電機(jī)（61）和第二攪拌漿（64）；所述短程硝化反硝化反應(yīng)器（6）上設(shè)置碳源投加裝置（62）；所述短程硝化反硝化反應(yīng)器（6）底部設(shè)置第二曝氣裝置（63）。
5.一種短程硝化-厭氧氨氧化處理高氨氮有機(jī)廢水的方法，其特征在于，使用權(quán)利要求1-4任一項所述的系統(tǒng)，包括以下步驟：1）系統(tǒng)的啟動1）短程硝化反應(yīng)器的啟動：接種來自污水廠的好氧污泥或者短程硝化污泥，反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度3000-5000mg/L，反應(yīng)器采取微氧曝氣；進(jìn)水水箱中含NH4+-N濃度為400-700mg/L和COD濃度為500-900mg/L的高氨氮有機(jī)廢水進(jìn)入短程硝化反應(yīng)器；當(dāng)短程硝化反應(yīng)器出水中NO2--N：NH4+-N為1：1-1.6：1，短程硝化反應(yīng)器啟動成功；2）厭氧氨氧化反應(yīng)器的啟動：接種厭氧氨氧化顆粒污泥與污水廠厭氧池污泥的混合污泥，污泥濃度5000-7000mg/L；短程硝化反應(yīng)器啟動成功后與厭氧氨氧化反應(yīng)器形成串聯(lián)，若出水總氮去除率為80%以上，厭氧氨氧化反應(yīng)器啟動成功；3）當(dāng)短程硝化反應(yīng)器與厭氧氨氧化反應(yīng)器均啟動成功后，串聯(lián)短程硝化反硝化反應(yīng)器，短程硝化反硝化反應(yīng)器中接種污水廠厭氧污泥，污泥濃度為3000-5000mg/L；短程硝化反硝化反應(yīng)器出水中總氮小于40mg/L時，短程硝化反硝化反應(yīng)器啟動成功；2）系統(tǒng)的運行在進(jìn)水水箱中將原水與回流裝置中的回流廢水進(jìn)行混合，控制短程硝化反應(yīng)器中進(jìn)水NH4+-N為400-700mg/L，短程硝化反應(yīng)器中溶解氧控制在0.1-2mg/L，短程硝化反應(yīng)器出水中NO2--N：NH4+-N為1：1-1.6：1，將出水排出至第一中間水箱；第一中間水箱中加入無機(jī)碳源，添加堿液調(diào)節(jié)溶液pH至7.5-8.5；在厭氧氨氧化反應(yīng)器中，出水NH4+-N基本去除，富余部分NO2--N與生成的NO3--N排入第二中間水箱；在短程硝化反硝化反應(yīng)器中，依次進(jìn)行好氧曝氣、厭氧攪拌和沉淀，曝氣結(jié)束時投加COD，使投加COD量與反應(yīng)器內(nèi)總氮比為2-3：1，經(jīng)過系統(tǒng)脫氮后的出水部分通過回流裝置回流至進(jìn)水水箱，其余廢水完成脫氮處理。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，步驟1.1）短程硝化反應(yīng)器的啟動過程中：污泥停留時間為25-30d，水力停留時間為6-8h，溶解氧控制在0.1-2mg/L，曝氣攪拌2-4h后將沉淀排出，排水比為40-60%。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，步驟1.2）厭氧氨氧化反應(yīng)器的啟動過程中：在短程硝化反應(yīng)器成功啟動前往厭氧氨氧化反應(yīng)器進(jìn)水箱中添加NaNO2作為污水中亞硝態(tài)氮來源，并添加NaHCO3為厭氧氨氧化提供無機(jī)碳源，同時添加NaCl或NaOH調(diào)節(jié)pH至7.5-8.5，厭氧氨氧化反應(yīng)器中：水力停留時間為12-24h，控制循環(huán)泵流速，使反應(yīng)器內(nèi)上升流速在3-5m/h。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，步驟1.3）短程硝化反硝化反應(yīng)器中，先進(jìn)行曝氣攪拌，溶解氧控制在1mg/L以下，曝氣結(jié)束時投加適量COD，使進(jìn)水中C/N比為2-3：1，隨后厭氧攪拌，將沉淀排出，排水比為40-60%；水力停留時間為6-8h，污泥停留時間為25-30d，排水比為40-60%。
