一種處理低c/n污水的a/o生物膜脫氮裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種處理低C/N污水的A/0生物膜脫氮裝置和方法，屬于污水生物處理
技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前污水生物脫氮大多采用傳統(tǒng)的生物硝化反硝化脫氮技術(shù)，且反硝化過(guò)程中需 要有機(jī)碳源作為電子供體，將氮氧化物還原為氮?dú)狻Ｒ虼撕袡C(jī)碳源不足的低C/N污水難W 高效脫氮，為了達(dá)標(biāo)排放，需要投加外碳源來(lái)提高脫氮效果，從而增加了污水處理費(fèi)用。
[0003] 傳統(tǒng)的生物反硝化過(guò)程是依次通過(guò)反硝化菌種的硝態(tài)氮還原酶、亞硝態(tài)氮還原 酶、一氧化氮還原酶和氧化亞氮還原酶作用逐步將硝態(tài)氮還原為氮?dú)?。最新研究表明部?反硝化菌只能分泌硝態(tài)氮還原酶，從而使得亞硝態(tài)氮的還原速率小于硝態(tài)氮的還原速率， 導(dǎo)致反硝化過(guò)程中出現(xiàn)亞硝態(tài)氮的積累，即發(fā)生了短程反硝化現(xiàn)象。
[0004] 厭氧氨氧化過(guò)程是在無(wú)需氧和有機(jī)碳源的條件下，W氨氮作為電子受體，將亞硝 態(tài)氮還原為氮?dú)猓罱K實(shí)現(xiàn)自養(yǎng)脫氮。如果將上述短程反硝化與厭氧氨氧化結(jié)合，則可降低 生物脫氮對(duì)有機(jī)碳源的需求。因此，開(kāi)發(fā)短程反硝化厭氧氨氧化脫氮技術(shù)有望為低C/N污水 高效脫氮提供解決方案，同時(shí)可滿足低碳經(jīng)濟(jì)和達(dá)標(biāo)排放的宗旨。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的就是針對(duì)低C/N污水生物脫氮碳源不足的問(wèn)題，提出一種處理低C/N 污水的A/0生物膜脫氮的裝置與方法。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案為:提供了一種處理低C/N污水的A/0生物膜脫氮的裝置:設(shè)有 原水水箱1、A段生物膜反應(yīng)器2、0段生物膜反應(yīng)器3;原水水箱1設(shè)有溢流管1.1和放空管 1.2;原水水箱1通過(guò)進(jìn)水累2.1與A段生物膜反應(yīng)器進(jìn)水閥2.2相連接;A段生物膜反應(yīng)器2呈 柱形，按照水流方向分為下段和上段兩部分，下段為短程反硝化生物膜2.5，上段為厭氧氨 氧化生物膜2.6; A段生物膜反應(yīng)器出水管2.8通過(guò)0段生物膜反應(yīng)器進(jìn)水閥3.2與0段生物膜 反應(yīng)器3連接，0段生物膜反應(yīng)器3呈柱形，填充硝化生物膜，硝化液內(nèi)回流累3.1通過(guò)硝化液 內(nèi)回流閥2.3與A段生物膜反應(yīng)器2連接，最終出水通過(guò)0段生物膜反應(yīng)器出水管3.4排放。
[0007] 本發(fā)明提供的處理低C/N污水的A/0生物膜脫氮方法，包括W下步驟:方法的步驟 為：
[000引1)啟動(dòng)系統(tǒng):接種具有短程反硝化生物膜，投加到A段生物膜反應(yīng)器下部，其體積 占整個(gè)A段生物膜反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)體積的20-40%;接種厭氧氨氧化生物膜投加到A段生物膜 反應(yīng)器上部，其體積占整個(gè)A段生物膜反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)體積的40-80 % ;接種硝化生物膜，投加 至IjO段生物膜反應(yīng)器，其體積占整個(gè)0段生物膜反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)體積的80-100%。
[0009] 2)運(yùn)行時(shí)調(diào)節(jié)操作如下：
[0010] 2.1)A段生物膜反應(yīng)器水力停留時(shí)間為2-化，0段生物膜反應(yīng)器水力停留時(shí)間為 0.5-3h；
[00川 2.2)0段生物膜反應(yīng)器內(nèi)溶解氧濃度為0.5-1.5mg/L;
[0012] 2.3)硝化液內(nèi)回流比為200-400 %，當(dāng)系統(tǒng)出水硝態(tài)氮濃度大于15mg/L時(shí)，提高硝 化液內(nèi)回流比，當(dāng)系統(tǒng)出水硝態(tài)氮濃度小于8mg/L時(shí)，降低硝化液內(nèi)回流比。
[001引技術(shù)原理；
