CN203079789U

CN203079789U - 连续流城市污水短程硝化+厌氧氨氧化脱氮装置

Info

Publication number: CN203079789U
Application number: CN 201320000772
Authority: CN
Inventors: 王淑莹; 马斌; 彭永臻; 包鹏; 李夕耀
Original assignee: Beijing University of Technology
Current assignee: Beijing University of Technology
Priority date: 2013-01-02
Filing date: 2013-01-02
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2023-01-02

Abstract

连续流城市污水短程硝化+厌氧氨氧化脱氮的装置属于污水处理领域。所述装置包括：城市污水原水箱、生物吸附反应器、1#二沉池、短程硝化厌氧氨氧化反应器、2#二沉池。城市污水原水箱设有溢流管和放空管；生物吸附反应器设有曝气头进行充氧；短程硝化厌氧氨氧化反应器分为5个格室，依次为缺氧区、好氧区、缺氧区、好氧区、缺氧区；缺氧区设有搅拌器，好氧区设有曝气头；1#二沉池和2#二沉池设有出水管、回流污泥管、剩余污泥管。与传统生物脱氮装置相比，本装置可降低污水处理能耗，提高污水中能量回收率，有望使城市污水厂实现能量自给或能量外供。

Description

连续流城市污水短程硝化+厌氧氨氧化脱氮装置

技术领域

本实用新型涉及一种连续流城市污水短程硝化+厌氧氨氧化脱氮装置，属于污水生物处理技术领域。

背景技术

水体富营养化日益严重，使城市水环境恶化，甚至造成饮用水水源供应中断，严重影响了工业生产与居民的日常生活，造成了巨大的直接和间接经济损失。污水中氮磷排放是引起水体富营养化的重要原因，因此为了控制水体富营养化而兴建了大量的污水处理厂。现有污水处理厂属于能耗大户，在能源危机不断凸显的背景下，如何在实现高效脱氮的同时降低水处理能耗，降低处理费用，对于污水处理的可持续发展有着重要意义。

现有污水生物脱氮技术需要利用有机物作为反硝化碳源才能达到污水总氮去除的目的，因此污水中的大部分被用于反硝化碳源，而使得用于产甲烷的有机物量减少。厌氧氨氧化菌的发现为污水自养脱氮成为可能，因为厌氧氨氧化菌可以利用亚硝酸盐氧化氨氮生成氮气，而无需有机物作为碳源。现有厌氧氨氧化技术的研究与应用主要集中在高温高氨氮废水处理中，而城市污水厌氧氨氧化脱氮技术的研究应用非常有限。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了通过将厌氧氨氧化技术应用于城市污水处理厂，来降低污水厂处理能耗，提高污水厂能量回收率，而提出了一种连续流城市污水短程硝化+厌氧氨氧化脱氮的方法。该方法首先通过生物吸附作用将污水中的有机物富集至活性污泥，而后通过短程硝化/厌氧氨氧化自养脱氮技术在无有机物的条件下去除城市污水中的氨氮。

本实用新型的目的是通过以下解决方案来解决的：设有城市污水原水箱1、生物吸附反应器2、1#二沉池3、短程硝化厌氧氨氧化反应器4、2#二沉池5；城市污水原水箱1设有溢流管1.1和放空管1.2；城市污水原水箱1通过进水泵2.1与生物吸附反应器2进水管相连接；生物吸附反应器2分为数个格室，按照水流方向上下交错设置过流孔连接各个格室，设置有空压机2.7、气体流量计2.6、气量调节阀2.5和曝气头2.2；生物吸附反应器2通过1#二沉池连接管2.4与1#二沉池3连接；1#二沉池3通过污泥回流泵2.3与生物吸附反应器2进水管相连接；1#二沉池3出水管与后续短程硝化厌氧氨氧化反应器4连接；短程硝化厌氧氨氧化反应器4分为5个格室，按照水流方向上下交错设置过流孔连接各个格室；格室依次为缺氧区、好氧区、缺氧区、好氧区、缺氧区；缺氧区设有搅拌器4.4；好氧区设有曝气头4.1；短程硝化厌氧氨氧化反应器4通过2#二沉池连接管4.3与2#二沉池5连接； 2#二沉池5通过污泥回流泵4.2与短程硝化厌氧氨氧化反应器4进水管相连接。

