本发明专利技术属于污水处理技术领域，本发明专利技术提供了一种活性炭厌氧产甲烷耦合厌氧氨氧化生物除碳脱氮的装置，还提供了一种利用该装置进行活性炭厌氧产甲烷耦合厌氧氨氧化生物除碳脱氮的方法。本发明专利技术的活性炭厌氧产甲烷耦合厌氧氨氧化生物除碳脱氮的方法能够实现低碳、低氮城市生活污水的深度脱氮和能源回收，同时剩余污泥能够得到资源化利用；厌氧产甲烷系统耦合厌氧氨氧化滤池系统中出水SCOD浓度为35～45mg/L，SCOD有机物去除率为50～66％，NH
【技术实现步骤摘要】
一种活性炭厌氧产甲烷耦合厌氧氨氧化生物除碳脱氮的装置和方法
[0001]本专利技术涉及污水处理
,尤其涉及一种活性炭厌氧产甲烷耦合厌氧氨氧化生物除碳脱氮的装置和方法。
技术介绍
[0002]全球范围内的水和能源短缺凸显了对能够回收这些资源的可持续废水处理工艺的需求。厌氧处理工艺与好氧工艺相比较，能产生甲烷
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一种可再生能源，具有可生物能源回收和低污泥产量，无需曝气的可持续和成本效益的优势，已广泛应用于高强度工业废水和废弃生物质的有效处理。因此，为了最大限度地减少污泥产量和回收沼气作为生物能源，响应国家节能降耗以及“双碳”政策的号召，厌氧处理工艺近年来被广泛用于城市废水中有机物的去除，但是城市废水是一种复杂的废水，具有高颗粒有机物含量、中等生物降解性和低碳氮比，还有一些难以降解的有机物等特点，因此其在城市废水的应用中仍存在一些问题：1)污水处理厂中城市污水的生物处理构筑物大多数在室外，所以温度一般在室温或者更低，而厌氧微生物对温度很敏感，这就对有机污染物的转化率有较大影响；2)厌氧生物处理技术中厌氧微生物世代周期长，增长速度缓慢，不易富集；3)目前厌氧生物处理技术的有机物去除效率较低，还远远达不到好氧技术的水平；4)城市生活污水的进水负荷波动大，水质水量变化范围广。
[0003]升流式厌氧污泥床(UASB)反应器是在七十年代Lettinga专利技术的。作为目前发展最快的厌氧反应器之一，UASB反应器具有很多优点而被广泛使用。其一，装置结构简单、无需另外设置搅拌装置；其二，固体停留时间、微生物滞留期较长，从而使得反应器负荷率提高；其三，反应器的占地面积小，节约能源且适应性强。
[0004]近年来厌氧氨氧化与传统的硝化反硝化脱氮工艺相比，因为无需外加碳源，节省曝气量，产生更少的N2O气体而成为脱氮工艺的热点。其在垃圾渗滤液等高氨氮废水的应用中技术已经相对成熟，但是由于厌氧氨氧化菌随环境条件比较敏感其应用于城市污水这种低氨氮废水中仍存在一些瓶颈：1)厌氧氨氧化细菌的世代周期长，增长速度缓慢，不易富集；2)厌氧氨氧化菌比较适应30℃以上，城市污水厂中温度一般都在25℃以下，温度对于厌氧氨氧化菌十分不利；3)厌氧氨氧化工艺是个完全自养的脱氮工艺，较高的有机物、金属离子等对厌氧氨氧化菌具有的一定毒性，而实际生活污水中的有机物组分往往较为复杂，会对厌氧氨氧化菌产生不利的影响，所以对于实际生活污水的应用还有待研究；4)城市生活污水NH
4+
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N浓度低，温度低，水质水量波动大，NO2‑
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N浓度极低，不能提供给厌氧氨氧化菌足够的NO2‑
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N。
[0005]新型复合材料的出现，使得生物膜法得到了进一步的发展。生物滤池属于生物膜工艺的一种，按照对溶解氧的需求，有厌氧滤池、好氧滤池和微氧滤池之分。选取合适的固体填料，污水经过滤料层，游离态微生物和悬浮物质吸附在滤料表面，开始繁殖，形成生物膜，有利于厌氧氨氧化菌的分层分布，同时还能将厌氧氨氧化细菌保留在反应区内进行富
