CN111732192A - 一种对流式分布进水的短程硝化-厌氧氨氧化脱氮工艺 - Google Patents
一种对流式分布进水的短程硝化-厌氧氨氧化脱氮工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种对流式分布进水的短程硝化‑厌氧氨氧化脱氮工艺,待处理污水分流成两部分,一部分送至短程硝化区、另一部分送至厌氧氨氧化区,且短程硝化区的进水量大于厌氧氨氧化的进水量,短程硝化区的进水经分流后再进入短程硝化区进行处理,厌氧氨氧化区的进水经分流后再进入厌氧氨氧化区进行处理。本发明通过分布进水作用实现底物在反应区的均匀分布,依靠污水上下流动所产生的对流作用,实现短程硝化与厌氧氨氧化分区反应,并在对流面实现底物交换,最后体系在对流面出水,保证底物的高效去除。
Description
技术领域
本发明属于污水处理技术领域,具体涉及一种对流式分布进水的短程硝化-厌氧氨氧化脱氮工艺。
背景技术
厌氧氨氧化脱氮是目前最捷径的脱氮方式之一。目前一般采用短程硝化-厌氧氨氧化相结合的方式处理高氨氮高COD废水,具体为:先将约一半的NH4 +经短程硝化反应生成NO2 -,同时去除COD,再将剩余的NH4 +与NO2 -经厌氧氨氧化实现脱氮。虽然将短程硝化与厌氧氨氧化在不同的反应器内进行可以做到高效脱氮,但是,多个反应器的基建成本高、运行投入高、占地面积大,具有一定的劣势。因此,将短程硝化与厌氧氨氧化二者结合在一个反应器内,成为现阶段厌氧氨氧化应用的研究热点。
短程硝化是通过控制曝气量,使NH4 +在短程硝化菌的作用下被氧化为NO2 -并同时去除水体COD的过程,可以做到节约碳源和能耗,单反应过程会出现pH降低,传统运行需要投加一定的碱剂以保持反应的持续性。厌氧氨氧化反应可以同时处理水体NH4 +与NO2 -,并产生碱度,在进行脱氮时需要调控体系内pH以实现反应的稳定。因此理论上,短程硝化与厌氧氨氧化具有高锲合度,在NH4 +被氧化为NO2 -的短程硝化反应中,若加长曝气时间可以降低COD浓度,但NH4 +会过度生成NO3 -,不仅造成NH4 +与NO2 -比例不协调,也产生NO3 -积累,不利于厌氧氨氧化脱氮;若降低曝气时间,可以实现NO3 -少量或者不生成,NO2 -可以产生积累,氮素组成满足厌氧氨氧化反应,但污水中依然留有COD残余,影响厌氧氨氧化脱氮效果。
因此,从最终厌氧氨氧化脱氮作为出发点,即使在一个反应器内也需要将短程硝化与厌氧氨氧化“分开”,以增加隔层或通过基建实现多反应区的方式则会回归到多反应器,考虑到污染物随污水流动的特点,以污水分布进水和上下对流的方式,既实现短程硝化和厌氧氨氧化的分隔,也实现两者反应的顺利进行。
发明内容
本发明的目的是提供一种对流式分布进水的短程硝化-厌氧氨氧化脱氮工艺,通过分点进水作用实现底物在反应区的均匀分布,依靠污水上下流动所产生的对流作用,实现短程硝化与厌氧氨氧化分区反应,并在对流面实现底物交换。体系在对流面出水,保证底物的高效去除。
为了实现上述发明目的,本发明采用以下技术手段:
一种对流式分布进水的短程硝化-厌氧氨氧化脱氮工艺,待处理污水分流成两部分,一部分送至短程硝化区、另一部分送至厌氧氨氧化区,且短程硝化区的进水量大于厌氧氨氧化的进水量;短程硝化区的进水经分流再后进入短程硝化区进行处理,厌氧氨氧化区的进水经分流后再进入厌氧氨氧化区进行处理;
所述短程硝化区和厌氧氨氧化区为一个反应器中并列设置的两个处理区,且短程硝化区和厌氧氨氧化区之间互相贯通,短程硝化区的进水点和厌氧氨氧化区的进水点对应分布,通过污水的对流作用实现分区反应;
