一種低濃度氨氮污水自養(yǎng)脫氮系統(tǒng)的構(gòu)建方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于污水生物處理方法，特別涉及一種處理對象針對類似污水廠尾水的低碳源低氨氮濃度廢水的深度自養(yǎng)脫氮處理系統(tǒng)的構(gòu)建。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和城市化進(jìn)程的不斷加快，城市污水處理廠尾水的排放量逐年增加，目前，城市污水處理執(zhí)行的一級B排放標(biāo)準(zhǔn)或一級A排放標(biāo)準(zhǔn)，排放城市污水廠尾水水質(zhì)其與《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838-2002)中所規(guī)定的V類水體水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)相t匕，仍然是外源點源污染，處理出水中仍然攜帶了大量的氮磷排入城市河流，對已無環(huán)境容量的城市河流水環(huán)境形成巨大威脅。對城市污水廠尾水進(jìn)行深度處理，使其達(dá)到河流水環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，一方面，可控制其對城市河流的污染；另一方面，又可使其成為城市內(nèi)河的補水水源。但污水廠尾水水質(zhì)為低碳源低氨氮污水，由于碳源的瓶頸，其深度脫氮難度大。雖然現(xiàn)有自養(yǎng)脫氮技術(shù)可實現(xiàn)無碳源脫氮，但是，由于污水處理廠尾水深度脫氮氨氮濃度低，進(jìn)行短程硝化需氧量少，生物反應(yīng)器溶解氧DO難于精確控制，自養(yǎng)脫氮生物系統(tǒng)構(gòu)建困難等問題突出，未見該類污水深度自養(yǎng)脫氮相關(guān)報道。因此，開發(fā)高效穩(wěn)定、能耗低，工藝流程短、投資及運行成本低深度脫氮技術(shù)成為當(dāng)務(wù)之急。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有低碳源污水廠尾水深度脫氮的瓶頸問題，本發(fā)明的目的是提供一種低濃度氨氮污水自養(yǎng)脫氮系統(tǒng)的構(gòu)建方法，開發(fā)高效穩(wěn)定、能耗低，工藝流程短、投資及運行成本低深度脫氮技術(shù)。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0005]一種低濃度氨氮污水自養(yǎng)脫氮系統(tǒng)的構(gòu)建方法，主要針對低碳源低氨氮濃度的污水處理廠尾水深度脫氮。系統(tǒng)采用序批式人工濕地和序批式厭氧生物膜兩級反應(yīng)器，在溫度為15°C?30°C條件下，污水廠尾水首先進(jìn)入序批式人工濕地內(nèi)，周期運行工況為:進(jìn)水0.25?0.5h —反應(yīng)12?18h —排水0.25?0.5h —排空閑置6?10h，礫石填料粒徑
2.0mm?1mm,碌石填料層厚度0.5?Im條件下,利用人工濕地限制性供氧的特性，構(gòu)建出穩(wěn)定的低氨氮濃度污水短程亞硝化系統(tǒng)，可使出水NO2 -N/NH/-N值為1.1?1.4 ;此后,人工濕地出水進(jìn)入序批式厭氧生物膜反應(yīng)器中，在溫度為15°C?30°C，周期運行工況為:進(jìn)水0.2?0.5h —反應(yīng)20?23h —排水0.2?0.5h,運行負(fù)荷:0.03?0.1kgN/ (m3.d)，內(nèi)設(shè)置組合填料，掛膜密度50%?60%條件下，構(gòu)建出低濃度氨氮污水厭氧氨氧化系統(tǒng)。通過上述二級系統(tǒng)實現(xiàn)了低濃度氨氮污水深度自養(yǎng)脫氮。
