基于侧流短程硝化-厌氧氨氧化工艺的氨氮高效去除系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于侧流短程硝化‑厌氧氨氧化工艺的氨氮高效去除系统，包括氨氮吸附单元、升温再生单元和再生液脱氮模块；所述的氨氮吸附单元包括装填有吸附材料的氨氮吸附柱(1)；所述的升温再生单元包括依次连接的再生液储备箱(2)和再生液进水泵(9)，所述的再生液储备箱(2)通过再生液进水泵(9)连接氨氮吸附柱(1)的再生液入口，再生液在再生液储备箱(2)中通过污水源热泵(20)进行加热，所述的再生液储备箱(2)还连接氨氮吸附单元并回收从氨氮吸附柱(1)流出的再生液；所述的再生液脱氮模块连接升温再生单元的再生液储备箱(2)。与现有技术相比，本实用新型专利技术具有成本低、效果好等优点。

【技术实现步骤摘要】
基于侧流短程硝化-厌氧氨氧化工艺的氨氮高效去除系统
本技术属于环境保护与污水处理
，具体来说是一种基于侧流短程硝化-厌氧氨氧化工艺的氨氮高效去除系统。
技术介绍
近年来，随着工业化的发展，氨氮废水导致的污染问题日益严重。氨氮是破坏水体平衡，造成水体富营养化的重要因素之一，其过量排放会给生态环境和人体造成巨大危害，它不仅会促进水体富营养化，而且还会产生恶臭，给供水造成障碍。污水中的氨氮主要来源于化肥、制革、养殖、石油化工、肉类加工等行业的废水与垃圾渗滤液排放，以及城市污水和农业灌溉排水。十三五期间，我国对氨氮的排放提出了更高的要求，如何经济高效的去除污水中的氨氮已成为研究重点。目前去除氨氮运用较多的技术为：生物脱氮法、氨吹脱汽提法、折点氯化法、化学沉淀法以及离子交换法。生物脱氮法在国内运用最多，但常规工艺过程需要曝气设施并且投加碳源，造成运行费用高并且占地面积大；氨吹脱汽提法工艺流程简单，但需要解决吹脱形成的氨气收集与出路问题，且运行过程中易于生成水垢，影响运行操作；折点氯化法脱氮效率高，适用于废水的深度处理，但副产物氯胺会造成二次污染；化学沉淀法适用于各种浓度氨氮废水，但暂未寻找到廉价高效的沉淀剂用于应用；离子交换法具有投资省、工艺简单等优点，但再生成本较高，并且再生液仍为高浓度氨氮废水，需要进一步处理。近几年研究广泛的厌氧氨氧化(ANAMMOX)工艺为污水脱氮提供了一种新的方式，与传统的硝化/反硝化脱氮工艺相比，ANAMMOX工艺可以减少100％的有机碳源投加量，降低60％的曝气量，产泥量也会减少90％，具有广泛的应用前景。但是鉴于目前的研究进展，ANAMMOX工艺难以应用到主流污水处理，其难点主要为以下几点：(1)ANAMMOX菌生长的最适温度为30-35℃，然而大水量的市政污水难以满足ANAMMOX菌对温度的要求。(2)市政污水中的氨氮浓度大约为30mg/L，此氨氮浓度较低，会严重影响ANAMMOX菌的活性。(3)主流污水中存在多种杂质离子和毒性物质，直接引入会抑制ANAMMOX菌的活性。(4)ANAMMOX在主流污水处理中容易残留NO3--N和NO2--N，造成出水水质超标。因此，如果能寻找一条既能满足ANAMMOX菌的生存条件，又能实现氨氮高效稳定去除的工艺路线，无疑是一条经济和高效的技术路线。目前，国内外尚无该方面的技术报道。中国专利CN107804890A公开了一种提高氨氮吸附材料长期吸附性能的处理系统及方法，所述的处理系统包括氨氮吸附单元和再生单元，氨氮吸附单元包括依次连接的污水进水泵、进水阀门、装填有吸附材料的氨氮吸附柱和放空阀门组，所述的再生单元包括依次连接的再生液储备箱和再生液进水泵，所述的再生液储备箱内装有再生液，所述的再生液进水泵的出口管路上连接氧化剂进药器，所述的氧化剂进药器内装有氧化剂。该专利技术在运行时采用含氧化剂再生液，再生处理成本高，同时该专利技术采用的氧化剂会与氨氮反应生成其他产物，导致再生液中氧化剂的浓度不断下降，再生效率逐渐降低，并且再生液使用后变为高浓度氨氮废水，难以再次使用并无法满足排放标准，仍需进一步处理。
技术实现思路
本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于侧流短程硝化-厌氧氨氧化工艺的氨氮高效去除方法。这种氨氮高效去除技术可以解决由于主流污水处理难以提供适宜温度、进水氨氮浓度低、存在杂质离子和毒性物质以及去除效率不稳定等制约ANAMMOX工艺应用的问题。同时也可以解决现有技术中氨氮吸附材料再生成本较高及再生液无法重复利用的问题。基于目前ANAMMOX工艺由于工艺条件限制难以在主流污水中实现应用，氨氮吸附材料再生成本较高以及再生液中的高浓度氨氮需进一步处理的问题，本技术提出了一种基于侧流短程硝化-厌氧氨氧化工艺的氨氮高效去除技术路线。本技术将分段式短程硝化-厌氧氨氧化(SHARON-ANAMMOX)、部分亚硝化-厌氧氨氧化(PN-ANAMMOX)、以及全程自养脱氮(CANON)工艺应用到侧流污水处理，前端连接氨氮吸附再生工艺。