待处理污水在短程硝化区和厌氧氨氧化区分别经处理后,在短程硝化区和厌氧氨氧化区的对流面出水;
所述待处理污水的污水成分由NH4 +和COD组成。
进一步地,所述短程硝化区设置有短程硝化生物膜和曝气装置,待处理污水在短程硝化区将NH4 +氧化为NO2 -并提供至厌氧氨氧化区实现脱氮,在生成少量NO3 -的同时去除COD。
进一步地,所述厌氧氨氧化区设置有厌氧氨氧化生物膜,待处理污水在厌氧氨氧化区以NH4 +作为厌氧氨氧化电子供体进行脱氮,COD在对流面经扩散作用传质至短程硝化区进行脱除,剩余COD以污水回流的方式回归至进水区域,再经过短程硝化作用进行脱除。
进一步地,短程硝化区的进水根据短程硝化生物膜的生物量设定再次分流的进水点数。
进一步地,厌氧氨氧化区的进水根据厌氧氨氧化生物膜的生物量设定再次分流的进水点数。
本发明通过分布进水实现短程硝化和厌氧氨氧化区域的底物均匀分布,实现氮素的转化和***高效脱氮。短程硝化区进水量大于厌氧氨氧化进水量,以防止厌氧氨氧化因过量COD产生抑制。两个氮素转化过程之间具有独立性,也具有脱氮的内在连续性:厌氧氨氧化回流为短程硝化提供碱度,短程硝化将NH4 +转化为NO2 -提供至厌氧氨氧化脱氮,同时去除***内COD,保证厌氧氨氧化处理池脱氮效率。
有益效果:
1)通过分点进水实现底物在反应器内底物的均匀分布与反应的持续性,保证了短程硝化区和厌氧氨氧化区的脱氮反应的连续性;2)曝气装置安装在对流面上方,曝气与厌氧氨氧化无接触,防止溶解氧的存在对厌氧氨氧化产生影响;3)因对流面反复存在的对流作用,短程硝化区生成的NO2 -在对流面持续扩散至厌氧氨氧化区进行脱氮;而且厌氧氨氧化脱氮产生N2,可能存在N2附着在颗粒表面使颗粒上浮,反复的对流作用可以有效缓解颗粒污泥上浮;4)厌氧氨氧化脱氮后回流污水为短程硝化区补充碱度;5)短程硝化区和厌氧氨氧化区反应在生物膜表面进行,因短程硝化区与厌氧氨氧化区进水水量不同,有效缓解高浓度COD对Anammox反应的抑制问题;6)通过生物膜数量和生物量的调整,保证反应器有效菌种类与含量,实现污染物的高效脱除。
附图说明
图1为本发明对流式分布进水的短程硝化-厌氧氨氧化脱氮工艺示意图。
具体实施方式
以下实施例进一步说明本发明的内容,但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下,对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换,均属于本发明的范围。实施例中未注明具体条件的实验方法及未说明配方的试剂均为按照本领域常规条件。
污水的传统进水方式为单向单点进水,依靠污水流动以及附着在填料表面的混合菌逐步对污染物进行处理。在处理中面临进水端底物浓度高、基质负荷大、甚至因某些污染物的浓度高而产生一定的生物抑制;随着污染物的消耗,远离进水端底物浓度低,生物活性差。
如图1所示,本发明提供了一种对流式分布进水的短程硝化-厌氧氨氧化脱氮工艺,进水NH4 +和COD通过分布进水的方式分别进入短程硝化区与厌氧氨氧化区,为防止COD的过量存在对厌氧氨氧化产生影响,调控短程硝化区的水量大于厌氧氨氧化区的水量,保证NH4 +和COD在短程硝化区被氧化为NO2 -;厌氧氨氧化脱氮的NH4 +来源为进水NH4 +,NO2 -的来源为短程硝化区氧化NH4 +生成,并在对流面传质至厌氧氨氧化区;以分布进水的方式实现底物在短程硝化区和厌氧氨氧化区的均匀分布,实现短程硝化和厌氧氨氧化的持续性。
实施例1
