一種厭氧氨氧化反應(yīng)的控制方法
【專利摘要】一種厭氧氨氧化反應(yīng)的控制方法，涉及污水生物處理【技術(shù)領(lǐng)域】，以升流式厭氧污泥床為反應(yīng)載體，通過控制反應(yīng)器中物料的溫度、無機(jī)碳源濃度和pH值，達(dá)到厭氧氨氧化處理效果；其中控制反應(yīng)器中反應(yīng)物料的溫度為30～40℃；采用的無機(jī)碳源為NaHCO3，反應(yīng)物料中NaHCO3的濃度控制范圍為0.75～0.1g/L；反應(yīng)器中反應(yīng)物料的pH值的范圍在7～7.5之間。本系統(tǒng)的特點(diǎn)是系統(tǒng)由溫度控制系統(tǒng)、無機(jī)碳源濃度自控控制系統(tǒng)及pH值自動控制系統(tǒng)三個部分組成；系統(tǒng)能將厭氧氨氧化反應(yīng)器中的溫度、pH值等信息實(shí)時顯示，有利于運(yùn)行管理的有效控制；系統(tǒng)能根據(jù)運(yùn)行工況自動控制厭氧氨氧化反應(yīng)器中的溫度、無機(jī)碳源濃度和pH值，實(shí)現(xiàn)厭氧氨氧化反應(yīng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
【專利說明】一種厭氧氨氧化反應(yīng)的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及污水生物處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種厭氧氨氧化反應(yīng)的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，環(huán)境污染日益嚴(yán)重，逐漸得到了不同程度的重視，特別是氮素污染的加劇，不但對人民生活水平造成了一定的影響，更對經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也有一定的制約。工業(yè)廢水和生活污水等等大都含有大量的有機(jī)氮和無機(jī)氮，特別是一些工業(yè)廢水，如煤加壓氣化廢水、氮肥廢水、焦化廢水、豬場廢水等不經(jīng)過徹底的處理或根本不經(jīng)過處理直接排放的現(xiàn)象比比皆是，對環(huán)境造成嚴(yán)重的危害。根據(jù)最近幾年中國環(huán)境質(zhì)量公報報道，水環(huán)境受到了前所未有的污染，總氮超標(biāo)已經(jīng)成為造成水質(zhì)下降的重要原因，氨態(tài)氮已經(jīng)成為我國城市內(nèi)湖、各大湖泊以及我國七大水系等的主要污染物質(zhì)之一。
[0003]由于目前我國城市污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)的有機(jī)物含量普遍比較低，碳源不足，無法保證良好的反硝化脫氮效率。1990年，荷蘭Delft技術(shù)大學(xué)Kluyver生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)出一種新型脫氮工藝即厭氧氨氧化工藝；厭氧氨氧化反應(yīng)是全程自養(yǎng)型反應(yīng)，故與傳統(tǒng)的脫氮工藝相比，厭氧氨氧化具有突出優(yōu)點(diǎn)有:1、氧消耗量少，由于厭氧氨氧化反應(yīng)只需將氨轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽，而無需轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，厭氧氨氧化反應(yīng)耗氧量僅為傳統(tǒng)反硝化反應(yīng)的35% (不考慮細(xì)胞合成消耗氧量)，因此可大大減少氧的供應(yīng)量；2、由于厭氧氨氧化菌倍增時間較長，厭氧氨氧化反應(yīng)產(chǎn)泥量較少，從而大大節(jié)約了污泥處理處置費(fèi)用；3、可減少二次污染，因厭氧氨氧化反應(yīng)直接利用氨作為電子供體，而無需外加有機(jī)物，可節(jié)約藥劑成本，同時也可避免由于外加有機(jī)物而引起的二次污染。但是，厭氧氨氧化目前在國內(nèi)還沒有實(shí)際工程應(yīng)用，應(yīng)用的瓶頸在于厭氧氨氧化過程非常復(fù)雜，影響因素極其廣泛，運(yùn)行管理技術(shù)要求極高；改善厭氧氨氧化在實(shí)際應(yīng)用中的控制方法是目前急需解決的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有厭氧氨氧化在實(shí)際應(yīng)用中存在的上述問題，本發(fā)明提供一種厭氧氨氧化反應(yīng)的控制方法，通過對厭氧氨氧化的溫度、無機(jī)碳源濃度和pH值綜合控制，對厭氧氨氧化反應(yīng)穩(wěn)定運(yùn)行，提高污水處理中的氨轉(zhuǎn)化效率。
[0005]本發(fā)明的一種厭氧氨氧化反應(yīng)的控制方法為:
以升流式厭氧污泥床(UASB)為反應(yīng)載體，通過控制反應(yīng)器中物料的溫度、無機(jī)碳源濃度和PH值，達(dá)到厭氧氨氧化處理效果；其中控制反應(yīng)器中反應(yīng)物料的溫度為3(T40°C;采用的無機(jī)碳源為NaHCO3，反應(yīng)物料中NaHCO3的濃度控制范圍為0.75、.lg/L ;反應(yīng)器中反應(yīng)物料的PH值的范圍在疒7.5之間。
[0006]上述方法中，水浴循環(huán)加熱的裝置包括循環(huán)水浴槽、溫度計(jì)、編程控溫儀、加熱器和循環(huán)水泵，由溫度計(jì)探測循環(huán)熱媒的溫度，輸入至編程溫控儀，與預(yù)先設(shè)定的溫度比較，溫控儀通過開啟加熱器調(diào)節(jié)熱媒加 熱溫度，熱媒由循環(huán)泵進(jìn)入循環(huán)水浴槽，循環(huán)水浴槽套在反應(yīng)器外，通過溫度計(jì)對熱媒溫度實(shí)時監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)自動控溫。
[0007]上述方法中，無機(jī)碳源濃度控制的裝置包括NaHCO3溶液貯存罐、NaHCO3溶液計(jì)量泵和無機(jī)碳源在線監(jiān)測儀，由無機(jī)碳源在線監(jiān)測儀監(jiān)測反應(yīng)器中物料的無機(jī)碳源NaHCO3濃度，與設(shè)置的NaHCO3濃度比較，輸出信號控制NaHCO3溶液計(jì)量泵開閉，改變進(jìn)入反應(yīng)器中的無機(jī)碳源濃度。
[0008]上述方法中，pH值控制的裝置包括pH計(jì)、在線pH儀、NaOH溶液貯存罐和NaOH溶液計(jì)量泵，由PH計(jì)監(jiān)測反應(yīng)器中的pH，結(jié)果傳至pH自動控制儀，與預(yù)先設(shè)置的pH值比較，輸出信號控制NaOH溶液計(jì)量泵開閉，調(diào)節(jié)進(jìn)入反應(yīng)器中物料的NaOH濃度。
[0009]本系統(tǒng)的特點(diǎn)是系統(tǒng)由溫度控制系統(tǒng)、無機(jī)碳源濃度自控控制系統(tǒng)及pH值自動控制系統(tǒng)三個部分組成；系統(tǒng)能將厭氧氨氧化反應(yīng)器中的溫度、PH值等信息實(shí)時顯示，有利于運(yùn)行管理的有效控制；系統(tǒng)能根據(jù)運(yùn)行工況自動控制厭氧氨氧化反應(yīng)器中的溫度、無機(jī)碳源濃度和pH值，實(shí)現(xiàn)厭氧氨氧化反應(yīng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的活性污泥法厭氧氨氧化反應(yīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的水浴循環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明的無機(jī)碳源濃度、pH值控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中，1、原水槽，2、循環(huán)水槽，3、三相分離器，4、循環(huán)水泵，5、原水計(jì)量泵，6、污泥循環(huán)泵，7、水浴槽，8、主反應(yīng)區(qū)，9、反應(yīng)器出泥口，10、進(jìn)水口，11、出水口，12、水封裝置，13、編程溫控儀，14、溫度計(jì)，15、加熱器，16、NaHCO3溶液貯存罐，17、NaHCO3溶液計(jì)量泵，18、無機(jī)碳源在線監(jiān)測儀，19、pH計(jì)，20、在線pH儀，21、NaOH溶液貯存罐，22、NaOH溶液計(jì)量泵；
圖4為本發(fā)明實(shí)施例中的方法實(shí)施后的時間-去除率曲線圖，其中.為氨態(tài)氮，?為亞硝酸鹽氮。
【具體實(shí)施方式】
[0011]本發(fā)明實(shí)施例中采用的NaHCO3溶液的濃度為10g/L。
[0012]本發(fā)明實(shí)施例中采用的NaOH溶液的濃度為lmol/L。
[0013]本發(fā)明實(shí)施例中采用的編程溫控儀為TOD-13A-R/M可編程溫控器。
[0014]本發(fā)明實(shí)施例中采用的無機(jī)碳源在線監(jiān)測儀為TOC電導(dǎo)率傳感器。
[0015]本發(fā)明實(shí)施例中采用的在線pH儀為HANNA哈納在線數(shù)字分析控制儀。
[0016]本發(fā)明實(shí)施例中原水氨態(tài)氮濃度為150mg/L，原水計(jì)量泵流量為0.8L/h，循環(huán)比300% ο[0017]實(shí)施例1
厭氧氨氧化反應(yīng)系統(tǒng)如圖1、2和3所示，包括反應(yīng)器、污泥循環(huán)泵、循環(huán)水槽、循環(huán)水泵、原水計(jì)量泵和原水槽；