9.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，步驟2）中，第一中間水箱中加入0.1-0.5g/L的NaHCO3提供無機(jī)碳源，添加NaCl或者NaOH調(diào)節(jié)pH至7.5-8.5。
10.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，步驟2）系統(tǒng)運行時：短程硝化反應(yīng)器中，污泥齡為25-30d，每天運行4-6個周期，每周期4-6h，包括進(jìn)水10min，厭氧攪拌170-290min，微氧曝氣150-270min，沉淀30min，排水5min，閑置25min；排水比40-60%；厭氧氨氧化反應(yīng)器中廢水循環(huán)裝置使反應(yīng)器內(nèi)水流上升速度在3-5m/h，水力停留時間為8-12h，不設(shè)主動排泥；廢水接入短程硝化反硝化反應(yīng)器每天運行4-6個周期，每周期4-6h，包括進(jìn)水10min，好氧曝氣50-80min，厭氧攪拌170-290min，沉淀30min，排水5min，閑置25min，其中好氧曝氣結(jié)束同時通過碳源投加裝置加入COD，使C/N比為2-3：1，排水比40-60%。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的之一在于提供短程硝化-厭氧氨氧化處理高氨氮有機(jī)廢水的系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的之二在于提供一種短程硝化-厭氧氨氧化處理高氨氮有機(jī)廢水的方法。
為實現(xiàn)本發(fā)明目的，具體技術(shù)方案如下：一種短程硝化-厭氧氨氧化處理高氨氮有機(jī)廢水的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括依次連通的進(jìn)水水箱、短程硝化反應(yīng)器、第一中間水箱、厭氧氨氧化反應(yīng)器、第二中間水箱和短程硝化反硝化反應(yīng)器，所述短程硝化反硝化反應(yīng)器的出液端通過回流裝置與進(jìn)水水箱的進(jìn)液端連通。
進(jìn)一步地，所述短程硝化反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)置第一攪拌裝置，所述第一攪拌裝置包括第一攪拌電機(jī)和第一攪拌漿；所述短程硝化反應(yīng)器底部設(shè)置第一曝氣裝置；所述短程硝化反應(yīng)器設(shè)置用于實時監(jiān)測反應(yīng)器內(nèi)部pH值的pH計、用于實時監(jiān)測反應(yīng)器內(nèi)溶解氧的溶解氧測定儀。
進(jìn)一步地，所述厭氧氨氧化反應(yīng)器的頂部設(shè)置三相分離器，所述厭氧氨氧化反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置循環(huán)裝置。
進(jìn)一步地，所述短程硝化反硝化反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)置第二攪拌裝置，所述第二攪拌裝置包括第二攪拌電機(jī)和第二攪拌漿；所述短程硝化反硝化反應(yīng)器上設(shè)置碳源投加裝置；所述短程硝化反硝化反應(yīng)器底部設(shè)置曝氣裝置。
本發(fā)明還公開了一種短程硝化-厭氧氨氧化處理高氨氮有機(jī)廢水的方法，使用上述所述的系統(tǒng)，包括以下步驟：1）系統(tǒng)的啟動1.1）短程硝化反應(yīng)器的啟動：接種來自污水廠的好氧污泥或者短程硝化污泥，反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度3000-5000mg/L，反應(yīng)器采取微氧曝氣，溶解氧控制在0.1-2mg/L；進(jìn)水水箱中含NH4+-N濃度為400-700mg/L和COD濃度為500-900mg/L的高氨氮有機(jī)廢水進(jìn)入短程硝化反應(yīng)器；當(dāng)短程硝化反應(yīng)器出水中NO2--N：NH4+-N為1：1-1.6：1，短程硝化反應(yīng)器啟動成功；1.2）厭氧氨氧化反應(yīng)器的啟動：接種厭氧氨氧化顆粒污泥與污水廠厭氧池污泥的混合污泥，污泥濃度5000-7000mg/L；短程硝化反應(yīng)器啟動成