基于厌氧氨氧化的污水处理体系制造技术

本实用新型专利技术提供了一种基于厌氧氨氧化的污水处理体系，所述污水处理体系包括多级生物反应器，与多级生物反应器连通、且用于输入待处理污水的污水进水管，以及与多级生物反应器连通、且用于排出已处理水样的清水出水管；多级生物反应器至少包括与所述污水进水管连通的第一级生物反应器和与所述清水出水管连通的第N级生物反应器，所述第一级生物反应器和所述第N级生物反应器之间设置有通过输水管道依次串接的N‑2个生物反应器；多级生物反应器的每一个生物反应器分别设置第一开口和第二开口，且所述第N级生物反应器的所述第二开口与所述第N‑1级生物反应器的所述第一开口通过第一管道连通；其中，所述N大于等于2。

Wastewater treatment system based on Anammox

【技术实现步骤摘要】
基于厌氧氨氧化的污水处理体系
本技术属于污水处理
，尤其涉及一种基于厌氧氨氧化的污水处理体系。
技术介绍
工业和农业中产生大量的高浓度氨氮废水，氨氮超标成为影响我国地表水水环境质量的首要指标，氨氮废水处理已引起全球环保领域的重视。氨氮是水体污染的常见污染物，氨氮的存在会大量消耗水中的氧气，造成水体富营养化。为了彻底治理氨氮污染，必须寻找经济有效的氨氮废水处理技术尤其是高浓度氨氮废水处理技术，在氨氮污染治理的同时节能降耗、避免二次污染。随着监管标准对氮排放提出更高的要求，在污水深度处理过程中，逐步增加了对氮的脱除工艺。传统的脱氮工艺采用的是硝化-反硝化工艺。通常的硝化过程是指在好氧情况下，利用好氧硝化菌将水中的氨氧化为硝酸根。这一过程分两步进行：第一步是，氨氧化菌(AOB)将水中的氨氧化为亚硝酸根离子；第二部是亚硝酸盐氧化菌(NOB)将亚硝酸盐氧化为硝酸盐。反硝化是指在厌氧情况下，反硝化菌将硝酸根转化为氮气的过程。在强调污水处理资源化、能源化的今天，以厌氧氨氧化为核心的脱氮技术被业界普遍视为未来污水处理发展的一种重要技术，由此该技术正成为当前全球污水处理研发的焦点之一。相比较硝化-反硝化工艺而言，短程硝化反硝化是指把硝化反应控制在产亚硝酸盐的阶段，阻止进一步的硝酸根的形成；然后在厌氧情况下利用反硝化菌进行反硝化。因此，厌氧氨氧化技术相比较传统的硝化-反硝化工艺在过程上减少了硝酸盐生成阶段，能够减少反应中对氧气以及碳源的需求，从而实现节能降耗的目标。厌氧氨氧化(Anaerobicammoniumoxidation，ANAMMOX)工艺，是最初由荷兰Delft理工大学于20世纪末开始研究，于1998年首次发展了厌氧氨氧化反应器，并于本世纪初成功开发应用的一种新型废水生物脱氮工艺。厌氧氨氧化主要分为两大步：第一个过程是采用氨氧化细菌(AOB)将氨氮进行部分亚硝化(partialnitritation)，在这个过程中只有大约55％的氨氮需要转化为亚硝酸盐氮；第二个过程是厌氧氨氧化(anammox)，在厌氧条件下，采用厌氧氨氧化菌(AnAOB)以亚硝酸氮作为电子受体，氧化成氮气N2。厌氧氨氧化技术脱氮机理过程如下：部分亚硝化阶段(AOB菌)1.32NH3+1.98O2→1.32NO2-+1.32H++1.3H2O厌氧氨氧化阶段(厌氧氨氧化菌)NH3+1.32NO2-+H+→0.26NO3-+1.02N2+2H2O总反应(Deammonification)NH3+0.85O2→0.44N2+0.11NO3-+1.43H2O+0.14H+与传统的硝化-反硝化脱氮工艺及其它新型的生物脱氮工艺相比，厌氧氨氧化能表现出的突出优势，厌氧氨氧化菌属于自养菌，无需外加有机碳源，处理运行费用降低，特别对低C/N比的废水处理效果良好，且可避免因有机物的投加而导致的二次污染。且厌氧氨氧化只需将部分氨氮亚硝化，因此氧的需求量大为降低，动力消耗降低了。在NH4+-N的硝化过程中，每氧化1mol的NH4+-N需消耗2mol氧，而在厌氧氨氧化过程中，每氧化1mol的NH4+-N只需0.75mol氧，因此与传统的硝化反硝化工艺相比，因耗氧而产生的动力消耗可降低62.5％；污泥产率降低90％；结构紧凑；高氨氮负荷；基本无需额外碳源。近年来，国内外对厌氧氨氧化工艺的研究取得了大量成果。虽然处理氨氮废水的厌氧氨氧化工艺技术有多种，但是厌氧氨氧化工艺存在如下关键问题：(1)由于厌氧氨氧化菌(AnAOB，Anammox)生长缓慢(倍增时间11天)、细胞产率低[m(VSS)/m(NH4+-N)＝0.11g/g)、对环境条件敏感，其富集培养较为困难。菌的生长速率在低温情况下非常慢，其世代时间需要1～2周，而硝化菌需要1d。所以，传统接种污泥启动厌氧氨氧化时间长达数月至数年。