[0014] 低C/N污水在此裝置中的處理流程為:首先使低C/N污水進(jìn)入A段生物膜反應(yīng)器下 段的短程反硝化生物膜，該生物膜上的反硝化菌利用原水中的有機(jī)碳源，將回流硝化液的 硝態(tài)氮還原為亞硝態(tài)氮。而后通過(guò)上段的厭氧氨氧化生物膜時(shí)，污水中的部分氨氮和亞硝 態(tài)氮被生物膜上的厭氧氨氧化菌轉(zhuǎn)化為氮?dú)狻段生物膜反應(yīng)器的出水再次進(jìn)入0段生物膜 反應(yīng)器，污水水中剩余的氨氮被生物膜上的硝化菌氧化為硝態(tài)氮，最終實(shí)現(xiàn)連續(xù)流低C/N污 水高效脫氮，降低污水處理費(fèi)用。
[0015] 本發(fā)明基于反硝化提供亞硝酸鹽強(qiáng)化污水厭氧氨氧化自養(yǎng)脫氮，與傳統(tǒng)生物脫氮 工藝相比具有W下優(yōu)勢(shì)：
[0016] 1)由于污水中的氨氮部分通過(guò)厭氧氨氧化去除，所W僅有剩余部分氨氮需要好氧 硝化，節(jié)省了系統(tǒng)運(yùn)行能耗。
[0017] 2)短程反硝化的終產(chǎn)物是亞硝態(tài)氮，避免了亞硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)獾耐緩剑s短了 反硝化過(guò)程，因此可降低反硝化消耗的有機(jī)碳源量。
[0018] 3)該生物膜反應(yīng)器是柱狀反應(yīng)器，使得占地面積降低。
[0019] 4)生物膜反應(yīng)器生物量高，負(fù)荷高，產(chǎn)泥量低，可減少污泥處置費(fèi)用。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1為本發(fā)明一種處理低C/N污水的A/0生物膜脫氮裝置法的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖中，1為原水水箱;2為A段生物膜反應(yīng)器;3為0段生物膜反應(yīng)器；1.1為原水水箱 溢流管；1.2為原水水箱放空管;2.1為A段生物膜反應(yīng)器進(jìn)水累;2.2為為A段反應(yīng)器進(jìn)水閥； 2.3為硝化液內(nèi)回流閥；2.4為取樣口； 2.5為短程反硝化生物膜;2.6厭氧氨氧化生物膜;2.7 為=相分離器;2.8為A段生物膜反應(yīng)器出水管;3.1為硝化液內(nèi)回流累;3.2為0段生物膜反 應(yīng)器進(jìn)水閥；3.3為硝化生物膜;3.4為0段生物膜反應(yīng)器出水管。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明：如圖1所示，處理低C/N污水的A/0 生物膜脫氮裝置設(shè)有原水水箱1、A段生物膜反應(yīng)器2、0段生物膜反應(yīng)器3;原水水箱1設(shè)有溢 流管1.1和放空管1.2;原水水箱1通過(guò)進(jìn)水累2.1與進(jìn)水閥2.2相連接;A段生物膜反應(yīng)器2呈 柱形，按照水流方向分為下段和上段兩部分，下段添加短程反硝化生物膜2.5，上段添加厭 氧氨氧化生物膜2.6; A段生物膜反應(yīng)器出水管2.8通過(guò)0段生物膜反應(yīng)器進(jìn)水閥3.2與0段生 物膜反應(yīng)器3連接，0段生物膜反應(yīng)器3呈柱形，添加硝化生物膜，硝化液內(nèi)回流累3.1通過(guò)硝 化液內(nèi)回流閥2.3與A段生物膜反應(yīng)器2連接，最終出水通過(guò)0段生物膜反應(yīng)器出水管3.4排 放。
[0023] 試驗(yàn)采人工配水作為原水，具體水質(zhì)如下：COD濃度為55-190mg/L，平均為130mg/ L NH;-N濃度為40-93mg/L，平均為50mg/l; NOi-N過(guò)X5成g化，NOj-N 幻).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，A段生物膜反應(yīng)器和0段生物膜反應(yīng)器體積均為 31。
[0024] 具體運(yùn)行操作如下：
[0025] 1)啟動(dòng)系統(tǒng):接種具有良好活性的短程反硝化生物膜，投加到A段生物膜反應(yīng)器下 部，其體積占整個(gè)A段生物膜反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)體積的40%;接種具有良好活性的厭氧氨氧化生 物膜投加到A段生物膜反應(yīng)器上部，其體積占整個(gè)A段生物膜反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)體積的60%;接 種具有良好硝化活性的生物膜，投加到0段生物膜反應(yīng)器，其體積占整個(gè)0段生物膜反應(yīng)器 反應(yīng)區(qū)體積的100 %。
[0026] 2)運(yùn)行時(shí)調(diào)節(jié)操作如下：
[0027] 2.1)A段生物膜反應(yīng)器水力停留時(shí)間為化，0段生物膜反應(yīng)器水力停留時(shí)間為化； [002引2.2)0段生物膜反應(yīng)器內(nèi)溶解氧濃度為1.5111邑/1;
