一种高氨氮低碳氮比污水的脱氮除碳装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种高氨氮低碳氮比污水的脱氮除碳装置和方法，其中高氨氮低碳氮比污水的脱氮除碳装置，包括：通过管道依次连接的原水箱、反硝化除碳反应器、除碳后中间水箱、部分短程硝化反应器、硝化后中间水箱、厌氧氨氧化反应器、氨氧化后中间水箱及离子交换树脂反应器；各反应器内部均设置有在线浓度检测设备，各反应器出水端均设置有出水阀；所述部分短程硝化反应器内还设置有pH探头、DO探头及曝气头；所述装置还包括PLC控制器。本发明专利技术提供的装置，通过反硝化反应经济去除原水中的碳源，无需曝气，节约能耗，除碳的同时又能脱除部分的硝态氮和/或亚硝态氮。

【技术实现步骤摘要】
一种高氨氮低碳氮比污水的脱氮除碳装置和方法
本专利技术涉及污水处理
，特别是涉及一种高氨氮低碳氮比污水的脱氮除碳装置和方法。
技术介绍
化学需氧量(COD)、氨氮(NH4+-N)、总氮(TN)是我国污水处理领域非常重视的指标，对于高氨氮(氨氮浓度为100mg/L至7000mg/L)、低碳氮比(C/N为0.8-1.3)污水，例如养殖废水、晚期垃圾渗滤液、餐厨废水厌氧消化液等，现有技术一般可以先采用传统活性污泥去除碳，再通过硝化、反硝化工艺进行深度脱氮。在利用活性污泥法除碳的过程中，需要进行曝气；既需要曝气能耗又损失了污水中原有的碳源。传统硝化反硝化脱氮是先进行硝化反应，通过曝气将氨氮转化为亚硝态氮，再转化为硝态氮；接着进行缺氧反硝化将硝态氮转化为氮气的过程，对于上述低C/N污水，由于碳源严重不足，传统脱氮效率很低。若要实现深度脱氮常常需要投加大量外碳源，从而大幅增加了污水处理费用。部分短程硝化结合厌氧氨氧化工艺脱氮是近年来备受关注的脱氮工艺。短程硝化反应是通过特定的调控方法将亚硝酸盐氧化菌淘洗出反应器，只保留氨氧化菌，使得硝化过程最终产物为亚硝态氮的过程，相比传统硝化反应可节省25％的曝气量。部分短程硝化是通过曝气量和时间的控制使得污水中部分氨氮转化为亚硝态氮，剩余部分氨氮的过程，相比短程硝化进一步节省曝气量。实际应用中，常常控制曝气后亚硝态氮的量与氨氮的量的比值为1.32，满足进入厌氧氨氧化反应器的进水要求。厌氧氨氧化反应是在厌氧氨氧化菌的作用下将氨氮和亚硝态氮转化为氮气和少量硝态氮的自养脱氮过程。整个过程无需曝气，无需外加碳源，大大减少了污水处理的费用。但是对于高氨氮污水，厌氧氨氧化反应产生的硝态氮仍不能达到排放标准。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种高氨氮低碳氮比污水脱氮除碳的装置和方法。具体技术方案如下：本专利技术首先提供了一种高氨氮低碳氮比污水的脱氮除碳装置，包括：通过管道依次连接的原水箱、反硝化除碳反应器、除碳后中间水箱、部分短程硝化反应器、硝化后中间水箱、厌氧氨氧化反应器、氨氧化后中间水箱及离子交换树脂反应器；所述反硝化除碳反应器、部分短程硝化反应器、厌氧氨氧化反应器及离子交换树脂反应器的内部均设置有在线浓度检测设备；所述反硝化除碳反应器、部分短程硝化反应器、厌氧氨氧化反应器及离子交换树脂反应器的出水端均设置有出水阀；所述部分短程硝化反应器内还设置有pH探头、DO探头及曝气头；所述pH探头及DO探头与pH/DO测定仪的主机电连接；所述曝气头与空气压缩机通过管道连接；所述离子交换树脂反应器内装填有磁性阴离子交换树脂；所述装置还设置有硝酸盐回流管道，所述硝酸盐回流管道一端连接于原水箱及反硝化除碳反应器之间的管道上，另一端连接于所述氨氧化后中间水箱；所述装置还包括PLC控制器，所述PLC控制器分别与pH/DO测定仪的主机、空气压缩机、出水阀、在线浓度检测设备通信连接。在本专利技术的一些具体实施方式中，脱氮除碳装置还包括：出水箱及出水回流管道；所述出水箱与所述离子交换树脂反应器的出水端通过管道连通；所述出水回流管道一端连接于所述出水箱，另一端连接于所述氨氧化后中间水箱与所述离子交换树脂反应器之间的管道；所述出水回流管道上设置有出水回流泵；所述PLC控制器与所述出水回流泵通信连接。