一种多级O/A厌氧氨氧化耦合反硝化脱氮装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种多级O/A厌氧氨氧化耦合反硝化脱氮的装置及其使用方法，包括储存高氨氮污水的原水箱、多级O/A生化反应器、沉淀池；原水箱通过进水泵与生化反应器的进水管相连通；多级O/A生化反应器包括自左向右依次设置的第一缺氧区、第一好氧区、第一红菌区、第二好氧区、第二红菌区、第三好氧区、第三红菌区、第四好氧区、第二缺氧区和第五好氧区；沉淀池设置有上清液排放管、出水管路和污泥回流管；上清液排放管和出水管路均位于沉淀池的中上方；污泥回流管上设有排泥阀。通过多级两段式短程硝化‑厌氧氨氧化耦合反硝化实现高氨氮污水总氮进一步去除的目的。

A multi-stage O / a anaerobic ammonia oxidation coupled denitrification device and its application

The invention relates to a multi-stage O / a anaerobic ammonia oxidation coupling denitrification and denitrification device and its use method, which comprises a raw water tank, a multi-stage O / a biochemical reactor and a sedimentation tank for storing high ammonia nitrogen sewage; the raw water tank is connected with the water inlet pipe of the biochemical reactor through an inlet pump; the multi-stage O / a biochemical reactor comprises a first anoxic area, a first aerobic area and a first red bacteria successively arranged from left to right Area, the second aerobic area, the second red bacteria area, the third aerobic area, the third red bacteria area, the fourth aerobic area, the second anoxic area and the fifth aerobic area; the sedimentation tank is equipped with the supernatant discharge pipe, the outlet pipe and the sludge return pipe; the supernatant discharge pipe and the outlet pipe are all located above the middle of the sedimentation tank; the sludge return pipe is equipped with the sludge discharge valve. The purpose of further removal of total nitrogen in high ammonia nitrogen wastewater was achieved by multi-stage two-stage short cut nitrification anaerobic ammonia oxidation coupled denitrification.

【技术实现步骤摘要】
一种多级O/A厌氧氨氧化耦合反硝化脱氮装置及其使用方法
本专利技术涉及生物技术处理污水领域，更具体地说，特别涉及一种多级O/A厌氧氨氧化耦合反硝化脱氮的装置及其使用方法。
技术介绍
