微藻驱动亚硝化耦合厌氧氨氧化脱氮系统及脱氮方法技术方案

本发明专利技术公开了微藻驱动亚硝化耦合厌氧氨氧化脱氮系统及脱氮方法，该脱氮系统包括储水器、光生物反应器、ANAMMOX反应器，储水器用于储存厌氧膜生物反应器的出水，光生物反应器的进出水口分别设置在光生物反应器的底端和顶端，ANAMMOX反应器的进出水口分别设置在ANAMMOX反应器的底端和顶端，并在光生物反应器的外侧设有光源；储水器与光生物反应器进水口通过第一管路连通，并在第一管路上设有第一水泵，光生物反应器的出水口与ANAMMOX反应器进水口通过第二管路连通，以将光生物反应器的出水引入ANAMMOX反应器内，ANAMMOX反应器出水口连接有排水管路。该脱氮系统通过微藻驱动的亚硝化耦合厌氧氨氧化反应进行脱氮，不需曝气，同时也无需额外添加有机碳源，达到经济有效的脱氮目的。

【技术实现步骤摘要】
微藻驱动亚硝化耦合厌氧氨氧化脱氮系统及脱氮方法
本专利技术属于污水处理
，特别涉及微藻驱动亚硝化耦合厌氧氨氧化脱氮系统及脱氮方法。
技术介绍
厌氧膜生物反应器可高效去除废水中的COD，一般地，COD去除率>95%，而出水中的NH4+浓度为进水的1.9倍，无NO2-、NO3-的积累；溶解氧浓度小于0.50mg/L，pH为7~8，含有一定量的甲烷和二氧化碳。由此可见，废水经厌氧膜生物反应器处理后其C/N比低，且始终含有一定量的NH4+，而氮素是导致水体富营养化的主要元素，除去出水中的NH4+是本领域技术人员需要解决的关键问题。然而，传统的硝化反硝化生物脱氮工艺是国内污水处理厂运行的主要生物脱氮工艺，其需要机械曝气，污水处理厂总的能源需求为0.3-0.78KWh/m3，而机械曝气所需的能源占总能源需求的45-75%。并且该脱氮工艺用于C/N比较低的废水，在反硝化过程中还需添加有机碳源等作为电子供体，大大增加了运行成本。中国专利201510970924.9、201810048400.8、202010740625.7均公开了一种利用微藻净化高氨氮废水的方法，
技术实现思路
主要涉及通过微藻的同化作用以及硝化细菌的硝化作用去除废水中的氨氮或转化为硝态氮。中国专利201810033532.3公开了一种污泥消化液微藻厌氧氨氧化耦合产能的方法，但是该方法主要采用藻类光生物反应器与同时亚硝化、厌氧氨氧化以及反硝化（SNAD）工艺联合，利用藻的光合作用同化除去30-50%的氨氮，实现了藻类产氧的自曝气脱氮除磷。与传统的SNAD工艺相比，此工艺可以节省40-50%的动力消耗。但该方法涉及的工艺复杂，且针对的是高氨氮厌氧消化液，因涉及反硝化过程，需额外加入有机碳源，不适于处理C/N比低的厌氧出水。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的不足，本专利技术的目的就在于提供一种微藻驱动亚硝化耦合厌氧氨氧化脱氮系统及脱氮方法，该脱氮系统用于去除厌氧膜生物反应器出水中的氨氮，通过光生物反应器中微藻与好氧氨氧化细菌的共生体系，在无需机械曝气的情况下实现稳定的亚硝化，同时也无需额外添加有机碳源作为电子供体，在后续厌氧氨氧化菌的作用下有效脱除污水中的氮素。本专利技术的技术方案是：微藻驱动亚硝化耦合厌氧氨氧化脱氮系统，包括储水器、光生物反应器、ANAMMOX反应器，所述储水器用于储存厌氧膜生物反应器的出水，所述光生物反应器内共生着微藻和硝化细菌，光生物反应器的进出水口分别设置在光生物反应器的底端和顶端，ANAMMOX反应器（厌氧氨氧化反应器）的进出水口分别设置在ANAMMOX反应器的底端和顶端，并在光生物反应器的外侧设有光源，用于为光生物反应器提供光照；所述储水器与光生物反应器进水口通过第一管路连通，并在第一管路上设有第一水泵，用于将储水器内的污水泵入光生物反应器，光生物反应器的出水口与ANAMMOX反应器进水口通过第二管路连通，以将光生物反应器的出水引入ANAMMOX反应器内，ANAMMOX反应器出水口连接有排水管路，以排出经处理后的出水。进一步地，储水器与ANAMMOX反应器进水口通过第三管路连通，并在第三管路上设有第二水泵，用于将储水器内的污水泵入ANAMMOX反应器。进一步地，光生物反应器和ANAMMOX反应器底部均呈漏斗状，并在光生物反应器和ANAMMOX反应器内均设有填料，填料分别位于对应反应器的顶部且填充对应反应器容积的1/3。进一步地，所述光源为LED灯带，且由红光灯带和蓝光灯带组成。