在本专利技术的一些具体实施方式中在原水箱和反硝化除碳反应器之间的管道上设置有第一进水泵；在除碳后中间水箱和部分短程硝化反应器之间的管道上设置有第二进水泵；在硝化后中间水箱和厌氧氨氧化反应器之间的管道上设置有第三进水泵；在氨氧化后中间水箱和离子交换树脂反应器之间的管道上设置有第四进水泵；在所述硝酸盐回流管道上设置有硝酸盐回流泵；所述PLC控制器分别与所述第一进水泵、第二进水泵、第三进水泵、第四进水泵及硝酸盐回流泵通信连接。在本专利技术的一些具体实施方式中在所述曝气头及空气压缩机之间的管道上设置有气体流量计；所述PLC控制器与所述气体流量计通信连接。在本专利技术的一些具体实施方式中还包括计算机，所述计算机与所述PLC控制器通信连接。在本专利技术的一些具体实施方式中所述反硝化除碳反应器为SBR反应器；所述部分短程硝化反应器为SBR反应器；所述厌氧氨氧化反应器为SBR反应器或UASB反应器；所述离子交换树脂反应器为SBR反应器；其中SBR反应器内设置有搅拌器，所述PLC控制器与各搅拌器分别通信连接。本专利技术还提供了前述的脱氮除碳装置处理高氨氮低碳氮比污水的方法，包括：(1)反硝化除碳过程：使原水箱中的原水及氨氧化后中间水箱中的硝态氮污水进入到反硝化除碳反应器中进行反硝化反应；调节硝态氮污水的回流量和原水的进水量，以使原水中的COD能够在满足去除反硝化除碳反应器中的硝态氮后，其剩余量还能够满足在部分短程硝化反应器内通过反硝化去除上一个处理周期剩余的亚硝态氮，且部分短程硝化反应器出水的COD值满足排放要求；反硝化除碳反应器的出水进入除碳后中间水箱中；(2)部分短程硝化过程：使除碳后中间水箱中的污水进入到部分短程硝化反应器中，先进行反硝化反应，利用污水中的COD去除上一个处理周期剩余的亚硝态氮；然后进行曝气，增加水中的溶解氧含量；控制部分短程硝化反应器中的溶解氧含量、pH值、温度及游离亚硝酸浓度，以使污水进行短程反硝化反应；并通过对曝气量和曝气时间的控制，使部分短程硝化反应器出水中亚硝态氮的量与氨氮的量比值为1.32；部分短程硝化反应器的出水进入硝化后中间水箱；(3)厌氧氨氧化过程：使硝化后中间水箱中的污水进入到厌氧氨氧化反应器中，进行厌氧氨氧化反应；厌氧氨氧化反应器的出水进入到氨氧化后中间水箱；(4)磁性树脂吸附过程：使氨氧化后中间水箱中的污水进入到离子交换树脂反应器中，通过磁性阴离子交换树脂去除污水中的硝态氮，以使离子交换树脂反应器的出水中硝态氮浓度为20-80mg/L。在本专利技术的一些具体实施方式中，在反硝化除碳过程中，通过PLC控制器控制硝态氮污水的回流量和原水的进水量。在本专利技术的一些具体实施方式中在部分短程硝化过程中，通过PLC控制器控制曝气量和曝气时间，使得部分短程硝化反应后，污水中亚硝态氮的量与氨氮的量比值为1.32。在本专利技术的一些具体实施方式中在磁性树脂吸附过程中，进入到离子交换树脂反应器中的污水的硝态氮浓度为50-110mg/L；当氨氧化后中间水箱中的污水的硝态氮浓度大于110mg/L时，使离子交换树脂反应器的部分出水回流，并与氨氧化后中间水箱的出水混合后进入到离子交换树脂反应器中，以使进入到离子交换树脂反应器中的污水的硝态氮浓度为50-110mg/L。与现有技术相比，本专利技术提供的一种高氨氮低碳氮比污水的脱氮除碳装置和方法具有以下优点：1通过反硝化反应经济去除原水中的碳源，无需曝气，节约能耗，除碳的同时又能脱除部分的硝态氮和/或亚硝态氮；2利用部分短程硝化及厌氧氨氧化工艺脱氮，与传统硝化反硝化脱氮相比，既能节省曝气能耗，又无需添加外碳源；3磁性阴离子交换树脂颗粒粒径小，比表面积较大，再生率高，吸附硝酸根离子迅速；同时因为含有磁性物质，容易聚集沉降不易随水流流失；4无需外加碳源即可实现深度脱氮除碳，不投加碳源使得易于增长的外源反硝化细菌增殖缓慢，同时厌氧氨氧化菌世代周期长，增殖速率缓慢，使得剩余污泥产量低；5用于生