氮污染物的去除是城市污水和工业废水处理关键问题。我国城市污水和工业废水有机物含量偏低，采用传统的硝化反硝化脱氮工艺，出水总氮难以实现达标排放。近年来，为缓解我国日益严重的水体富营养化现象，城市污水和工业废水处理厂的总氮排放标准更加严格，因此传统生物脱氮工艺处理效率低、曝气能耗高的缺点更加明显。在传统生物脱氮的升级和替代技术中，厌氧氨氧化脱氮技术是最具前景的发展方向之一。厌氧氨氧化技术是一种新型的生物脱氮技术，脱氮效率高，曝气能耗低。该脱氮工艺以厌氧氨氧化菌独特的生理代谢途径为基础，脱氮过程不需要有机物参与，因此脱氮效果不受进水有机物不足的影响；更重要的是，该部分有机物可以作为能源回收，从而可提高城市污水和工业废水处理厂能量自给率。虽然城市污水和工业废水厌氧氨氧化脱氮工艺具取得了较明显的经济效益和环境效益，但是在目前应用厌氧氨氧化技术处理高氨氮污水仍存在诸多瓶颈，其中厌氧氨氧化工艺的出水总氮难以降低是其中之一。根据厌氧氨氧化菌的代谢机制，在氧化氨氮和亚硝酸盐生成氮气的过程中，一部分亚硝酸盐被氧化成硝酸盐，为厌氧氨氧化的同化作用提供还原力。因此，在厌氧氨氧化菌去除的总氮中，除89％转化为氮气排放外，还有11％的总氮转化为硝酸盐存留在污水中。这部分额外生成的硝酸盐可能导致出水总氮的提高，在对出水水质有严格要求的环境下，单纯的厌氧氨氧化技术将难以实现出水总氮稳定达标排放。厌氧氨氧化的稳定运行依赖于微生物群落协同作用。系统中功能菌的流失或竞争性微生物的增长，均会导致脱氮性能下降。系统内竞争性微生物增长导致脱氮性能下降的问题仍未有效解决，尤其是低氨氮出水浓度情况下系统内亚硝态氮氧化菌(NOB)的增长，会导致出水硝态氮增加。在世界范围内的厌氧氨氧化工程中，30％的系统出现过出水硝态氮浓度增加的情况，而且系统失稳后缺乏有效的调控策略降低出水中硝态氮，系统不稳定状态常持续数月时间。因此，基于厌氧氨氧化技术的污水处理工艺，如何进一步削减出水中的硝酸盐和氨氮，提高系统总氮去除率是应用该技术需要突破的瓶颈之一。本专利技术正是基于该研究背景下而提出，旨在实现高氨氮污水中进一步去除总氮。
技术实现思路
针对现有技术中高氨氮污水处理中存在的上述不足，本专利技术的目的是针对单纯的短程硝化厌氧氨氧化技术难以实现出水总氮稳定达标的问题，提供一种多级O/A厌氧氨氧化耦合反硝化脱氮的装置及其使用方法，通过多级两段式短程硝化-厌氧氨氧化耦合反硝化实现高氨氮污水总氮进一步去除的目的。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种多级O/A厌氧氨氧化脱氮装置，其特征在于：其包括储存高氨氮污水的原水箱、多级O/A生化反应器、沉淀池；其中，所述原水箱的底部设有放空管，原水箱的顶部设有溢流管，所述原水箱的放空管上设有阀门；所述原水箱通过进水泵与所述生化反应器的进水管相连通；所述多级O/A生化反应器包括自左向右依次设置的第一缺氧区、第一好氧区、第一红菌区、第二好氧区、第二红菌区、第三好氧区、第三红菌区、第四好氧区、第二缺氧区和第五好氧区；所述第一缺氧区设有搅拌器，所述第二缺氧区设有搅拌器、碳源投加装置和碳源储存装置；所述碳源投加装置与碳源存储装置相连接；第一好氧区、第二好氧区、第三好氧区、第四好氧区、第五好氧区的底部均设置有用于持续曝气的微孔曝气盘；所述第一红菌区、第二红菌区、第三红菌区内均设置有固定支架，所述固定支架上挂设有厌氧氨氧化生物膜的海绵填料，所述第一红菌区、第二红菌区、第三红菌区的底部均采用穿孔持续曝气方式用于低溶解氧条件下活性污泥的悬浮；第一好氧区、第二好氧区、第三好氧区、第四好氧区、第五好氧区、第一红菌区、第二红菌区、第三红菌区均连接有加热装置、鼓风机、气体流量计；所述鼓风机分别与微孔曝气盘和穿孔曝气管相连接；所述气体流量计与鼓风机相连接；所述第四好氧区通过污泥内回流泵与第一缺氧区相连；所述沉淀池设置有上清液排放管、出水管路和污泥回流管；所述上清液排放管和出水管路均位于沉淀池的中上方；所述污泥回流管上设有排泥阀。作为上述方案的进一步优化，所述第一缺氧区的搅拌器设有用于调节搅拌速率的调速器，所述进水管设置于第一缺氧区；所述第一缺氧区还设置有污泥外回流管及污泥内回流管；所述污泥内回流管通过污泥内回流泵与所述第四好氧区相连接；所述污泥外回流管通过污泥外回流泵与沉淀池的污泥回流管相连接。