CN105776546A - 污水短程硝化*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种污水短程硝化***，包括硝化反应器和自动控制***，所述硝化反应器中设有氨氮传感器、固体浓度传感器和溶解氧传感器，所述氨氮传感器、固体浓度传感器和溶解氧传感器分别连接至所述自动控制***；所述硝化反应器一侧连接进水泵，另一侧连接沉淀设备，底部设有曝气***；所述沉淀设备分别连接至污泥回流泵和排泥泵，所述污泥回流泵连接至所述硝化反应器。本发明在较高溶解氧浓度条件下，通过控制混合液氨氮和固体浓度，实现短程硝化，可提高氨氮负荷，降低温室气体排放；氨氧化菌AOB生长速率较高，可以获得较高的反应效率，提高氨氮处理负荷。

Description

污水短程硝化***
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种污水短程硝化***。
背景技术
氨氮是引起水体富营养化的主要污染物之一，硝化反应是去除氨氮的首要步骤。氨氮(NH4 +)的硝化反应是两级反应的过程，首先在AOB(氨氧化菌)的作用下，NH4 +被氧化成N-NO2 -，再在NOB(亚硝酸盐氧化菌)作用下，被氧化成NO3 -。通过控制反应条件，淘汰NOB，可以实现短程硝化，具有节省曝气量和反硝化碳源的优点，并且可和厌氧氨氧化工艺结合，实现全自养菌脱氮，大大减少污泥产量。目前来说，短程硝化通常依靠低溶解氧浓度(小于0.8mgO2/L)、高温和高游离氨浓度等因素抑制NOB，来实现短程硝化。
利用低溶解氧浓度会导致硝化过程中温室气体N2O排放的提高，并且在低溶解氧浓度条件下，硝化反应速率较低，不利于污水处理效率的提高。采用高温会大幅度提高污水处理的能耗，制约了短程硝化在城市污水处理中的应用。另外城市污水中氨氮浓度较低，游离氨浓度不足以抑制NOB，只能应用于高浓度氨氮废水的处理，不适用于在城市污水中实现短程硝化。
发明内容
本发明的目的是解决目前污水短程硝化采用低溶解氧浓度，使硝化过程中温室气体N2O排放提高，硝化反应速率较低，不利于污水处理效率提高的技术问题。
为实现以上发明目的，本发明提供一种污水短程硝化***，包括硝化反应器和自动控制***，所述硝化反应器中设有氨氮传感器、固体浓度传感器和溶解氧传感器，所述氨氮传感器、固体浓度传感器和溶解氧传感器分别连接至所述自动控制***；
所述硝化反应器一侧连接进水泵，另一侧连接沉淀设备，底部设有曝气***；所述沉淀设备分别连接至污泥回流泵和排泥泵，所述污泥回流泵连接至所述硝化反应器；
所述自动控制***根据所述氨氮传感器的数据，调节所述进水泵的流量，将所述硝化反应器内的氨氮浓度维持在预设值；所述自动控制***根据所述溶解氧传感器的数据，控制所述曝气***，将硝化反应器内的溶解氧浓度维持在预设值；所述自动控制***根据所述固体浓度传感器的数据，控制所述污泥回流泵和所述排泥泵，将所述硝化反应器内的固体浓度维持在预设值。
进一步地，所述氨氮浓度预设值为5-30mgN/L。
进一步地，所述溶解氧浓度预设值为1.5-3.0mgO2/L。
进一步地，所述固体浓度预设值为500-1000mg/L。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明在较高溶解氧浓度条件下，通过控制混合液氨氮和固体浓度，实现短程硝化，可提高氨氮负荷，降低温室气体排放；氨氧化菌AOB生长速率较高，可以获得较高的反应效率，提高氨氮处理负荷；反应获得的亚硝酸盐氮和残余的氨氮可以为后续厌氧氨氧化工艺提高基质；由于混合液氨氮浓度尚有余量，氨氧化菌AOB生长速率较高，与亚硝酸盐氧化菌NOB在竞争溶解氧时有优势；同时，由于固体浓度恒定，处于劣势的亚硝酸盐氧化菌NOB最终会被淘汰。
附图说明
图1是本发明的工作原理示意图。
图中，1进水泵，2自动控制***，3曝气***，4氨氮传感器，5固体浓度传感器，6溶解氧传感器，7硝化反应器，8沉淀设备，9污泥回流泵，10排泥泵。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明的污水短程硝化***，包括硝化反应器7和自动控制***2，硝化反应器7中设有氨氮传感器4、固体浓度传感器5和溶解氧传感器6，氨氮传感器4、固体浓度传感器5和溶解氧传感器6分别连接至自动控制***2；
硝化反应器7一侧连接进水泵1，另一侧连接沉淀设备8，底部设有曝气***3；沉淀设备8分别连接至污泥回流泵9和排泥泵10，污泥回流泵9连接至硝化反应器7；
自动控制***2根据氨氮传感器4的数据，调节进水泵1的流量，将硝化反应器7内的氨氮浓度维持在预设值5-30mgN/L；自动控制***2根据溶解氧传感器5的数据，控制曝气***3，将硝化反应器7内的溶解氧浓度维持在预设值1.5-3.0mgO2/L；自动控制***2根据固体浓度传感器6的数据，控制污泥回流泵9和排泥泵10，将硝化反应器7内的固体浓度维持在预设值500-1000mg/L。
经去除有机物的生活污水经过进水泵1进入硝化反应器7，硝化反应器7中设置氨氮传感器4，固体浓度传感器5和溶解氧传感器6，由曝气***3向硝化反应器7供氧，污水在硝化反应器7反应完后进入沉淀设备8，沉淀后的污泥固体部分由回流泵9进入硝化反应器7，部分污泥由排泥泵10排放。
通过自动控制***2调节进水泵1的流量，使得混合液氨氮浓度维持在设定值，在混合液氨氮浓度低于设定值时，通过自动控制***2提高进水泵1的流量，提高氨氮负荷，维持氨氮浓度设定值，反之，则降低进水流量；通过调节排泥泵10的流量，维持混合液固体浓度在设定值。控制曝气***3，维持溶解氧浓度在1.5-3.0mgO2/L之间。
根据进水氨氮浓度高低，混合液固体浓度设定在500-1000mg/L之间。在溶解氧设定值为1.5mgO2/L时，混合液氨氮浓度设定值需在5.0mgN/L以上。当溶解氧设定值为3.0mgO2/L时，混合液氨氮浓度设定值需在20.0mgN/L以上。
优选地，自动控制***2根据氨氮传感器4的数据，调节进水泵1的流量，维持硝化反应器7内的氨氮浓度在30mgN/L；自动控制***2根据溶解氧传感器6的数据，控制曝气***3，维持硝化反应器7内的溶解氧浓度在1.5mgO2/L；自动控制***2根据固体浓度传感器5的数据，控制污泥回流泵9和排泥泵10，维持硝化反应器7内的固体浓度在500mg/L。
经用实验室配置氨氮浓度为60mgN/L人工废水实验100天后，亚硝酸盐累积率达到98%，出水中氨氮和亚硝酸盐氮浓度比例接近1：1，可以作为后续厌氧氨氧化工艺的基质。氨氮负荷高达0.8kgN/(m3d)，而常规硝化反应器氨氮负荷一般在0.2-0.4kgN/(m3d)，并且由于在较高溶解氧浓度条件下运行，温室气体排放较低。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (4)

