專利名稱：連續(xù)流城市污水短程硝化+厭氧氨氧化脫氮裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種連續(xù)流城市污水短程硝化+厭氧氨氧化脫氮裝置，屬于污水生物處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
水體富營養(yǎng)化日益嚴(yán)重，使城市水環(huán)境惡化，甚至造成飲用水水源供應(yīng)中斷，嚴(yán)重影響了工業(yè)生產(chǎn)與居民的日常生活，造成了巨大的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失。污水中氮磷排放是引起水體富營養(yǎng)化的重要原因，因此為了控制水體富營養(yǎng)化而興建了大量的污水處理廠?，F(xiàn)有污水處理廠屬于能耗大戶，在能源危機(jī)不斷凸顯的背景下，如何在實(shí)現(xiàn)高效脫氮的同時降低水處理能耗，降低處理費(fèi)用，對于污水處理的可持續(xù)發(fā)展有著重要意義。現(xiàn)有污水生物脫氮技術(shù)需要利用有機(jī)物作為反硝化碳源才能達(dá)到污水總氮去除的目的，因此污水中的大部分被用于反硝化碳源，而使得用于產(chǎn)甲烷的有機(jī)物量減少。厭氧氨氧化菌的發(fā)現(xiàn)為污水自養(yǎng)脫氮成為可能，因?yàn)閰捬醢毖趸梢岳脕喯跛猁}氧化氨氮生成氮?dú)?，而無需有機(jī)物作為碳源?，F(xiàn)有厭氧氨氧化技術(shù)的研究與應(yīng)用主要集中在高溫高氨氮廢水處理中，而城市污水厭氧氨氧化脫氮技術(shù)的研究應(yīng)用非常有限。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是為了通過將厭氧氨氧化技術(shù)應(yīng)用于城市污水處理廠，來降低污水廠處理能耗，提高污水廠能量回收率，而提出了一種連續(xù)流城市污水短程硝化+厭氧氨氧化脫氮的方法。該方法首先通過生物吸附作用將污水中的有機(jī)物富集至活性污泥，而后通過短程硝化/厭氧氨氧化自養(yǎng)脫氮技術(shù)在無有機(jī)物的條件下去除城市污水中的氨氮。本實(shí)用新型的目的是通過以下解決方案來解決的:設(shè)有城市污水原水箱1、生物吸附反應(yīng)器2、1# 二沉池3、短程硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器4、2# 二沉池5 ;城市污水原水箱I設(shè)有溢流管1.1和放空管1.2 ;城市污水原水箱I通過進(jìn)水泵2.1與生物吸附反應(yīng)器2進(jìn)水管相連接；生物吸附反應(yīng)器2分為數(shù)個格室，按照水流方向上下交錯設(shè)置過流孔連接各個格室，設(shè)置有空壓機(jī)2.7、氣體流量計(jì)2.6、氣量調(diào)節(jié)閥2.5和曝氣頭2.2 ;生物吸附反應(yīng)器2通過1# 二沉池連接管2.4與1# 二沉池3連接；1# 二沉池3通過污泥回流泵2.3與生物吸附反應(yīng)器2進(jìn)水管相連接;1# 二沉池3出水管與后續(xù)短程硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器4連接；短程硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器4分為5個格室，按照水流方向上下交錯設(shè)置過流孔連接各個格室；格室依次為缺氧區(qū)、好氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)、缺氧區(qū)；缺氧區(qū)設(shè)有攪拌器4.4 ;好氧區(qū)設(shè)有曝氣頭4.1 ;短程硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器4通過2# 二沉池連接管4.3與2# 二沉池5連接；2# 二沉池5通過污泥回流泵4.2與短程硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器4進(jìn)水管相連接。
城市污水在此裝置中的處理流程為:城市污水與1# 二沉池回流污泥一起進(jìn)入生物吸附反應(yīng)器，通過活性污泥吸附作用將水中的有機(jī)物吸附至活性污泥，從而達(dá)到將水中有機(jī)物富集至污泥中的目的；生物吸附反應(yīng)器出水與2# 二沉池回流污泥一起進(jìn)入短程硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器的缺氧區(qū)，在此利用污泥污水中殘余的有機(jī)物作為碳源，發(fā)生反硝化作用將回流污泥中的硝態(tài)氮還原為氮?dú)?；而后進(jìn)入好氧區(qū)，將部分氨氮轉(zhuǎn)化為NO- 2-N，再進(jìn)入缺氧區(qū)發(fā)生厭氧氨氧化作用，將氨氮和NO- 2-N轉(zhuǎn)化為氮?dú)夂拖鯌B(tài)氮；而后再次進(jìn)入好氧區(qū)和缺氧區(qū)，重復(fù)以上作用；最終達(dá)到將氮從污水中脫除的目的。本實(shí)用新型具有以下優(yōu)勢:I)將城市污水中有機(jī)物通過生物吸附作用富集至污泥中，隨后將富含有機(jī)物的活性污泥通過厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷，從而提高實(shí)現(xiàn)污水能量回收率；2)短程硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器中僅有部分區(qū)域需要供氧，且溶解氧濃度在