采用活性污泥法處理污泥，將水通入反應(yīng)器的污泥中，在反應(yīng)器中進(jìn)行厭氧氨氧化反應(yīng)，反應(yīng)器中排出的反應(yīng)后污泥循環(huán)進(jìn)入反應(yīng)器，處理后的清潔水和氣體經(jīng)過三相分離器排出；控制反應(yīng)器中物料的溫度、無機(jī)碳源濃度控制和pH值；其中控制反應(yīng)器中反應(yīng)物料的溫度為3(T40°C ;采用的無機(jī)碳源為NaHCO3,反應(yīng)物料中NaHCO3的濃度控制范圍為0.75、.lg/L ;反應(yīng)器中反應(yīng)物料的pH值的范圍在?~?.5之間；
水浴循環(huán)加熱的裝置包括循環(huán)水浴槽、溫度計(jì)、編程控溫儀、加熱器和循環(huán)水泵，由溫度計(jì)探測循環(huán)熱媒的溫度，輸入至編程溫控儀，與預(yù)先設(shè)定的溫度比較，溫控儀通過開啟加熱器調(diào)節(jié)熱媒加熱溫度，熱媒由循環(huán)泵進(jìn)入循環(huán)水浴槽，循環(huán)水浴槽套在反應(yīng)器外，通過溫度計(jì)對熱媒溫度實(shí)時監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)自動控溫；
無機(jī)碳源濃度控制的裝置包括NaHCO3溶液貯存罐、NaHCO3溶液計(jì)量泵和無機(jī)碳源在線監(jiān)測儀，由無機(jī)碳源在線監(jiān)測儀監(jiān)測反應(yīng)器中物料的無機(jī)碳源NaHCO3濃度，與設(shè)置的NaHCO3濃度比較，輸出信號控制NaHCO3溶液計(jì)量泵開閉，改變進(jìn)入反應(yīng)器中的無機(jī)碳源濃度；
pH值控制的裝置包括pH計(jì)、在線pH儀、NaOH溶液貯存罐和NaOH溶液計(jì)量泵，由pH計(jì)監(jiān)測反應(yīng)器中的pH，結(jié)果傳至pH自動控制儀，與預(yù)先設(shè)置的PH值比較，輸出信號控制NaOH溶液計(jì)量泵開閉，調(diào)節(jié)進(jìn)入反應(yīng)器中物料的NaOH濃度；
將上述裝置和方法處理后，時間-去除率曲線圖如圖4所示。
【權(quán)利要求】
1.一種厭氧氨氧化反應(yīng)的控制方法，其特征在于:以升流式厭氧污泥床為反應(yīng)載體，通過控制反應(yīng)器中物料的溫度、無機(jī)碳源濃度和pH值，達(dá)到厭氧氨氧化處理效果；其中控制反應(yīng)器中反應(yīng)物料的溫度為3(T40°C;采用的無機(jī)碳源為NaHCO3,反應(yīng)物料中NaHCO3的濃度控制范圍為0.75、.lg/L ;反應(yīng)器中反應(yīng)物料的pH值的范圍在?~?.5之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種厭氧氨氧化反應(yīng)的控制方法，其特征在于所述的水浴循環(huán)加熱的裝置包括循環(huán)水浴槽、溫度計(jì)、編程控溫儀、加熱器和循環(huán)水泵，由溫度計(jì)探測循環(huán)熱媒的溫度，輸入至編程溫控儀，與預(yù)先設(shè)定的溫度比較，溫控儀通過開啟加熱器調(diào)節(jié)熱媒加熱溫度，熱媒由循環(huán)泵進(jìn)入循環(huán)水浴槽，循環(huán)水浴槽套在反應(yīng)器外，通過溫度計(jì)對熱媒溫度實(shí)時監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)自動控溫。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種厭氧氨氧化反應(yīng)的控制方法，其特征在于所述的無機(jī)碳源濃度控制的裝置包括NaHCO3溶液貯存罐、NaHCO3溶液計(jì)量泵和無機(jī)碳源在線監(jiān)測儀，由無機(jī)碳源在線監(jiān)測儀監(jiān)測反應(yīng)器中物料的無機(jī)碳源NaHCO3濃度，與設(shè)置的NaHCO3濃度比較，輸出信號控制NaHCO3溶液計(jì)量泵開閉，改變進(jìn)入反應(yīng)器中的無機(jī)碳源濃度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種厭氧氨氧化反應(yīng)的控制方法，其特征在于所述的pH值控制的裝置包括pH計(jì)、在線pH儀、NaOH溶液貯存罐和NaOH溶液計(jì)量泵，由pH計(jì)監(jiān)測反應(yīng)器中的pH，結(jié)果傳至pH自動控制儀，與預(yù)先設(shè)置的pH值比較，輸出信號控制NaOH溶液計(jì)量泵開閉，調(diào)節(jié)進(jìn)入反應(yīng)器中物料·的NaOH濃度。
【文檔編號】C02F3/28GK103588293SQ201310510800
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月27日
【發(fā)明者】于鵬飛, 傅金祥, 何亞婷, 姜曦 申請人:沈陽建筑大學(xué)