一种IEM‑UF氮富集亚硝化反硝化脱氮方法及装置，属于污水处理技术领域，处理废水方法按照如下工艺流程步骤进行：膜组件IEM‑UF对废水中NH4+富集及对有机物分离；好氧亚硝化反应；结合先前分离出的有机物的缺氧短程反硝化；出水，为能完成上述的工艺流程，安排了专用的实施装置。该方法及装置，具有较好的去除有机物和脱氮功能，尤其为处理碳源不足的废水及高浓度有机物高氨氮废水提供一种处理方法；同时，该方法及装置能有效降低好氧曝气量与缩短反硝化反应时间，降低运行费用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于污水处理
，尤其涉及一种利用组合膜生物反应系统的氮富集及去除方法及装置。
技术介绍
低C/N比是我国城市生活污水的典型水质特征。传统的污水处理工艺主要通过硝化、反硝化作用将氨氮转化为亚硝酸盐、亚硝酸盐通过还原作用，再转化为氮气，达到脱氮的目的。而生活污水中碳源含量通常不足，传统处理工艺需要向反硝化阶段投加碳源，造成运行成本增加。针对低C/N生活污水脱氮，申请者专利技术了“一种利用组合膜生物反应系统的氮富集及去除方法及装置”(专利号：ZL201310270168.X)在运行过程中发现将富集后的氨氮进行硝化作用，硝化过程中曝气量较大，增加能耗。如果将硝化阶段控制在亚硝化阶段，硝化阶段将减少25％的曝气需氧量，大大节省了能耗。在硝化出水与分离器中截留的COD进行反硝化作用过程中发现，虽然总氮去除率比传统脱氮系统去除率高，但出水中硝氮含量依旧较高。如将亚硝酸盐氮作为反硝化的氮源可节省40％的反硝化碳源，这样就进一步解决了C/N生活污水反硝化过程中碳源不足的问题，将脱氮效率进一步提高。为了解决现有的低C/N生活污水脱氮效率较低，能耗较大、碳源不足等问题，本专利技术开发一种IEM-UF氮富集亚硝化反硝化脱氮方法及装置，通过氨氮分离器将出水中氨氮浓度、出水pH提高，进而使亚硝化进水中的游离氨(FA)控制在较高浓度下，同时通过气体流量计控制较小的曝气使亚硝化稳定运行。产生的亚硝化盐氮与氨氮分离器截留的COD通过短程反硝化作用达到脱氮的效果。该装置可有效解决硝化过程异养与自养菌的竞争，以及反硝化过程中碳氮比不足的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有处理低C/N比废水处理效率不高的问题，提供一种利用组合膜生物反应系统的氨氮富集及去除方法及装置，该方法及装置具有较好的去除有机物和脱氮功能，尤其为处理碳源不足的废水提供一种处理方法。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种利用组合膜生物反应系统的亚硝化启动稳定运行及氮富集及去除装置，其特征在于：该装置包括敞口的氨氮分离器(3)、亚硝化反应器(16)、和短程反硝化反应器(27)。氨氮分离器(3)包括原水进水蠕动泵(1)，进水管(2)，电源(4)，时间继电器(5)，导线(6)，电极(7)，搅拌器(8)，膜组件C(9)，压力表(10)，氨氮富集液出水蠕动泵(11)氨氮富集液出水管(12)。氨氮分离器(3)中原水经过进水蠕动泵进入氨氮分离器中，膜组件C(9)位于氨氮分离器内；膜组件C(9)由超滤膜(或者微滤膜)(31)阳离子交换膜(30)以及带有导流槽(33)和孔洞(34)的支撑板(32)组成，阳离子交换膜、超滤膜(或者微滤膜)之一分别位于支撑板两侧。膜组件C出水口(29)与氨氮富集液出水管(12)、压力表(10)和出水蠕动泵(11)依次相连，并受时间继电器(5)的控制。电极(7)放置在氨氮分离器(3)内，搅拌器(8)叶片位于膜组件C(9)旁；电极(7)的两极经导线(6)分别和电源(4)相连，电极阳极正对膜组件C(9)的阳离子交换膜，电极阴极正对超滤膜(或微滤膜)。亚硝化反应器(16)包括亚硝化反应器进水管(14)，亚硝化进水蠕动泵(15)，曝气装置(17)，气体流量计(18)，气泵(19)，时间控制开关(20)。