[0006]本發(fā)明具有下列優(yōu)點:
[0007]①解決了低濃度系統(tǒng)構(gòu)建自養(yǎng)脫氮生物系統(tǒng)構(gòu)建困難瓶頸，高效穩(wěn)定
[0008]本發(fā)明針對污水廠尾水低碳源低氨氮廢水特點，通過研究得出低濃度系統(tǒng)構(gòu)建自養(yǎng)脫氮生物系統(tǒng)構(gòu)建方法。提出利用人工濕地自然復(fù)氧的限制性供氧的特性，并采用序批式運行模式，控制關(guān)鍵工況控制參數(shù)，有效地抑制了硝化菌，在人工濕地構(gòu)建出穩(wěn)定的低濃度氨氮污水短程硝化系統(tǒng)，并可使人工濕地出水NO2 -N/NH/-N值為1.1?1.4，滿足后續(xù)厭氧氨氧化處理水質(zhì)要求，有利于后續(xù)厭氧氨氧化菌將氨氮和亞硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮氣去除；同時，在第二級序批式厭氧生物膜反應(yīng)器中，通過關(guān)鍵工況參數(shù)控制，構(gòu)建出低氮濃度下的厭氧氨氧化系統(tǒng)，實現(xiàn)了在無碳源條件下低氮濃度污水的深度脫氮。
[0009]②能耗低、處理成本低
[0010]采用自然復(fù)氧方式的人工濕地省去了一般短程硝化系統(tǒng)的曝氣系統(tǒng)，能耗省；同時，采用無能耗的厭氧氨氧化生物膜系統(tǒng)；并且該二級自養(yǎng)脫氮系統(tǒng)深度脫氮無需投加碳源，故該深度脫氮系統(tǒng)能耗低、處理成本低。
[0011]③剩余污泥量少
[0012]序批式人工濕地不產(chǎn)生剩余污泥；序批式厭氧氨氧化反應(yīng)器污泥產(chǎn)量小，系統(tǒng)幾乎無剩余污泥產(chǎn)生。
[0013]④運行管理方便，可實現(xiàn)自動化控制。
[0014]本發(fā)明為無碳源低氨氮污水深度脫氮開辟了新路徑，解決了在不投加碳源條件下低氨氮污水深度脫氮的問題，突破了低氨氮濃度廢水短程硝化系統(tǒng)構(gòu)建困難的瓶頸。本發(fā)明高效穩(wěn)定、能耗低，工藝流程短、投資及運行成本低。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是填料粒徑為2.5mm時低氨氮濃度污水短程亞硝化系統(tǒng)的構(gòu)建及穩(wěn)定運行效能圖；
[0017]圖3A和圖3B是填料厚度為80cm時，溫度、填料粒徑對亞硝化的影響；
[0018]圖4是組合填料低氮濃度厭氧氨氧化系統(tǒng)構(gòu)建過程的TN變化情況。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合實施例作進(jìn)一步詳細(xì)說明:
[0020]參見圖1，污水廠尾水深度自養(yǎng)脫氮處理系統(tǒng)由序批式人工濕地I和厭氧生物膜反應(yīng)器2通過集水管3連接構(gòu)成。
[0021]序批式人工濕地I內(nèi)置礫石填料11，粒徑2.0mm?10_，礫石填料層厚度及有效水深為0.5?lm，種植水生植物13，序批式人工濕地I前端設(shè)進(jìn)水管12，末端設(shè)有集水區(qū)14，在溫度為15°C?30°C，反應(yīng)器周期運行工況為:進(jìn)水0.25?0.5h —反應(yīng)12?18h —排水0.25?0.5h —排空閑置6?1h條件下，可構(gòu)建出低氨氮濃度短程硝化系統(tǒng)，可使人工濕地出水NO2 -N/NH/-N值為1.1?1.4，滿足后續(xù)厭氧氨氧化處理水質(zhì)要求。
[0022]序批式厭氧生物膜反應(yīng)器2內(nèi)設(shè)組合填料21，掛膜密度50%?60%，反應(yīng)器上設(shè)排氣管22，末端設(shè)出水管23，在溫度為15°C?30°C，反應(yīng)器周期運行工況為:進(jìn)水0.2?