[0029] 2.3)硝化液內(nèi)回流比為200-300 %，當(dāng)系統(tǒng)出水硝態(tài)氮濃度大于15mg/L時(shí)，提高硝 化液內(nèi)回流比，當(dāng)系統(tǒng)出水硝態(tài)氮濃度小于8mg/L時(shí)，降低硝化液內(nèi)回流比。
[0030] 試驗(yàn)結(jié)果表明：運(yùn)行穩(wěn)定后，系統(tǒng)出水COD濃度為25-90mg/L，平均為50.3mgA; NH4-N濃度0-3mg/L，平均為 1.4mg/l; NOrN濃度為0-lmg/L，平均為0.2mg/l; NO ;-N濃度 0-16mg/L，平均為 10.2mg/L。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種處理低C/N污水的A/Ο生物膜脫氮裝置，其特征在于:設(shè)有原水水箱（1)、A段生物 膜反應(yīng)器(2)、0段生物膜反應(yīng)器(3);原水水箱(1)設(shè)有溢流管（1.1)和放空管（1.2);原水水 箱（1)通過(guò)進(jìn)水栗(2.1)與進(jìn)水閥（2.2)相連接;A段生物膜反應(yīng)器(2)呈柱形，按照水流方向 分為下段和上段兩部分，下段添加短程反硝化生物膜(2.5 )，上段添加厭氧氨氧化生物膜 (2.6) ;A段生物膜反應(yīng)器出水管(2.8)通過(guò)0段生物膜反應(yīng)器進(jìn)水閥（3.2)與0段生物膜反應(yīng) 器(3)連接;0段生物膜反應(yīng)器(3)呈柱形，添加硝化生物膜;硝化液內(nèi)回流栗(3.1)通過(guò)硝化 液內(nèi)回流閥（2.3)與A段生物膜反應(yīng)器（2)連接，最終出水通過(guò)0段生物膜反應(yīng)器出水管 (3.4)排放。2. 應(yīng)用如權(quán)利要求1所述裝置實(shí)現(xiàn)低C/N污水高效脫氮的方法，其特征包括以下內(nèi)容： 1) 啟動(dòng)系統(tǒng):接種具有短程反硝化生物膜，投加到A段生物膜反應(yīng)器下部，其體積占整 個(gè)A段生物膜反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)體積的20-40%;接種厭氧氨氧化生物膜投加到A段生物膜反應(yīng) 器上部，其體積占整個(gè)A段生物膜反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)體積的40-80%;接種硝化生物膜，投加到0 段生物膜反應(yīng)器，其體積占整個(gè)0段生物膜反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)體積的80-100% ; 2) 運(yùn)行時(shí)調(diào)節(jié)操作如下： 2.1) A段生物膜反應(yīng)器水力停留時(shí)間為2-6h，0段生物膜反應(yīng)器水力停留時(shí)間為0.5-3h； 2.2) 0段生物膜反應(yīng)器內(nèi)溶解氧濃度為0.5-1.5mg/L; 2.3) 硝化液內(nèi)回流比為200-400 %，當(dāng)系統(tǒng)出水硝態(tài)氮濃度大于15mg/L時(shí)，提高硝化液 內(nèi)回流比，當(dāng)系統(tǒng)出水硝態(tài)氮濃度小于8mg/L時(shí)，降低硝化液內(nèi)回流比。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種處理低C/N污水的A/O生物膜脫氮裝置和方法。所述裝置包括：原水水箱、進(jìn)水泵、A段生物膜反應(yīng)器、O段生物膜反應(yīng)器、硝化液內(nèi)回流泵。原水水箱為一封閉箱體，設(shè)有溢流管和放空管；A段生物膜反應(yīng)器呈柱形，按照水流方向分為下段和上段兩部分，下段為短程反硝化生物膜，上段為厭氧氨氧化生物膜；O段生物膜反應(yīng)器呈柱形，填充硝化生物膜。所述方法是A段生物膜反應(yīng)器下段實(shí)現(xiàn)短程反硝化，利用污水中的有機(jī)碳源，將回流硝化液攜帶的硝態(tài)氮還原為亞硝態(tài)氮；上段生物膜實(shí)現(xiàn)厭氧氨氧化，將污水中的部分氨氮和短程反硝化積累的亞硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)?；O段生物膜反應(yīng)器將污水中剩余氨氮氧化為硝態(tài)氮，實(shí)現(xiàn)低C/N污水的高效脫氮。
【IPC分類】C02F3/30, C02F3/34
【公開(kāi)號(hào)】CN105668794
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610238027
【發(fā)明人】馬斌, 彭永臻, 委燕
【申請(qǐng)人】北京工業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2016年4月17日