(2)不能有效地控制氨氧化菌(AOB)与厌氧氨氧化菌(AnAOB)的生长与截留，工艺系统运行不稳定，限制了厌氧氨氧化工艺在实际工程中的大规模应用。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种基于厌氧氨氧化的污水处理体系，旨在解决现有厌氧氨氧化工艺中厌氧氨氧化菌富集、增殖、驯化难度大，且不能有效地控制氨氧化菌与厌氧氨氧化菌的生长与截留，影响污水处理效率和效果的问题。为实现上述技术目的，本技术采用的技术方案如下：一种基于厌氧氨氧化的污水处理体系，所述污水处理体系包括多级生物反应器，与多级生物反应器连通、且用于输入待处理污水的污水进水管，以及与多级生物反应器连通、且用于排出已处理水样的清水出水管；多级生物反应器至少包括与所述污水进水管连通的第一级生物反应器和与所述清水出水管连通的第N级生物反应器，所述第一级生物反应器和所述第N级生物反应器之间设置有通过输水管道依次串接的N-2个生物反应器；多级生物反应器的每一个生物反应器分别设置第一开口和第二开口，且所述第N级生物反应器的所述第二开口与所述第N-1级生物反应器的所述第一开口通过第一管道连通；其中，所述N大于等于2；所述污水处理体系还设置有用于将来源于第一级生物反应器中的初级污泥进行菌株分离的第一旋流分离器和用于将来源于第N级生物反应器中的末级污泥进行菌泥分离的第二旋流分离器，其中，所述第一旋流分离器通过第二管道与所述第一级生物反应器相通，通过第三管道与所述污水进水管相通，通过第四管道与所述第N级生物反应器相通；所述第二旋流分离器设置在用于连接所述第N级生物反应器和所述第N-1级生物反应器的第一管道段。本技术提供的基于厌氧氨氧化的污水处理体系，设置多级生物反应器串联，多级生物反应器之间通过输水管道输送水体，且在多级生物反应器中设置第一管道逆向(与进水方向相反)进行氨氧化菌(AOB)与厌氧氨氧化菌(AnAOB)逐级富集、增殖、扩大培养，从而实现厌氧氨氧系统的快速启动与稳定运行。具体的，一方面，在将所述第一级生物反应器中含有氨氧化菌与厌氧氨氧化菌的初级污泥经第一旋流分离器进行菌株分离，将分离出来的氨氧化菌再次注入所述第一生物反应器中，进行硝化反应与同化增殖生长；将含有所述厌氧氨氧化菌的沉底泥浆作为种子输送到所述第N级生物反应器。另一方面，末级污泥中经第二旋流分离器进行菌泥分离，分离出来的厌氧氨氧化菌输送并接种入第N-1级生物反应器，第N-1级生物反应器的厌氧氨氧化菌经逆向输送并接种于第N-2级生物反应器，依然次类推至第一级生物反应器。厌氧氨氧化菌种子通过逆流逐级接种，既驯化了厌氧氨氧化菌的环境适应性，又能充分利用各级反应器的营养条件，实现富集、增殖、扩大培养；同时，末级污泥排出污泥，将NOB、OHO等竞争性菌随泥排出系统，抑制了NOB等竞争性杂菌的生长繁殖，有效地发挥了厌氧氨氧化菌的高效脱氮作用。本技术提供的基于厌氧氨氧化的污水处理体系，可以通过两次分离，高效地实现了氨氧化菌与厌氧氨氧化菌的截留、分离、富集培养，使经驯化后的厌氧氨氧化菌抗逆性大大增强，进而使得基于厌氧氨氧化的污水处理工艺系统运行稳定；同时将竞争性菌NOB淘汰出反应体系，使厌氧氨氧化菌富集的丰度大提高，约提高50～60％，可将厌氧氨反应器的启动时间大幅缩短1/3-1/2，约60～90d。此外，本技术提供的基于厌氧氨氧化的污水处理体系，还可以克服本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于厌氧氨氧化的污水处理体系，其特征在于，所述污水处理体系包括多级生物反应器，与多级生物反应器连通、且用于输入待处理污水的污水进水管，以及与多级生物反应器连通、且用于排出已处理水样的清水出水管；多级生物反应器至少包括与所述污水进水管连通的第一级生物反应器和与所述清水出水管连通的第N级生物反应器，所述第一级生物反应器和所述第N级生物反应器之间设置有通过输水管道依次串接的N‑2个生物反应器；多级生物反应器的每一个生物反应器分别设置第一开口和第二开口，且所述第N级生物反应器的所述第二开口与所述第N‑1级生物反应器的所述第一开口通过第一管道连通；其中，所述N大于等于2；所述污水处理体系还设置有用于将来源于第一级生物反应器中的初级污泥进行菌株分离的第一旋流分离器和用于将来源于第N级生物反应器中的末级污泥进行菌泥分离的第二旋流分离器，其中，所述第一旋流分离器通过第二管道与所述第一级生物反应器相通，通过第三管道与所述污水进水管相通，通过第四管道与所述第N级生物反应器相通；所述第二旋流分离器设置在用于连接所述第N级生物反应器和所述第N‑1级生物反应器的第一管道段。