同时在氨氮吸附再生过程中加入污水源热泵，利用城市原生污水中的热能对再生液进行温度控制，提高再生效率与再生速度。与现行的氨氮吸附再生工艺和主流ANAMMOX工艺相比，本技术具有吸附材料再生成本低、ANAMMOX系统运行稳定、出水水质稳定达标等优点。将污水源热泵作为低位热源，使整体处理工艺更加节能、环保。同时本技术还可以实现再生液处理回用，低占地面积，具有显著的经济效益和实际工程意义。本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于侧流短程硝化-厌氧氨氧化工艺的氨氮高效去除系统，其特征在于，包括氨氮吸附单元、升温再生单元和再生液脱氮模块；所述的氨氮吸附单元包括依次连接的污水进水泵、进水阀门、装填有吸附材料的氨氮吸附柱和放空阀门组；所述的吸附材料选自天然沸石、改性沸石、分子筛、粉煤灰中的一种或几种；污水在氨氮吸附单元中的水力停留时间(HRT)为1-120min；所述的升温再生单元包括依次连接的再生液储备箱和再生液进水泵，所述的再生液储备箱通过再生液进水泵连接氨氮吸附柱的再生液入口，所述的再生液储备箱内装有再生液，再生液在再生液储备箱中通过污水源热泵进行加热，所述的再生液储备箱连接沉淀剂加药器，所述的沉淀剂加药器内装有除钙沉淀剂，所述的再生液储备箱还连接氨氮吸附单元并回收从氨氮吸附柱流出的再生液；所述的再生液为钠盐、钾盐、钙盐溶液或混合液，浓度为0.01-100g/L。所述的污水源热泵的进水为污水处理厂处理的中水或二级出水。所述的再生液加热温度为25-50℃；再生液对氨氮吸附材料的再生时间为0.5-72h。本技术的反应原理如下：氨氮吸附单元：固态氨氮吸附材料通过离子交换机理去除污水中的氨氮，使出水达到相关国家标准的要求，其反应见式(1)。其中，A+为氨氮吸附材料表面可交换离子，Z-为吸附材料结构。升温再生单元：升温再生单元利用再生液中的金属阳离子将氨氮吸附材料表面的NH4+交换到溶液中，实现氨氮吸附材料的再生，并利用污水源热泵加热再生液提高再生速率。再生反应见式(2)。其中，B+为再生液中的金属阳离子。此反应为吸热反应，加热再生液有利于氨氮吸附材料解吸，实现快速高效再生。随着氨氮吸附单元再生次数的增加，解吸下来的氨氮将会在再生液中大量富集，当达到一定的再生次数后，由于再生液中氨氮浓度过高将导致再生效率下降，难以继续使用。常规生物处理是将氨氮转化为硝氮，再采用投加碳源的方式进行反硝化，但这种方法将会增加处理成本及占地面积。针对再生液中高浓度氨氮的去除需求，本技术拟采用再生液脱氮模块即短程硝化-厌氧氨氧化脱氮单元进行处理。短程硝化-厌氧氨氧化脱氮单元连接升温再生单元的再生液储备箱。该再生液脱氮模块可采用两段式或一段式。两段式工艺可采用部分亚硝化-厌氧氨氧化(PN-ANAMMOX)和短程硝化-厌氧氨氧化(SHARON-ANAMMOX)工艺。一段式则可采用全程自养脱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于侧流短程硝化-厌氧氨氧化工艺的氨氮高效去除系统，其特征在于，包括氨氮吸附单元、升温再生单元和再生液脱氮模块；/n所述的氨氮吸附单元包括依次连接的污水进水泵(8)、进水阀门(11)、装填有吸附材料的氨氮吸附柱(1)和放空阀门组；/n所述的升温再生单元包括依次连接的再生液储备箱(2)和再生液进水泵(9)，所述的再生液储备箱(2)通过再生液进水泵(9)连接氨氮吸附柱(1)的再生液入口，所述的再生液储备箱(2)内装有再生液，再生液在再生液储备箱(2)中通过污水源热泵(20)进行加热，所述的再生液储备箱(2)连接沉淀剂加药器(5)，所述的沉淀剂加药器(5)内装有除钙沉淀剂，所述的再生液储备箱(2)还连接氨氮吸附单元并回收从氨氮吸附柱(1)流出的再生液；/n所述的再生液脱氮模块为侧流短程硝化-厌氧氨氧化脱氮单元，侧流短程硝化-厌氧氨氧化脱氮单元连接升温再生单元的再生液储备箱(2)。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于侧流短程硝化-厌氧氨氧化工艺的氨氮高效去除系统，其特征在于，包括氨氮吸附单元、升温再生单元和再生液脱氮模块；
所述的氨氮吸附单元包括依次连接的污水进水泵(8)、进水阀门(11)、装填有吸附材料的氨氮吸附柱(1)和放空阀门组；
所述的升温再生单元包括依次连接的再生液储备箱(2)和再生液进水泵(9)，所述的再生液储备箱(2)通过再生液进水泵(9)连接氨氮吸附柱(1)的再生液入口，所述的再生液储备箱(2)内装有再生液，再生液在再生液储备箱(2)中通过污水源热泵(20)进行加热，所述的再生液储备箱(2)连接沉淀剂加药器(5)，所述的沉淀剂加药器(5)内装有除钙沉淀剂，所述的再生液储备箱(2)还连接氨氮吸附单元并回收从氨氮吸附柱(1)流出的再生液；
所述的再生液脱氮模块为侧流短程硝化-厌氧氨氧化脱氮单元，侧流短程硝化-厌氧氨氧化脱氮单元连接升温再生单元的再生液储备箱(2)。