1.一种污水短程硝化***，其特征在于，包括硝化反应器和自动控制***，所述硝化反应器中设有氨氮传感器、固体浓度传感器和溶解氧传感器，所述氨氮传感器、固体浓度传感器和溶解氧传感器分别连接至所述自动控制***；
所述硝化反应器一侧连接进水泵，另一侧连接沉淀设备，底部设有曝气***；所述沉淀设备分别连接至污泥回流泵和排泥泵，所述污泥回流泵连接至所述硝化反应器；
所述自动控制***根据所述氨氮传感器的数据，调节所述进水泵的流量，将所述硝化反应器内的氨氮浓度维持在预设值；所述自动控制***根据所述溶解氧传感器的数据，控制所述曝气***，将硝化反应器内的溶解氧浓度维持在预设值；所述自动控制***根据所述固体浓度传感器的数据，控制所述污泥回流泵和所述排泥泵，将所述硝化反应器内的固体浓度维持在预设值。
2.如权利要求1所述的污水短程硝化***，其特征在于，所述氨氮浓度预设值为5-30mgN/L。
3.如权利要求1所述的污水短程硝化***，其特征在于，所述溶解氧浓度预设值为1.5-3.0mgO2/L。
4.如权利要求1所述的污水短程硝化***，其特征在于，所述固体浓度预设值为500-1000mg/L。
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