亚硝化反应器(16)中曝气装置(17)与气路管线、气体流量计(18)和气泵(19)依次相连；亚硝化出水管(22)与亚硝化出水蠕动泵(24)相连，亚硝化反应器(16)内的曝气头(17)位于反应器下部；短程反硝化反应器(27)包括-氨氮分离器分离有机物出水管(21)，搅拌器(8)，反硝化亚硝化液进水管(25)、反硝化亚硝化液进水蠕动泵(26)，反硝化出水蠕动泵(28)。总流程：原水经进水蠕动泵进入氨氮分离器底部；NH4+在氨氮分离器中利用电场力被选择性地透过阳离子交换膜进行分离富集，被富集的氨氮富集液经氨氮富集出水管由蠕动泵抽入到氨氮富集液收集箱；在亚硝化进水蠕动泵的作用下氨氮富集液被抽入到亚硝化反应器中；氨氮富集液经过亚硝化反应后，由亚硝化出水蠕动泵抽出到亚硝化出水水箱收集；反硝化蠕动泵将亚硝化反应器出水与氨氮分离器截留COD按照一定比例抽入短程反硝化反应器中进行反硝化脱氮作用。本专利技术提供了一种利用上述装置进行氨氮富集、亚硝化、短程反硝化除氮的方法，其特征在于：它具有如下工艺流程步骤：(1)废水：废水经进水泵增压后，经进水管流入氨氮分离器中；(2)膜组件C对废水中NH4+富集及有机物分离：氨氮分离器中在电场力作用下，经过膜组件中阳离子交换膜将进水氨氮富集，出水氨氮浓度提高；通过超滤膜将进水COD截留在氨氮分离器中，使进入亚硝化反应器的膜组件出水中COD减小；(3)SBR亚硝化反应：将收集的氨氮富集液经蠕动泵引入亚硝化反应器中，NH4+在曝气条件下通过氨氧化菌氧化为NO2-，形成亚硝化液并对亚硝化液进行收集；(4)SBR短程反硝化反应器：将收集的亚硝化液与氨氮分离器被截留的COD经蠕动泵通过短程反硝化进水管进入短程反硝化反应器中，在缺氧条件下进行脱氮反应；(5)出水：经过第四步处理后出水可以进行排放。本专利技术提供了一种氨氮分离短程硝化反硝化脱氮方法及装置，其特征在于：氨氮分离器将氨氮富集并且将亚硝化进水控制在较适宜pH下，在亚硝化阶段由于氨氮分离器将亚硝化进水中COD截留且将亚硝化进水FA控制在较高水平，可以缩短亚硝化启动的时间，保证亚硝化的稳定运行。反硝化脱氮是由NO2-还原为含氮气体过程，避免了从NO3-还原为NO2-消耗碳源的过程，可有效减少碳源消耗量，解决生活污水碳源不足问题。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及突出效果：1、亚硝化与短程反硝化在各自适宜环境下运行,容易控制反应条件，稳定性强，运行效率更高。2、通过氨氮分离器中的超滤膜将亚硝化进水中的COD截留，消除亚硝化过程中异养微生物与自养硝化菌的竞争，经过氨氮分离器富集后的氨氮与氨氮分离器中较高的pH出水供给亚硝化反应器，可为亚硝化的稳定运行提供条件，提高亚硝化效率。3、针对生活污水中C/N低、反硝化过程碳源不足造成总氮去除率较低。将COD截留在氨氮分离器中作为反硝化的碳源，短程反硝化以亚硝化产物NO2-作为电子受体，与以NO3-作为电子受体相比短程反硝化可以节约14.1％的碳源和55.7％的反硝化时间。4、针对传统生物脱氮系统对低C/N生活污水处理的局限性，将膜组合IEM-UF与亚硝化与短程反硝化工艺相结合，形成了IEM-UF组合膜氮富集亚硝化短程反硝化脱氮系统，该系统稳定性强、能耗低、总氮去除率明显提高。附图说明图1为本专利技术提供的一种利用IEM-UF组合膜生物反应系统的氮富集亚硝化反硝化去除氮的方法运行示意图。图2为本专利技术提供的一种IEM-UF组合膜组件示意图。图3为本专利技术提供的一种IEM-UF组合膜组件的支撑板示意图图中：1-原水进水泵2-进水管3-氨氮分离器4-电源5-时间继电器6-导线7-电极8-搅拌器9-膜组件C 