通过FA与FNA控制实现污泥消化液短程硝化的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种通过ＦＡ与ＦＮＡ控制实现污泥消化液短程硝化的装置与方法，所述装置设有原水箱、短程硝化反应器、沉淀池和出水箱；短程硝化反应器分为缺氧搅拌区和好氧区，在好氧区中安装ＤＯ与ｐＨ值在线控制器；在反应器底部的曝气头；利用该装置实现短程硝化的方法包括：１．系统启动；２．运行时的调整操作；本实用新型专利技术的装置和方法适用于污水处厂的污泥消化液的硝化，装置结构简单，方法工艺简单，便于操作，节省大量碳源，硝化速度快，效果好。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

Device for realizing short cut nitrification of sludge digestive juice by FA and FNA control

The utility model discloses a device and a method for realizing shortcut nitrification and sludge digestion liquid through FA and FNA control, the device comprises a raw water tank, nitrification reactor, sedimentation tank and water tank; nitrification reactor mixing zone and aerobic zone for hypoxia, DO and pH installed in the aerobic zone value on-line controller; aeration head at the bottom of the reactor; including the method of using the device to realize nitrification: 1. system start; 2. runtime adjustment operation; nitrification sludge digestion method and apparatus of the utility model is suitable for the sewage treatment plant, has the advantages of simple structure, convenient operation, simple process, save a lot carbon source, nitration speed, good effect.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及^种生化法污水生物处理
，通过游离氨FA (Free Ammonia) 与游离亚硝酸FNA (Free Nitrous Acid)联合控制实现污泥消化液短程硝化的装置，适用 于城市污水处理厂污泥消化液及其它诸如养殖废水、味精废水、焦化废水等高氨氮(NH4+-N)有机工业废水处理。
技术介绍
我国的水污染不断加剧，而水资源短缺已经制约中国经济社会的发展，使得城市污 水厂的排放标准不断提高，污水的再生回用已经是大势所趋。在城市污水处理过程中产 生的大量剩余污泥通常在消化池中进行处置并回收甲烷。但在厌氧消化过程由于有机氮 的厌氧氨化作用，污泥中的氮素大部分以NH4+-N形式转移到污泥消化液中。消化液的 NH/-N可达1500mg/L，使得污泥消化液成为典型的高NH/-N低C/N废水，所含NH/-N 占污水厂氮负荷的15%-25%。现有的生化处理工艺将污泥消化液回流与原水一并处理，通过传统的生物脱氮工艺 进行脱氮(A-O或A^O工艺)，这大大增加了污水处理的氮负荷。对原水碳源缺乏的城 市污水而言，消化液的回流导致脱氮除磷效率难以提高，进水的部分氮素在曝气池和消 化池被反复氧化和还原，形成不良循环。污泥厌氧消化的代谢特征和污泥消化液直接回 流到污水系统的传统工艺，是许多污水处理厂脱氮效率低的一个主要但经常被忽略的主 要原因。传统生物脱氮通过硝化将NH/-N转化为N03—-N，再通过反硝化将N03—-N转化为氮 气从水中逸出。在硝化阶段，NH4+-N被转化成N03--N是由两类独立的细菌完成的两个 不同反应，首先由亚硝化菌(Nitrosomonas)将NlV-N转化为N02_-N，然后由硝化菌 (Nitrobaeter)将N(V-N转化为N(V-N。对于反硝化菌而言，也可经NH^-N—NCV-N—N2 这样的"简捷"途径完成，即短程生物脱氮工艺。短程脱氮具有如下优势节省25%供氧 量；节约40%反硝化碳源；减少污泥生成量；縮短反应时间，反应器容积相应减少 30°/^40%。所以短程硝化脱氮技术适应污泥消化液的水质，可以节省建设和运行费用。 高NH4+-N污泥消化液稳定高效短程生物脱氮是污水生物脱氮的公认难题，特别是常温条 件下连续流活性污泥反应器中实现污泥消化液短程生物脱氮未见报道。针对污泥消化液处理的现状和短程生物脱氮的特点，如果能够在污泥消化液旁侧处 理系统中实现高NH4+-N的短程硝化，而后在主流工艺中完成反硝化，就可节省大量的反硝化碳源，进而提高污水厂的脱氮效率，达到节能降耗的目的，同时为污泥消化液全程 自养脱氮打下基础。可见，在连续流活性污泥反应器中实现和控制污泥硝化液短程硝化 的装置创新性，市场应用前景广阔。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决上述技术问题，提出一种通过FA与FNA控制实现污 泥消化液短程硝化的装置，在连续流活性污泥反应器中，通过FA与FNA联合控制实现 污泥消化液高N(V-N累积率(可达95%)的短程生物硝化，从而节省大量的反硝化碳源。 