城市污水在此装置中的处理流程为：城市污水与1#二沉池回流污泥一起进入生物吸附反应器，通过活性污泥吸附作用将水中的有机物吸附至活性污泥，从而达到将水中有机物富集至污泥中的目的；生物吸附反应器出水与2#二沉池回流污泥一起进入短程硝化厌氧氨氧化反应器的缺氧区，在此利用污泥污水中残余的有机物作为碳源，发生反硝化作用将回流污泥中的硝态氮还原为氮气；而后进入好氧区，将部分氨氮转化为NO- 2-N，再进入缺氧区发生厌氧氨氧化作用，将氨氮和NO- 2-N转化为氮气和硝态氮；而后再次进入好氧区和缺氧区，重复以上作用；最终达到将氮从污水中脱除的目的。

本实用新型具有以下优势：

1）将城市污水中有机物通过生物吸附作用富集至污泥中，随后将富含有机物的活性污泥通过厌氧发酵产甲烷，从而提高实现污水能量回收率；

2）短程硝化厌氧氨氧化反应器中仅有部分区域需要供氧，且溶解氧浓度在0.2-0.5mg/L范围内，所以可以实现曝气量的大幅降低，最终达到污水处理能耗的降低；

3）与传统生物脱氮工艺相比，本装置通过降低污水处理能耗，提高污水中能量回收率，有望使城市污水厂实现能量自给或能量外供；

4）本装置通过设置缺氧/好氧交替运行，实现同步短程硝化厌氧氨氧化，从而保持反应器中亚硝酸盐浓度较低，避免厌氧氨氧化菌活性受到抑制，同时可以降低反应过程中温室气体N₂O的产生量。

附图说明

图1为本实用新型连续流城市污水短程硝化+厌氧氨氧化脱氮装置结构示意图。

图中1为城市污水原水箱、2为生物吸附反应器、3为1#二沉池、4为短程硝化厌氧氨氧化反应器、5为2#二沉池；1.1为城市污水原水箱溢流管，1.2为城市污水原水箱放空管；2.1为生物吸附反应器进水泵，2.2为生物吸附反应器曝气头，2.3为生物吸附反应器污泥回流泵，2.4为1#二沉池连接管，2.5为气量调节阀，2.6为气体流量计，2.7为空压机，3.1为生物吸附反应器回流污泥管阀门，3.2为排泥管阀，4.1为短程硝化厌氧氨氧化反应器曝气头，4.2为短程硝化厌氧氨氧化反应器污泥回流泵，4.3为2#二沉池连接管，4.4为短程硝化厌氧氨氧化反应器搅拌器，5.1为短程硝化厌氧氨氧化反应器回流污泥管阀门，5.2为2#二沉池排泥管阀门。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明：连续流城市污水短程硝化+厌氧氨氧化脱氮装置设有城市污水原水箱1、生物吸附反应器2、1#二沉池3、短程硝化厌氧氨氧化反应器4、2#二沉池5；城市污水原水箱1设有溢流管1.1和放空管1.2；城市污水原水箱1通过进水泵2.1与生物吸附反应器2进水管相连接；生物吸附反应器2分为数个格室，按照水流方向上下交错设置过流孔连接各个格室，设置有空压机2.7、气体流量计2.6、气量调节阀2.5和曝气头2.2；生物吸附反应器2通过1#二沉池连接管2.4与1#二沉池3连接；1#二沉池3通过污泥回流泵2.3与生物吸附反应器2进水管相连接；1#二沉池3出水管与后续短程硝化厌氧氨氧化反应器4连接；短程硝化厌氧氨氧化反应器4分为5个格室，按照水流方向上下交错设置过流孔连接各个格室；格室依次为缺氧区、好氧区、缺氧区、好氧区、缺氧区；缺氧区设有搅拌器4.4；好氧区设有曝气头4.1；短程硝化厌氧氨氧化反应器4通过2#二沉池连接管4.3与2#二沉池5连接； 2#二沉池5通过污泥回流泵4.2与短程硝化厌氧氨氧化反应器4进水管相连接。