10-压力表11-氨氮富集液出水蠕动泵12-氨氮收集液出水管13-收集箱14-亚硝化反应器进水管15-亚硝化进水蠕动泵16-亚硝化反应器17-曝气装置18-气体流量计19-气泵20-时间控制开关21-氨氮分离器分离有机物出水管22-亚硝化出水管23-氨氮分本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种IEM‑UF氮富集亚硝化反硝化脱氮装置，其特征在于：该装置包括敞口的氨氮分离器(3)、亚硝化反应器(16)、和短程反硝化反应器(27)；氨氮分离器(3)包括原水进水蠕动泵(1)，进水管(2)，电源(4)，时间继电器(5)，导线(6)，电极(7)，搅拌器(8)，膜组件C(9)，压力表(10)，氨氮富集液出水蠕动泵(11)氨氮富集液出水管(12)；氨氮分离器(3)中原水经过进水蠕动泵进入氨氮分离器中，膜组件C(9)位于氨氮分离器内；膜组件C(9)由超滤膜或者微滤膜之一(31)、阳离子交换膜(30)、以及带有导流槽(33)和孔洞(34)的支撑板(32)组成，阳离子交换膜位于支撑板一侧、超滤膜或者微滤膜之一位于支撑板另一侧；膜组件C出水口(29)与氨氮富集液出水管(12)、压力表(10)和出水蠕动泵(11)依次相连，并受时间继电器(5)的控制；电极(7)放置在氨氮分离器(3)内，搅拌器(8)叶片位于膜组件C(9)旁；电极(7)的两极经导线(6)分别和电源(4)相连，电极阳极正对膜组件C(9)的阳离子交换膜，电极阴极正对超滤膜或微滤膜之一；亚硝化反应器(16)包括亚硝化反应器进水管(14)，亚硝化进水蠕动泵(15)，曝气装置(17)，气体流量计(18)，气泵(19)，时间控制开关(20)；亚硝化反应器(16)中曝气装置(17)与气路管线、气体流量计(18)和气泵(19)依次相连；亚硝化出水管(22)与亚硝化出水蠕动泵(24)相连，亚硝化反应器(16)内的曝气头(17)位于反应器下部；短程反硝化反应器(27)包括‑氨氮分离器分离有机物出水管(21)，搅拌器(8)，反硝化亚硝化液进水管(25)、反硝化亚硝化液进水蠕动泵(26)，反硝化出水蠕动泵(28)。...
【技术特征摘要】
1.一种IEM-UF氮富集亚硝化反硝化脱氮装置，其特征在于：该装置包括敞口的氨氮分离器(3)、亚硝化反应器(16)、和短程反硝化反应器(27)；氨氮分离器(3)包括原水进水蠕动泵(1)，进水管(2)，电源(4)，时间继电器(5)，导线(6)，电极(7)，搅拌器(8)，膜组件C(9)，压力表(10)，氨氮富集液出水蠕动泵(11)氨氮富集液出水管(12)；氨氮分离器(3)中原水经过进水蠕动泵进入氨氮分离器中，膜组件C(9)位于氨氮分离器内；膜组件C(9)由超滤膜或者微滤膜之一(31)、阳离子交换膜(30)、以及带有导流槽(33)和孔洞(34)的支撑板(32)组成，阳离子交换膜位于支撑板一侧、超滤膜或者微滤膜之一位于支撑板另一侧；膜组件C出水口(29)与氨氮富集液出水管(12)、压力表(10)和出水蠕动泵(11)依次相连，并受时间继电器(5)的控制；电极(7)放置在氨氮分离器(3)内，搅拌器(8)叶片位于膜组件C(9)旁；电极(7)的两极经导线(6)分别和电源(4)相连，电极阳极正对膜组件C(9)的阳离子交换膜，电极阴极正对超滤膜或微滤膜之一；亚硝化反应器(16)包括亚硝化反应器进水管(14)，亚硝化进水蠕动泵(15)，曝气装置(17)，气体流量计(18)，气泵(19)，时间控制开关(20)；亚硝化反应器(16)中曝气装置(17)与气路管线、气体流量计(18)和气泵(19)依次相连；亚硝化出水管(22)与亚硝化出水蠕动泵(24)相连，亚硝化反应器(16)内的曝气头(17)位于反应器下部；短程反硝化反应器(27)包括-氨氮分离器分离有机物出水管(21)，搅拌器(8)，反硝化亚硝化液进水管(25)、反硝化亚硝化液进水蠕动泵(26)，反硝化出水蠕动泵(28)。2.应用如权利要求1所述装置进行氨氮富集、亚硝化、短程反硝化除氮的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)废水经进水泵增压后，经进水管以1-10mL/min流入氨氮分离器中；2)氨氮分离器中膜组件C对废水中NH4+富集及有机物分离：膜组件C(9)由阳离子交换膜(30)和超滤膜(31)组成，可以对废水中NH4+和有机物分别进行富集...
【专利技术属性】
技术研发人员：张岩，郭威，邢金良，马翔山，张博康，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。