功后與厭氧氨氧化反應(yīng)器形成串聯(lián)，若出水總氮去除率為80%以上，厭氧氨氧化反應(yīng)器啟動成功；1.3）當(dāng)短程硝化反應(yīng)器與厭氧氨氧化反應(yīng)器均啟動成功后，串聯(lián)短程硝化反硝化反應(yīng)器，短程硝化反硝化反應(yīng)器中接種污水廠厭氧污泥，污泥濃度為3000-5000mg/L；短程硝化反硝化反應(yīng)器出水中總氮小于40mg/L時，短程硝化反硝化反應(yīng)器啟動成功；2）系統(tǒng)的運行在進(jìn)水水箱中將原水與回流裝置中的回流廢水進(jìn)行混合，控制短程硝化反應(yīng)器中進(jìn)水NH4+-N為400-700mg/L，短程硝化反應(yīng)器中溶解氧控制在0.1-2mg/L，短程硝化反應(yīng)器出水中NO2--N：NH4+-N為1：1-1.6：1，將出水排出至第一中間水箱；第一中間水箱中加入無機(jī)碳源，添加堿液調(diào)節(jié)溶液pH至7.5-8.5，隨后進(jìn)入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)器；厭氧氨氧化反應(yīng)器中，出水NH4+-N基本去除，富余部分NO2--N與生成的NO3--N排入第二中間水箱；廢水接入短程硝化反硝化反應(yīng)器后，依次進(jìn)行好氧曝氣、厭氧攪拌和沉淀，曝氣結(jié)束時投加COD，使投加COD量與反應(yīng)器內(nèi)總氮比為2-3：1，經(jīng)過系統(tǒng)脫氮后的出水部分通過回流裝置回流至進(jìn)水水箱，其余廢水完成脫氮處理。
進(jìn)一步地，步驟1.1）短程硝化反應(yīng)器的啟動過程中：污泥停留時間為25-30d，水力停留時間為6-8h，溶解氧控制在0.1-2mg/L，曝氣攪拌2-4h后將沉淀排出，排水比40-60%。
進(jìn)一步地，步驟1.2）厭氧氨氧化反應(yīng)器的啟動過程中：在短程硝化反應(yīng)器成功啟動前往厭氧氨氧化反應(yīng)器進(jìn)水箱中添加NaNO2作為污水中亞硝態(tài)氮來源，并添加NaHCO3為厭氧氨氧化提供無機(jī)碳源，同時添加NaCl或NaOH調(diào)節(jié)pH至7.5-8.5，厭氧氨氧化反應(yīng)器中：水力停留時間12-24h，控制循環(huán)泵流速，使反應(yīng)器內(nèi)上升流速在3-5m/h。
進(jìn)一步地，步驟1.3）短程硝化反硝化反應(yīng)器中，先進(jìn)行曝氣攪拌，溶解氧控制在1mg/L以下，曝氣結(jié)束時投加適量COD，使進(jìn)水中C/N比為2-3：1，隨后厭氧攪拌，沉淀排出，排水比為40-60%，；水力停留時間6-8h，污泥停留時間25-30d，排水比為40-60%。
進(jìn)一步地，步驟2）中，第一中間水箱中加入0.1-0.5g/L的NaHCO3提供無機(jī)碳源，添加NaCl或者NaOH調(diào)節(jié)pH至7.5-8.5。
進(jìn)一步地，步驟2）系統(tǒng)運行時：短程硝化反應(yīng)器中，污泥齡25-30d，每天運行4-6個周期，每周期4-6h，包括進(jìn)水10min，厭氧攪拌170-290min，微氧曝氣150-270min，沉淀30min，排水5min，閑置25min；排水比40-60%；厭氧氨氧化反應(yīng)器中廢水循環(huán)裝置使反應(yīng)器內(nèi)水流上升速度在3-5m/h，水力停留時間為8-12h，不設(shè)主動排泥；廢水接入短程硝化反硝化反應(yīng)器每天運行4-6個周期，每周期4-6h，包括進(jìn)水10min，好氧曝氣50-80min，厭氧攪拌170-290min，沉淀30min，排水5min，閑置25min，其中好氧曝氣結(jié)束同時通過碳源投加裝置加入COD，使C/N比為2-3：1，排水比40-60%。
相對現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明將短程硝化、厭氧氨氧化等技術(shù)創(chuàng)造性應(yīng)用于高氨氮有機(jī)廢水的處理中，相較于傳統(tǒng)硝化反硝化法處理，供氧量節(jié)省54-57%，COD需求量減少84-89%。
（發(fā)明人：何頔;歐睿;金青海;余瑾;趙建樹）