化处理的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高氨氮低碳氮比污水的脱氮除碳装置，其特征在于，包括：通过管道依次连接的原水箱、反硝化除碳反应器、除碳后中间水箱、部分短程硝化反应器、硝化后中间水箱、厌氧氨氧化反应器、氨氧化后中间水箱及离子交换树脂反应器；所述反硝化除碳反应器、部分短程硝化反应器、厌氧氨氧化反应器及离子交换树脂反应器的内部均设置有在线浓度检测设备；所述反硝化除碳反应器、部分短程硝化反应器、厌氧氨氧化反应器及离子交换树脂反应器的出水端均设置有出水阀；所述部分短程硝化反应器内还设置有pH探头、DO探头及曝气头；所述pH探头及DO探头与pH/DO测定仪的主机电连接；所述曝气头与空气压缩机通过管道连接；所述离子交换树脂反应器内装填有磁性阴离子交换树脂；所述装置还设置有硝酸盐回流管道，所述硝酸盐回流管道一端连接于原水箱及反硝化除碳反应器之间的管道上，另一端连接于所述氨氧化后中间水箱；所述装置还包括PLC控制器，所述PLC控制器分别与pH/DO测定仪的主机、空气压缩机、出水阀、在线浓度检测设备通信连接。

【技术特征摘要】
1.一种高氨氮低碳氮比污水的脱氮除碳装置，其特征在于，包括：通过管道依次连接的原水箱、反硝化除碳反应器、除碳后中间水箱、部分短程硝化反应器、硝化后中间水箱、厌氧氨氧化反应器、氨氧化后中间水箱及离子交换树脂反应器；所述反硝化除碳反应器、部分短程硝化反应器、厌氧氨氧化反应器及离子交换树脂反应器的内部均设置有在线浓度检测设备；所述反硝化除碳反应器、部分短程硝化反应器、厌氧氨氧化反应器及离子交换树脂反应器的出水端均设置有出水阀；所述部分短程硝化反应器内还设置有pH探头、DO探头及曝气头；所述pH探头及DO探头与pH/DO测定仪的主机电连接；所述曝气头与空气压缩机通过管道连接；所述离子交换树脂反应器内装填有磁性阴离子交换树脂；所述装置还设置有硝酸盐回流管道，所述硝酸盐回流管道一端连接于原水箱及反硝化除碳反应器之间的管道上，另一端连接于所述氨氧化后中间水箱；所述装置还包括PLC控制器，所述PLC控制器分别与pH/DO测定仪的主机、空气压缩机、出水阀、在线浓度检测设备通信连接。2.如权利要求1所述的高氨氮低碳氮比污水的脱氮除碳装置，其特征在于，还包括：出水箱及出水回流管道；所述出水箱与所述离子交换树脂反应器的出水端通过管道连通；所述出水回流管道一端连接于所述出水箱，另一端连接于所述氨氧化后中间水箱与所述离子交换树脂反应器之间的管道；所述出水回流管道上设置有出水回流泵；所述PLC控制器与所述出水回流泵通信连接。3.如权利要求1所述的高氨氮低碳氮比污水的脱氮除碳装置，其特征在于，在原水箱和反硝化除碳反应器之间的管道上设置有第一进水泵；在除碳后中间水箱和部分短程硝化反应器之间的管道上设置有第二进水泵；在硝化后中间水箱和厌氧氨氧化反应器之间的管道上设置有第三进水泵；在氨氧化后中间水箱和离子交换树脂反应器之间的管道上设置有第四进水泵；在所述硝酸盐回流管道上设置有硝酸盐回流泵；所述PLC控制器分别与所述第一进水泵、第二进水泵、第三进水泵、第四进水泵及硝酸盐回流泵通信连接。4.如权利要求1所述的高氨氮低碳氮比污水的脱氮除碳装置，其特征在于，在所述曝气头及空气压缩机之间的管道上设置有气体流量计；所述PLC控制器与所述气体流量计通信连接。5.如权利要求1所述的高氨氮低碳氮比污水脱氮除碳的装置，其特征在于，还包括计算机，所述计算机与所述PLC控制器通信连接。6.如权利要求1-5中任一项所述的高氨氮低碳氮比污水的脱氮除碳装置，其特征在于，所述反硝化除碳反应器为SBR反应器；所述部分短程硝化反应器为SBR...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵梦月，吴晓波，刘福永，
申请(专利权)人：北京安国水道自控工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11