作为上述方案的进一步优化，该装置还包括自动控制系统，所述自动控制系统包括控制器、温度传感器、氧浓度传感器、氮浓度传感器、流量传感器、存储器；所述温度传感器分别设置于第一好氧区、第二好氧区、第三好氧区、第四好氧区、第五好氧区、第一红菌区、第二红菌区、第三红菌区用于检测好氧区或者红菌区内的实时的温度信号，并将实时温度信号发送至控制器；所述流量传感器设置于进水管、内回流管、外回流管及出水管路上用于实时监测进水管、内回流管、外回流管、出水管路上的流量信号，并将实时流量信号发送至控制器；所述氧浓度传感器设置于第一好氧区、第二好氧区、第三好氧区、第四好氧区、第五好氧区用于检测好氧区内的实时氧浓度信号，并将实时的氧浓度信号发送至控制器；所述氮浓度传感器设置于出水管路上用于实时检测氮浓度信号，并将检测的氮浓度信号发送至控制器；所述气体流量计还与控制器相连接，并将实时检测的气体流量信号发送至控制器；控制器将接收到的实时温度信号、流量信号、氧浓度信号、氮浓度、气体流量信号经数据转换后与存储器的相应阈值进行比较，并将比较的结果存储于存储器中；所述控制器还分别与加热装置、进水泵、污泥内回流泵、鼓风机控制连接。作为上述方案的进一步优化，所述自动控制系统还包括与控制器通过网络连接的无线收发器；所述无线收发器通过网络还与云服务器相连接；所述云服务器还通过网络与远程监控中心或者智能移动终端无线通讯连接；所述网络为2G、3G、4G、5G或者wifi网络。作为上述方案的进一步优化，所述自动控制系统还包括与控制器相连接的信号异常报警器；所述控制器根据比较的结果控制信号异常报警器发出报警提示信号；所述报警提示信号包括灯光闪烁和/或提示音。本专利技术上述一种多级O/A厌氧氨氧化耦合反硝化脱氮工艺的使用方法包括如下步骤：1)接种污泥：多级O/A生化反应器按照体积比1:1接种稳定运行的高氨氮污水处理系统排放的短程硝化污泥，使得絮体污泥浓度在4-5g/L；并从稳定运行的高氨氮污水厌氧氨氧化反应器内取生物膜填料接种至红菌区，填料填充比为5％-8％；2)反应器启动：①开启进水泵，将高氨氮污水从原水箱引至第一缺氧区；第一缺氧区的搅拌器开启，促进泥水混合，强化传质，活性污泥吸附降解进水中的有机物，以回流污泥中硝酸盐作为电子受体，发生反硝化反应，进水量根据反应器出水水质效果进行调整；②混合液随后进入到交替设置的好氧区和红菌区内，好氧区和红菌区内设有加热装置，保持温度在30℃-40℃；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多级O/A厌氧氨氧化脱氮装置，其特征在于：其包括储存高氨氮污水的原水箱(1)、多级O/A生化反应器(2)、沉淀池(3)；其中，所述原水箱(1)的底部设有放空管(1.1)，原水箱的顶部设有溢流管(1.2)，所述原水箱的放空管上设有阀门；所述原水箱(1)通过进水泵(1.3)与所述生化反应器(2)的进水管相连通；所述多级O/A生化反应器(2)包括自左向右依次设置的第一缺氧区(2.1)、第一好氧区(2.2)、第一红菌区(2.3)、第二好氧区(2.4)、第二红菌区(2.5)、第三好氧区(2.6)、第三红菌区(2.7)、第四好氧区(2.8)、第二缺氧区(2.9)和第五好氧区(2.10)；所述第一缺氧区设有搅拌器(2.11)，所述第二缺氧区设有搅拌器(2.11)、碳源投加装置(2.19)和碳源储存装置(2.20)；所述碳源投加装置与碳源存储装置相连接；第一好氧区、第二好氧区、第三好氧区、第四好氧区、第五好氧区的底部均设置有用于持续曝气的微孔曝气盘(2.15)；所述第一红菌区、第二红菌区、第三红菌区内均设置有固定支架，所述固定支架上挂设有厌氧氨氧化生物膜的海绵填料(2.13)，所述第一红菌区、第二红菌区、第三红菌区的底部均采用穿孔持续曝气(2.16)方式用于低溶解氧条件下活性污泥的悬浮；第一好氧区、第二好氧区、第三好氧区、第四好氧区、第五好氧区、第一红菌区、第二红菌区、第三红菌区均连接有加热装置(2.12)、鼓风机(2.18)、气体流量计(2.16)