进一步地，ANAMMOX反应器的外侧设有温控单元，所述温控单元用于控制ANAMMOX反应器内温度为30-32℃。进一步地，所述温控单元包括缠绕在ANAMMOX反应器外侧的加热线圈和控制加热线圈加热强度的温控装置。微藻驱动亚硝化耦合厌氧氨氧化脱氮方法，厌氧膜生物反应器出水从光生物反应器底端进入光生物反应器，在光生物反应器内的部分氮素被同化去除，部分NH4+被亚硝化为NO2-，然后出水从光生物反应器顶端溢流流出并从ANAMMOX反应器底端进入ANAMMOX反应器，在ANAMMOX反应器内发生厌氧氨氧化反应，NO2-和NH4+转化为氮气，从而达到脱氮的目的，最后出水从ANAMMOX反应器顶端溢流排出。进一步地，还有部分厌氧膜生物反应器出水直接从ANAMMOX反应器底端进入ANAMMOX反应器。进一步地，ANAMMOX反应器进水中的NO2-和NH4+的浓度比为1：1~1.5：1。进一步地，厌氧膜生物反应器出水中NH4+-N、NO2--N和NO3--N浓度分别为50~75mg/L、0~0.5mg/L、0~0.5mg/L；光生物反应器和ANAMMOX反应器水力停留时间为10~12h。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术采用微藻驱动亚硝化与厌氧氨氧化反应耦合脱氮，微藻不仅可以通过同化作用促进氮素转移，去除部分氮素，而且微藻在光合作用下产生氧气，为光生物反应器中的好氧氨氧化细菌提供氧气从而将部分NH4+转化为NO2-，减少水中游离氨（FA）对微藻产生的抑制，并且氧气的消耗也能避免过饱和的氧气浓度对微藻的生长产生抑制，然后在ANAMMOX反应器内的缺氧环境下，厌氧氨氧化细菌以NO2-为电子受体与NH4+进行厌氧氨氧化反应，从而将废水中的NH4+、NO2-去除。这样不但可以节省机械曝气带来的能源消耗，而且不需添加有机碳源作为电子供体，节省了运行成本。2、本专利技术无论是光生物反应器出水还是厌氧膜生物反应器出水，其中的溶解氧含量低，从而有利于ANAMMOX反应器中厌氧氨氧化反应的发生，进而实现自氧脱氮。3、采用本专利技术所述的脱氮系统结构简单，操作方便，用于处理厌氧膜生物反应器出水，经光生物反应器后氨氮的转化率达100%，亚硝酸盐积累率达到75~100%，经ANAMMOX反应器后TN的去除率达79%，总体可长期稳定运行，且出水水质可以达到城镇污水排放标准中的一级A标准。附图说明图1-本专利技术脱氮系统的结构示意图。图2-DO-时间曲线图。其中：1-储水器；2-第一水泵；3-第二水泵；4-LED灯；5-光生物反应器；6-ANAMMOX反应器；10-温控装置；11-加热线圈。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。参见图1，微藻驱动亚硝化耦合厌氧氨氧化脱氮系统，包括储水器1、光生物反应器5、ANAMMOX反应器6，所述储水器1用于储存厌氧膜生物反应器的出水，所述光生物反应器内共生着藻类和硝化细菌，光生物反应器5的进出水口分别设置在光生物反应器5的底端和顶端，ANAMMOX反应器6的进出水口分别设置在ANAMMOX反应器6的底端和顶端，并在光生物反应器6的外侧设有光源，用于为光生物反应器5提供光照；所述储水器1与光生物反应器5进水口通过第一管路连通，并在第一管路上设有第一水泵2，用于将储水器1内的污水泵入光生物反应器5，光生物反应器5的出水口与ANAMMOX反应器6进水口通过第二管路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.微藻驱动亚硝化耦合厌氧氨氧化脱氮系统，其特征在于，包括储水器、光生物反应器、ANAMMOX反应器，所述储水器用于储存厌氧膜生物反应器的出水，所述光生物反应器内共生着微藻和硝化细菌，光生物反应器的进出水口分别设置在光生物反应器的底端和顶端，ANAMMOX反应器的进出水口分别设置在ANAMMOX反应器的底端和顶端，并在光生物反应器的外侧设有光源，用于为光生物反应器提供光照；所述储水器与光生物反应器进水口通过第一管路连通，并在第一管路上设有第一水泵，用于将储水器内的污水泵入光生物反应器，光生物反应器的出水口与ANAMMOX反应器进水口通过第二管路连通，以将光生物反应器的出水引入ANAMMOX反应器内，ANAMMOX反应器出水口连接有排水管路，以排出经处理后的出水。/n