0.2-0.5mg/L范圍內(nèi)，所以可以實(shí)現(xiàn)曝氣量的大幅降低，最終達(dá)到污水處理能耗的降低；3)與傳統(tǒng)生物脫氮工藝相比，本裝置通過降低污水處理能耗，提高污水中能量回收率，有望使城市污水廠實(shí)現(xiàn)能量自給或能量外供；4)本裝置通過設(shè)置缺氧/好氧交替運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)同步短程硝化厭氧氨氧化，從而保持反應(yīng)器中亞硝酸鹽濃度較低，避免厭氧氨氧化菌活性受到抑制，同時可以降低反應(yīng)過程中溫室氣體N2O的產(chǎn)生量。

圖1為本實(shí)用新型連續(xù)流城市污水短程硝化+厭氧氨氧化脫氮裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖中I為城市污水原水箱、2為生物吸附反應(yīng)器、3為1# 二沉池、4為短程硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器、5為2# 二沉池；1.1為城市污水原水箱溢流管，1.2為城市污水原水箱放空管；2.1為生物吸附反應(yīng)器進(jìn)水泵，2.2為生物吸附反應(yīng)器曝氣頭，2.3為生物吸附反應(yīng)器污泥回流泵，2.4為1# 二沉池連接管，2.5為氣量調(diào)節(jié)閥，2.6為氣體流量計(jì)，2.7為空壓機(jī)，
3.1為生物吸附反應(yīng)器回流污泥管閥門，3.2為排泥管閥，4.1為短程硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器曝氣頭，4.2為短程硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器污泥回流泵，4.3為2# 二沉池連接管，4.4為短程硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器攪拌器，5.1為短程硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器回流污泥管閥門，5.2為2# 二沉池排泥管閥門。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明:連續(xù)流城市污水短程硝化+厭氧氨氧化脫氮裝置設(shè)有城市污水原水箱1、生物吸附反應(yīng)器2、1# 二沉池3、短程硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器4、2# 二沉池5 ;城市污水原水箱I設(shè)有溢流管1.1和放空管1.2 ;城市污水原水箱I通過進(jìn)水泵2.1與生物吸附反應(yīng)器2進(jìn)水管相連接；生物吸附反應(yīng)器2分為數(shù)個格室，按照水流方向上下交錯設(shè)置過流孔連接各個格室，設(shè)置有空壓機(jī)2.7、氣體流量計(jì)2.6、氣量調(diào)節(jié)閥2.5和曝氣頭2.2 ;生物吸附反應(yīng)器2通過1# 二沉池連接管2.4與1# 二沉池3連接;1# 二沉池3通過污泥回流泵2.3與生物吸附反應(yīng)器2進(jìn)水管相連接;1# 二沉池3出水管與后續(xù)短程硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器4連接；短程硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器4分為5個格室，按照水流方向上下交錯設(shè)置過流孔連接各個格室；格室依次為缺氧區(qū)、好氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)、缺氧區(qū)；缺氧區(qū)設(shè)有攪拌器4.4 ;好氧區(qū)設(shè)有曝氣頭4.1 ;短程硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器4通過2# 二沉池連接管4.3與2# 二沉池5連接；2# 二沉池5通過污泥回流泵4.2與短程硝化厭氧氨氧化反 應(yīng)器4進(jìn)水管相連接。[0015]試驗(yàn)采用北京工業(yè)大學(xué)家屬區(qū)生活污水作為原水，具體水質(zhì)如下:COD濃度為100-200mg/L ；NH+ 4-N 濃度為 60_90mg/L，NO- 2-N ^ 0.5mg/L,N0- 3_N < 0.5mg/L。試驗(yàn)系統(tǒng)如圖1所示，各反應(yīng)器均采用有機(jī)玻璃制成，生物吸附反應(yīng)器有效體積為16L，均分為2個格室；短程硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器中每格室體積為8L，總有效容積為40L。具體操作如下:I)啟動系統(tǒng):接種城市污水廠活性污泥投加至生物吸附反應(yīng)器2，使污泥濃度達(dá)到2000mg/L ;將短程硝化污泥與厭氧氨氧化污泥混合后投加至短程硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器4，使好氧氨氧化速率與厭氧氨氧化速率比值為0.8:1-1.2:1，且使污泥濃度達(dá)到4000mg/L ;同時向短程硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器4投加粉末活性炭500mg/L ；2)運(yùn)行時調(diào)節(jié)操作如下:2.1)生物吸附反應(yīng)器2污泥回流比控制在50%;好氧區(qū)溶解氧濃度控制在