；所述鼓风机分别与微孔曝气盘相和穿孔曝气管连接；所述气体流量计与鼓风机相连接；所述第四好氧区(2.8)通过污泥内回流泵(2.17)与第一缺氧区(2.1)相连；所述沉淀池设置有上清液排放管、出水管路(3.1)和污泥回流管；所述上清液排放管和出水管路均位于沉淀池的中上方；所述污泥回流管上设有排泥阀(3.3)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种多级O/A厌氧氨氧化脱氮装置，其特征在于：其包括储存高氨氮污水的原水箱(1)、多级O/A生化反应器(2)、沉淀池(3)；其中，所述原水箱(1)的底部设有放空管(1.1)，原水箱的顶部设有溢流管(1.2)，所述原水箱的放空管上设有阀门；所述原水箱(1)通过进水泵(1.3)与所述生化反应器(2)的进水管相连通；所述多级O/A生化反应器(2)包括自左向右依次设置的第一缺氧区(2.1)、第一好氧区(2.2)、第一红菌区(2.3)、第二好氧区(2.4)、第二红菌区(2.5)、第三好氧区(2.6)、第三红菌区(2.7)、第四好氧区(2.8)、第二缺氧区(2.9)和第五好氧区(2.10)；所述第一缺氧区设有搅拌器(2.11)，所述第二缺氧区设有搅拌器(2.11)、碳源投加装置(2.19)和碳源储存装置(2.20)；所述碳源投加装置与碳源存储装置相连接；第一好氧区、第二好氧区、第三好氧区、第四好氧区、第五好氧区的底部均设置有用于持续曝气的微孔曝气盘(2.15)；所述第一红菌区、第二红菌区、第三红菌区内均设置有固定支架，所述固定支架上挂设有厌氧氨氧化生物膜的海绵填料(2.13)，所述第一红菌区、第二红菌区、第三红菌区的底部均采用穿孔持续曝气(2.16)方式用于低溶解氧条件下活性污泥的悬浮；第一好氧区、第二好氧区、第三好氧区、第四好氧区、第五好氧区、第一红菌区、第二红菌区、第三红菌区均连接有加热装置(2.12)、鼓风机(2.18)、气体流量计(2.16)；所述鼓风机分别与微孔曝气盘相和穿孔曝气管连接；所述气体流量计与鼓风机相连接；所述第四好氧区(2.8)通过污泥内回流泵(2.17)与第一缺氧区(2.1)相连；所述沉淀池设置有上清液排放管、出水管路(3.1)和污泥回流管；所述上清液排放管和出水管路均位于沉淀池的中上方；所述污泥回流管上设有排泥阀(3.3)。


2.根据权利要求1所述的一种多级O/A厌氧氨氧化耦合反硝化脱氮装置，其特征在于：所述第一缺氧区的搅拌器设有用于调节搅拌速率的调速器，所述进水管设置于第一缺氧区；所述第一缺氧区还设置有污泥外回流管及污泥内回流管；所述污泥内回流管通过污泥内回流泵(2.17)与所述第四好氧区相连接；所述污泥外回流管通过污泥外回流泵与沉淀池的污泥回流管相连接。


3.根据权利要求1所述的一种多级O/A厌氧氨氧化耦合反硝化脱氮装置，其特征在于：该装置还包括自动控制系统，所述自动控制系统包括控制器、温度传感器、氧浓度传感器、氮浓度传感器、流量传感器、存储器；所述温度传感器分别设置于第一好氧区、第二好氧区、第三好氧区、第四好氧区、第五好氧区、第一红菌区、第二红菌区、第三红菌区用于检测好氧区或者红菌区内的实时的温度信号，并将实时温度信号发送至控制器；所述流量传感器设置于进水管、内回流管、外回流管及出水管路上用于实时监测进水管、内回流管、外回流管、出水管路上的流量信号，并将实时流量信号发送至控制器；所述氧浓度传感器设置于第一好氧区、第二好氧区、第三好氧区、第四好氧区、第五好氧区用于检测好氧区内的实时氧浓度信号，并将实时的氧浓度信号发送至控制器；所述氮浓度传感器设置于出水管路上用于实时检测氮浓度信号，并将检测的氮浓度信号发送至控制器；所述气体流量计还与控制器相连接，并将实时检测的气体流量信号发送至控制器；控制器将接收到的实时温度信号、流量信号、氧浓度信号、氮浓...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩晓宇，黄京，张树军，王佳伟，张颍，赵丹，
申请(专利权)人：北京城市排水集团有限责任公司，北京北排科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11