【技术特征摘要】
1.微藻驱动亚硝化耦合厌氧氨氧化脱氮系统，其特征在于，包括储水器、光生物反应器、ANAMMOX反应器，所述储水器用于储存厌氧膜生物反应器的出水，所述光生物反应器内共生着微藻和硝化细菌，光生物反应器的进出水口分别设置在光生物反应器的底端和顶端，ANAMMOX反应器的进出水口分别设置在ANAMMOX反应器的底端和顶端，并在光生物反应器的外侧设有光源，用于为光生物反应器提供光照；所述储水器与光生物反应器进水口通过第一管路连通，并在第一管路上设有第一水泵，用于将储水器内的污水泵入光生物反应器，光生物反应器的出水口与ANAMMOX反应器进水口通过第二管路连通，以将光生物反应器的出水引入ANAMMOX反应器内，ANAMMOX反应器出水口连接有排水管路，以排出经处理后的出水。


2.根据权利要1所述的微藻驱动亚硝化耦合厌氧氨氧化脱氮系统，其特征在于，储水器与ANAMMOX反应器进水口通过第三管路连通，并在第三管路上设有第二水泵，用于将储水器内的污水泵入ANAMMOX反应器。


3.根据权利要1所述的微藻驱动亚硝化耦合厌氧氨氧化脱氮系统，其特征在于，光生物反应器和ANAMMOX反应器底部均呈漏斗状，并在光生物反应器和ANAMMOX反应器内均设有填料，填料分别位于对应反应器的顶部且填充对应反应器容积的1/3。


4.根据权利要1所述的微藻驱动亚硝化耦合厌氧氨氧化脱氮系统，其特征在于，所述光源为LED灯带，且由红光灯带和蓝光灯带组成。


5.根据权利要1所述的微藻驱动亚硝化耦合厌氧氨氧化脱氮系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：周忠波，支梅，陈玉成，
申请(专利权)人：西南大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50