0.5-2.0mg/L ;該反應(yīng)器2的水力停留時間HRT控制在60min ;污泥齡控制在2天；2.2)短程硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器4污泥回流比控制在50%，污泥SVI值高時增加污泥回流比；2.3)短程硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器4好氧區(qū)與缺氧區(qū)體積比為1:1，好氧區(qū)溶解氧濃度控制在0.2-0.5mg/L ；
2.4)當(dāng)短程硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器4缺氧區(qū)亞硝酸氮濃度>lmg/L，降低好氧區(qū)溶解氧，或減少好氧區(qū)水力停留時間。試驗(yàn)結(jié)果表明:運(yùn)行穩(wěn)定后，生物吸附反應(yīng)器出水COD濃度為31_67mg/L，NH+4-N 濃度 44-80mg/L，NO- 2-N 濃度為 0.1-5.0mg/L, NO- 3-N 濃度 0.1-1.5mg/L ;短程硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器出水COD濃度為30-65mg/L, NH+ 4_N濃度l-10mg/L，NO- 2_N濃度為0-3.0mg/L, NO- 3-N 濃度 1.0-7.2mg/L, TN 大部分時間可低于 15mg/L。
權(quán)利要求1.連續(xù)流城市污水短程硝化+厭氧氨氧化脫氮裝置，其特征在于:設(shè)有城市污水原水箱(I)、生物吸附反應(yīng)器(2 )、I# 二沉池(3 )、短程硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器(4 )、2# 二沉池(5 );城市污水原水箱(I)設(shè)有溢流管(1.1)和放空管(1.2);城市污水原水箱(I)通過進(jìn)水泵(2.1)與生物吸附反應(yīng)器(2)進(jìn)水管相連接；生物吸附反應(yīng)器(2)分為數(shù)個格室，按照水流方向上下交錯設(shè)置過流孔連接各個格室，設(shè)置有空壓機(jī)(2.7)、氣體流量計(jì)(2.6)、氣量調(diào)節(jié)閥(2.5)和曝氣頭(2.2);生物吸附反應(yīng)器(2)通過1# 二沉池連接管(2.4)與1# 二沉池(3)連接；1#二沉池(3)通過污泥回流泵(2.3)與生物吸附反應(yīng)器(2)進(jìn)水管相連接;1# 二沉池(3)出水管與后續(xù)短程硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器(4)連接；短程硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器(4)分為5個格室，按照水流方向上下交錯設(shè)置過流孔連接各個格室；格室依次為缺氧區(qū)、好氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)、缺氧區(qū)；缺氧區(qū)設(shè)有攪拌器(4.4);好氧區(qū)設(shè)有曝氣頭(4.1);短程硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器(4)通過2# 二沉池連接管(4.3)與2# 二沉池(5)連接；2# 二沉池(5) 通過污泥回流泵(4.2)與短程硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器(4)進(jìn)水管相連接。
專利摘要連續(xù)流城市污水短程硝化+厭氧氨氧化脫氮的裝置屬于污水處理領(lǐng)域。所述裝置包括城市污水原水箱、生物吸附反應(yīng)器、1#二沉池、短程硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器、2#二沉池。城市污水原水箱設(shè)有溢流管和放空管；生物吸附反應(yīng)器設(shè)有曝氣頭進(jìn)行充氧；短程硝化厭氧氨氧化反應(yīng)器分為5個格室，依次為缺氧區(qū)、好氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)、缺氧區(qū)；缺氧區(qū)設(shè)有攪拌器，好氧區(qū)設(shè)有曝氣頭；1#二沉池和2#二沉池設(shè)有出水管、回流污泥管、剩余污泥管。與傳統(tǒng)生物脫氮裝置相比，本裝置可降低污水處理能耗，提高污水中能量回收率，有望使城市污水廠實(shí)現(xiàn)能量自給或能量外供。
文檔編號C02F9/14GK203079789SQ20132000077
公開日2013年7月24日 申請日期2013年1月2日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月2日
發(fā)明者王淑瑩, 馬斌, 彭永臻, 包鵬, 李夕耀 申請人:北京工業(yè)大學(xué)