试验采用北京工业大学家属区生活污水作为原水，具体水质如下：COD浓度为100-200mg/L；NH+ 4-N浓度为60-90mg/L，NO- 2-N≤0.5mg/L，NO- 3-N ≤0.5mg/L。试验***如图1所示，各反应器均采用有机玻璃制成，生物吸附反应器有效体积为16L，均分为2个格室；短程硝化厌氧氨氧化反应器中每格室体积为8L，总有效容积为40L。

具体操作如下：

1）启动***：接种城市污水厂活性污泥投加至生物吸附反应器2，使污泥浓度达到2000mg/L；将短程硝化污泥与厌氧氨氧化污泥混合后投加至短程硝化厌氧氨氧化反应器4，使好氧氨氧化速率与厌氧氨氧化速率比值为0.8:1-1.2:1，且使污泥浓度达到4000mg/L；同时向短程硝化厌氧氨氧化反应器4投加粉末活性炭500mg/L；

2）运行时调节操作如下：

2.1）生物吸附反应器2污泥回流比控制在50%；好氧区溶解氧浓度控制在0.5-2.0mg/L；该反应器2的水力停留时间HRT控制在60min；污泥龄控制在2天；

2.2）短程硝化厌氧氨氧化反应器4污泥回流比控制在50%，污泥SVI值高时增加污泥回流比；

2.3）短程硝化厌氧氨氧化反应器4好氧区与缺氧区体积比为1:1，好氧区溶解氧浓度控制在0.2-0.5mg/L；

2.4）当短程硝化厌氧氨氧化反应器4缺氧区亚硝酸氮浓度>1mg/L，降低好氧区溶解氧，或减少好氧区水力停留时间。

试验结果表明：运行稳定后，生物吸附反应器出水COD浓度为31-67mg/L, NH+ 4-N浓度44-80mg/L，NO- 2-N浓度为0.1-5.0mg/L, NO-3-N浓度0.1-1.5mg/L；短程硝化厌氧氨氧化反应器出水COD浓度为30-65mg/L, NH+ 4-N浓度1-10mg/L，NO- 2-N浓度为0-3.0mg/L, NO-3-N浓度1.0-7.2mg/L，TN大部分时间可低于15mg/L。

Claims

1.连续流城市污水短程硝化+厌氧氨氧化脱氮装置，其特征在于：设有城市污水原水箱（1）、生物吸附反应器（2）、1#二沉池（3）、短程硝化厌氧氨氧化反应器（4）、2#二沉池（5）；城市污水原水箱（1）设有溢流管（1.1）和放空管（1.2）；城市污水原水箱（1）通过进水泵（2.1）与生物吸附反应器（2）进水管相连接；生物吸附反应器（2）分为数个格室，按照水流方向上下交错设置过流孔连接各个格室，设置有空压机（2.7）、气体流量计（2.6）、气量调节阀（2.5）和曝气头（2.2）；生物吸附反应器（2）通过1#二沉池连接管（2.4）与1#二沉池（3）连接；1#二沉池（3）通过污泥回流泵（2.3）与生物吸附反应器（2）进水管相连接；1#二沉池（3）出水管与后续短程硝化厌氧氨氧化反应器（4）连接；短程硝化厌氧氨氧化反应器（4）分为5个格室，按照水流方向上下交错设置过流孔连接各个格室；格室依次为缺氧区、好氧区、缺氧区、好氧区、缺氧区；缺氧区设有搅拌器（4.4）；好氧区设有曝气头（4.1）；短程硝化厌氧氨氧化反应器（4）通过2#二沉池连接管（4.3）与2#二沉池（5）连接； 2#二沉池（5）通过污泥回流泵（4.2）与短程硝化厌氧氨氧化反应器（4）进水管相连接。