【技术特征摘要】
1.一种基于厌氧氨氧化的污水处理体系，其特征在于，所述污水处理体系包括多级生物反应器，与多级生物反应器连通、且用于输入待处理污水的污水进水管，以及与多级生物反应器连通、且用于排出已处理水样的清水出水管；多级生物反应器至少包括与所述污水进水管连通的第一级生物反应器和与所述清水出水管连通的第N级生物反应器，所述第一级生物反应器和所述第N级生物反应器之间设置有通过输水管道依次串接的N-2个生物反应器；多级生物反应器的每一个生物反应器分别设置第一开口和第二开口，且所述第N级生物反应器的所述第二开口与所述第N-1级生物反应器的所述第一开口通过第一管道连通；其中，所述N大于等于2；所述污水处理体系还设置有用于将来源于第一级生物反应器中的初级污泥进行菌株分离的第一旋流分离器和用于将来源于第N级生物反应器中的末级污泥进行菌泥分离的第二旋流分离器，其中，所述第一旋流分离器通过第二管道与所述第一级生物反应器相通，通过第三管道与所述污水进水管相通，通过第四管道与所述第N级生物反应器相通；所述第二旋流分离器...

【专利技术属性】
技术研发人员：董金荣，侯小阁，刘洪，
申请(专利权)人：中广核环保产业有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44