本实施例采用分点分量进水的方式以满足反应区域内的底物浓度随污水流动实现浓度的分布。结合填料区域生物量,通过水力水质计算,调整Q1-Q7和Q1’-Q7’各点进水量(进水点根据实际需要进行设置,本实施例所述7个分布进水点根据该脱氮工艺示意图所设置),以实现区域的污染物分布,保证区域末端短程硝化反应和短程反硝化反应的充分发生,以满足厌氧氨氧化进水脱氮。污水经过短程硝化与厌氧氨氧化脱氮后在对流面区域实现出水。短程硝化区生物膜与厌氧氨氧化区生物膜附着在填料上进行固定,在对流面之上安置曝气装置,根据污水底物浓度和进水含量进行调整,增加或减少生物膜填料,以满足脱氮工艺的运行。
具体地:
污水成分由NH4 +和COD组成,进水经过分流一部分至短程硝化区,流量为Q1-Q7,一部分至厌氧氨氧化区,流量为Q1’-Q7’,流量Q1-Q7与流量Q1’-Q7’位点对称分布;分布进水的流量根据水质、反应区生物量及运行情况进行计算,实现污染物的均匀分布和脱氮反应的持续性。
反应流程如下:1)NH4 +和COD废水经分点进水,以流量Q1-Q7,在短程硝化区将NH4 +氧化为NO2 -并提供至厌氧氨氧化区实现脱氮,此过程可能生成少量NO3 -的同时去除COD;2)NH4 +和COD废水经分点进水,以流量Q1’-Q7’分布在厌氧氨氧化区,其中的NH4 +作为厌氧氨氧化电子供体进行脱氮,COD在对流面经扩散作用传质至短程硝化区进行脱除,剩余COD以污水回流的方式回归至进水区域,再经过短程硝化作用进行脱除;3)厌氧氨氧化区域可直接为短程硝化区补充一定碱度,降低了碱度的投加量,最终实现NH4 +和COD的高效脱除;4)短程硝化区的进水流量Q1-Q7,均大于厌氧氨氧化区进水流量Q1’-Q7’。
生物膜分布
生物膜表面附着短程硝化微生物与厌氧氨氧化微生物,按照废水的水利水质情况,在保证短程硝化区与厌氧氨氧化区的目标反应的前提下,生物膜的数量与生物量可根据需要进行调整。而且将短程硝化微生物与厌氧氨氧化微生物以附着生物膜的方式分开,有效制止了两种生物对NH4 +的底物竞争,并缓解了因COD的存在对厌氧氨氧化菌产生的抑制作用。
Claims (5)
1.一种对流式分布进水的短程硝化-厌氧氨氧化脱氮工艺,其特征在于:待处理污水分流成两部分,一部分送至短程硝化区、另一部分送至厌氧氨氧化区,且短程硝化区的进水量大于厌氧氨氧化的进水量;短程硝化区的进水经分流再后进入短程硝化区进行处理,厌氧氨氧化区的进水经分流再后进入厌氧氨氧化区进行处理;
所述短程硝化区和厌氧氨氧化区为一个反应器中并列设置的两个处理区,且短程硝化区和厌氧氨氧化区之间互相贯通,短程硝化区的进水点和厌氧氨氧化区的进水点对应分布,通过污水的对流作用实现分区反应;
待处理污水在短程硝化区和厌氧氨氧化区分别经处理后,在短程硝化区和厌氧氨氧化区的对流面出水;
所述待处理污水的污水成分由NH4 +和COD组成。
2.根据权利要求1所述的工艺,其特征在于:所述短程硝化区设置有短程硝化生物膜和曝气装置,待处理污水在短程硝化区将NH4 +氧化为NO2 -并提供至厌氧氨氧化区实现脱氮,在生成少量NO3 -的同时去除COD。
3.根据权利要求1所述的工艺,其特征在于:所述厌氧氨氧化区设置有厌氧氨氧化生物膜,待处理污水在厌氧氨氧化区以NH4 +作为厌氧氨氧化电子供体进行脱氮,COD在对流面经扩散作用传质至短程硝化区进行脱除,剩余COD以污水回流的方式回归至进水区域,再经过短程硝化作用进行脱除。
4.根据权利要求1所述的工艺,其特征在于:短程硝化区的进水根据短程硝化生物膜的生物量设定再次分流的进水点数。
5.根据权利要求1所述的工艺,其特征在于:厌氧氨氧化区的进水根据厌氧氨氧化生物膜的生物量设定再次分流的进水点数。
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