0.5h —反應(yīng)20?23h —排水0.2?0.5h，運行負(fù)荷:0.03?0.1kg N/ (m3.d)條件下，構(gòu)建出低氮濃度厭氧氨氧化系統(tǒng)。
[0023]參見圖2、圖3A、圖3B、圖4，本發(fā)明有關(guān)試驗結(jié)果表明:
[0024]在溫度為20?25°C，填料粒徑2.0mm?10mm、填料厚度80cm的序批式人工濕地短程硝化系統(tǒng)運行工況為:進(jìn)水0.25?0.5h —反應(yīng)12?18h —排水0.25?0.5h —排空閑置 6 ?10h，系統(tǒng)出水 NH4+-N、N02 -N、N03 -N 分別為 10.4、12.4、1.2mg/L, NO2 _N/NH4+_N 值為1.20，適合后續(xù)厭氧氨氧化處理?；诙坛滔趸到y(tǒng)出水，進(jìn)入序批式生物膜反應(yīng)器，在溫度為20?25°C，運行運行工況為:進(jìn)水0.2?0.5h —反應(yīng)20?23h —排水0.2?0.5h條件下，出水 NH4+-N、N02 -N、N03 -N 濃度分別為 2.9mg/L、0.06mg/L、2.lmg/L,TN 去除率達(dá)到84%?87%0
【主權(quán)項】
1.一種低濃度氨氮污水自養(yǎng)脫氮系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征在于:所述系統(tǒng)由序批式人工濕地和序批式厭氧生物膜二級反應(yīng)器組成，污水廠尾水首先進(jìn)入的序批式人工濕內(nèi)，采用序批式周期運行方式:進(jìn)水一反應(yīng)一排水一排空閑置；人工濕地在具有限制供氧特性的自然復(fù)氧環(huán)境中，對硝化菌的抑制，實現(xiàn)對低濃度氨氮污水穩(wěn)定的短程硝化；序批式人工濕地出水進(jìn)入序批式厭氧生物膜二級反應(yīng)器中，周期運行方式:進(jìn)水一反應(yīng)一排水，構(gòu)建出低氮濃度厭氧氨氧化系統(tǒng)，通過上述二級系統(tǒng)實現(xiàn)低濃度氨氮污水深度自養(yǎng)脫氮； 所述序批式人工濕內(nèi)置礫石填料，粒徑2.0mnTlO mm,礫石填料層厚度及有效水深為.0.5~lm，種植水生植物；在溫度為15°C ~30°C，反應(yīng)器周期運行工況為:進(jìn)0.25~0.5h —反應(yīng)12~18h —排水0.25~0.5h —排空閑置6~10h條件下，構(gòu)建出低氨氮濃度短程硝化系統(tǒng)，使人工濕地出水ΝΟ^-Ν/ΝΗ^-Ν值為1.1~1.4，滿足后續(xù)厭氧氨氧化處理水質(zhì)要求；所述序批式厭氧生物膜二級反應(yīng)器內(nèi)設(shè)組合填料，掛膜密度50%~60%，溫度為.150C ~30°C，反應(yīng)器周期運行工況為:進(jìn)水0.2~0.5h —反應(yīng)20~23 h —排水0.2~0.5h，運行負(fù)荷:0.03~0.1kg N/(m3.d)條件下，構(gòu)建出低氮濃度厭氧氨氧化系統(tǒng)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種低濃度氨氮污水自養(yǎng)脫氮系統(tǒng)的構(gòu)建方法。采用序批式人工濕地和序批式厭氧生物膜兩級反應(yīng)器，在溫度為15℃～30℃條件下，污水廠尾水首先進(jìn)入序批式人工濕地內(nèi)，在溫度為15℃～30℃，周期運行工況為：進(jìn)水→反應(yīng)→排水→排空閑置，利用人工濕地限制性供氧的特性，構(gòu)建出穩(wěn)定的低氨氮濃度污水短程亞硝化系統(tǒng)；此后，人工濕地出水進(jìn)入序批式厭氧生物膜反應(yīng)器中，在溫度為15℃～30℃，周期運行工況為：進(jìn)水→反應(yīng)→排水，內(nèi)設(shè)置組合填料，掛膜密度50%～60%條件下，構(gòu)建出低濃度氨氮污水厭氧氨氧化系統(tǒng)，通過上述二級系統(tǒng)實現(xiàn)低濃度氨氮污水深度自養(yǎng)脫氮。本發(fā)明高效穩(wěn)定、能耗低，工藝流程短、投資及運行成本低。
【IPC分類】C02F9/14
【公開號】CN105645664
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】何強(qiáng), 周健, 卿曉霞, 溫馨, 王先濤, 覃光旭, 李彥澄, 王穎慕
【申請人】重慶大學(xué)
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2014年11月14日