2.根据权利要求1所述的一种基于侧流短程硝化-厌氧氨氧化工艺的氨氮高效去除系统，其特征在于，所述的侧流短程硝化-厌氧氨氧化脱氮单元为两段式脱氮单元或一段式脱氮单元，其中，两段式脱氮单元包括部分亚硝化-厌氧氨氧化单元和短程硝化-厌氧氨氧化单元；
一段式脱氮单元为全程自养脱氮单元。


3.根据权利要求2所述的一种基于侧流短程硝化-厌氧氨氧化工艺的氨氮高效去除系统，其特征在于，所述的两段式脱氮单元为：部分亚硝化单元与厌氧氨氧化单元组合而成的部分亚硝化-厌氧氨氧化单元，或者由短程硝化单元与厌氧氨氧化单元组合而成的短程硝化-厌氧氨氧化单元。


4.根据权利要求3所述的一种基于侧流短程硝化-厌氧氨氧化工艺的氨氮高效去除系统，其特征在于，所述的部分亚硝化单元包括部分亚硝化反应器(3)，该部分亚硝化反应器(3)通过管道连接再生液储备箱(2)，并在该连接管道上设有部分亚...

【专利技术属性】
技术研发人员：周振，王凯冲，袁瑶，郗家福，余司颀，明强，羌佳鑫，安莹，赵晓丹，
申请(专利权)人：上海电力大学，
类型：新型
国别省市：上海;31