该装置克服了污泥消化液传统工艺的不足，而且具有工艺流程简单、适应污泥消化液水 质特点，运行灵活、操作简单的特点。应用于实际可大幅度的降低建设和运行费用、无 二次污染。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的通过FA与FNA控制实现污泥消化液短程硝化的装置，其特征在于:设有原水箱(1 )、 短程硝化反应器(2)、沉淀池(3)和出水箱(4);短程硝化反应器在长度方向上平均分 为9个格室，第1格室为缺氧搅拌区(2.6)，该区内设有调速搅拌器(2.10)，其余的8 个格室为好氧区(2.9)，按照水流方向上下交错设置孔径为15mm的过流孔，在好氧区 中安装DO与pH值在线控制器(2.7、 2.8);气泵(2.1)通过进气管(2.2)、气体流量计 (2.3)、气量调节阀(2.4)与设在反应器底部的曝气头(2.5)连接；原水箱通过进水泵 (1.1)、吸水管(1.2)、压水管(1.3)与缺氧搅拌区(2.6)相连接；短程硝化反应器通 过出水管(2.11)连接沉淀池的中心管(3.4)，在中心管下方设有锥形反射板(3.6)，沉 淀池自上而下设置取样阀门(3.5)，沉淀池通过污泥回流泵(3.1)、排泥阀(3.2)、出水 回流管路(3.3)与短程硝化反应器的缺氧搅拌区(2.6)相连接；沉淀池的出水管(3.7) 连接出水箱，原水箱与出水箱分别设置放空阀(1.4、 4.1)，出水箱还设有出水管(4.3) 和溢水管(4.2)。技术原理污泥消化液为典型的高NHZ-N、低C/N废水。污泥消化液的碱度仅为 >^4+^的4~6倍，完全硝化碱度不足，硝化时pH值过度降低。对于高>^4+^、低C/N 比的污泥消化液脱氮而言，如果能够实现高N02—-N累积率短程硝化，同时利用污泥消化 液中有限的碳源进行部分反硝化，可节省大量的反硝化碳源。目前硝化液的短程硝化大都在间歇运行的反应器中完成，而在连续流的反应器中实 现短程硝化因为操作管理简单而更有实际意义。短程硝化通常在低溶解氧的环境中实现， 而本研究的短程硝化是在高溶解氧的环境条件下实现的，具有更高的NH4+-N硝化速率。废水中的]^+->1因？11值不同，分子态和离子态的氨以不同的比例存在。FA对硝 化作用有明显的抑制作用，NOB比AOB属更易受到FA的抑制，0.1~1.0mg/L的FA就会抑制亚硝酸菌的活性。只有当FA贫到10~100mg/L时才会对AOB活性产生影响。同 时废水中的N02--N因pH值不同，分子态和离子态的亚硝酸盐以不同的比例存在，随着 pH值的不断降低，FNA的比例不断提高。FNA对NOB有明显的抑制作用，NOB比AOB 更易受到FNA的抑制，0.02mg/L的FNA就会抑制NOB的活性。只有当FNA达到0.40mg/L 时才会对AOB活性产生影响。在短程硝化反应器的前段由于高氨氮的硝化逐渐完成，pH值不断的降低，进而游离 氨FA的浓度也逐渐的降低，但只要FA浓度〉0.1mg/L，就会维持FA对NOB的抑制作 用。在反应器的后段，由于1^14+^浓度和？11值大幅度的降低，导致FA趋近于0mg/L， 进而失去对NOB的抑制作用。但此时由于大部分氨氮转化为N(V-N，使得FNA浓度〉 0.01mg/L，这样在反应器的后端NOB受到FNA的抑制。这样分别通过反应器前段和后 段较高浓度的FA与FNA对NOB的选择性抑制作用实现了稳定的短程硝化。所述污泥消化液短程硝化的简要过程是将污泥消化液与沉淀池回流污泥按 30%~150%的比例，分别泵入到短程硝化反应器的缺氧搅拌区，使回流污泥中的MV-N 与N(V-N利用原水中的有机碳源进行部分反硝化；缺氧区的泥水混合液进入到好氧区， 完成高NH4+-N的短程硝化。在好氧区NH/-N被氧化为N02'-N和少量的N03'-N，实现 高NOf-N累积率的短程硝化。短程硝化反应器中的混合液流入到沉淀池进行泥水分离， 污泥通过污泥流泵回流到短程硝化反应器的缺氧区，上清液流入到出水箱溢流出水。本技术涉及的通过FA与FNA联合控制实现污泥消化液短程硝化的装置与现有 技术相比，具有下列优点1) 与污泥消化液直接回流到主流区的传统做法比较，在本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过ＦＡ与ＦＮＡ控制实现污泥消化液短程硝化的装置，其特征在于：设有原水箱（１）、短程硝化反应器（２）、沉淀池（３）和出水箱（４）；短程硝化反应器在长度方向上平均分为９个格室，第１格室为缺氧搅拌区（２．６），该区内设有调速搅拌器（２．１０），其余的８个格室为好氧区（２．９），按照水流方向上下交错设置孔径为１５ｍｍ的过流孔，在好氧区中安装ＤＯ与ｐＨ值在线控制器（２．７、２．８）；气泵（２．１）通过进气管（２．２）、气体流量计（２．３）、气量调节阀（２．４）与设在反应器底部的曝气头（２．５）连接；原水箱通过进水泵（１．１）、吸水管（１．２）、压水管（１．３）与缺氧搅拌区（２．６）相连接；短程硝化反应器通过出水管（２．１１）连接沉淀池的中心管（３．４），在中心管下方设有锥形反射板（３．６），沉淀池自上而下设置取样阀门（３．５），沉淀池通过污泥回流泵（３．１）、排泥阀（３．２）、出水回流管路（３．３）与短程硝化反应器的缺氧搅拌区（２．６）相连接；沉淀池的出水管（３．７）连接出水箱，原水箱与出水箱分别设置放空阀（１．４、４．１），出水箱还设有出水管（４．３）和溢水管（４．２）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张树军，甘一萍，韩晓宇，周军，常江，王洪臣，彭永臻，
申请(专利权)人：北京城市排水集团有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：11[]