集，生物滤池可以进行反冲洗去除老化的微生物。此外，生物滤池由于可以获得较高负荷以及耐冲击负荷能力强等特点逐渐应用于污水处理领域。因此利用生物滤池工艺具有重要的理论意义和应用前景。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的在于为了克服现有技术的不足而提供一种活性炭厌氧产甲烷耦合厌氧氨氧化生物除碳脱氮的装置和方法。
[0007]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0008]本专利技术提供了一种活性炭厌氧产甲烷耦合厌氧氨氧化生物除碳脱氮的装置，包含进水水箱1、第一蠕动泵1.1、厌氧产甲烷UASB系统2、曝气盘2.1、布水器2.1.1、第一曝气泵2.1.2、第一转子流量计2.1.3、泥水取样口2.2、活性炭2.2.1、第一出水取样口2.3、活性炭进样口2.4、三相分离器2.5、上流挡板2.5.3、下挡板2.5.1、第一集气管2.5.2、第一出水口2.6、气体收集装置2.7、集气阀2.7.1、集气袋2.7.2、第一清水区2.8、第一出水管2.9、第一pH/DO探头2.10、中间水箱3、第二蠕动泵3.1、厌氧氨氧化滤池4、进水口4.1、第二曝气泵4.1.1、第二转子流量计4.1.2、曝气头4.1.3、承托层4.2、火山岩滤料层4.3、滤料取样口4.4、第二出水取样口4.5、第二清水区4.6、出水槽4.7、第二集气管4.7.1、第二集气阀4.7.2、第二出水口4.7.3、第二pH/DO探头4.8、第二出水管4.9、出水箱5。
[0009]作为优选，厌氧产甲烷UASB系统2的底部设有布水器2.1.1和曝气盘2.1，侧面设有泥水取样口2.2、第一出水取样口2.3和活性炭进样口2.4，上部设有三相分离器2.5、气体收集装置2.7、第一清水区2.8和第一出水口2.6；三相分离器包含挡板2.5.1；气体收集装置包含集气阀2.7.1、集气袋2.7.2、第一集气管2.5.2，集气阀与集气袋通过第一集气管连接；
[0010]厌氧产甲烷UASB系统2的出水通过中间水箱3、第二蠕动泵3.1与厌氧氨氧化滤池4连接；
[0011]厌氧氨氧化滤池的底端设有进水口4.1；底部设有承托层4.2和火山岩滤料层4.3；顶部设有第二清水区4.6和出水槽4.7，出水槽中设有第二出水口4.7.3和第二集气管4.7.1；侧面设置多个滤料取样口4.4和第二出水取样口4.5。
[0012]本专利技术还提供了一种利用所述的装置进行活性炭厌氧产甲烷耦合厌氧氨氧化生物除碳脱氮的方法，包含如下步骤：
[0013]1)将泥水混合物接入厌氧产甲烷UASB系统，从活性炭进样口投加活性炭，运行厌氧产甲烷UASB系统进行厌氧产甲烷；
[0014]2)厌氧产甲烷UASB系统运行稳定后，将厌氧产甲烷UASB系统的出水排到中间水箱；
[0015]3)将第一配水从进水口泵入厌氧氨氧化滤池，进行厌氧氨氧化；
[0016]4)厌氧氨氧化滤池运行稳定后，将中间水箱的出水和第二配水泵入厌氧氨氧化滤池，进行厌氧氨氧化脱碳除氮。
[0017]作为优选，步骤1)所述泥水混合物包含厌氧消化污泥和生活污水；泥水混合物中，混合液悬浮固体的浓度为5～12g/L；生活污水中，NH
4+
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N的浓度为40～70mg/L；所述活性炭的浓度为1～5g/L。
[0018]作为优选，步骤1)所述厌氧产甲烷的过程中，水力停留时间为20～50h，运行时间
≥55d，温度为20～30℃，pH值为7.5～8.0，溶解氧的浓度≤0.2mg/L。
[0019]作为优选，步骤2)所述厌氧产甲烷UASB系统运行稳定的指标为有机物浓度≤50mg/L。
[0020]作为优选，步骤3)所述第一配水包含硫酸铵、亚硝酸钠、碳酸氢钠、七水合硫酸镁、氯化钙、磷酸二氢钾和微量元素；第一配水中，NH
4+
和NO2‑
的摩尔比为1.25～1.8：1；厌氧氨氧化滤池为本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种活性炭厌氧产甲烷耦合厌氧氨氧化生物除碳脱氮的装置，其特征在于，包含进水水箱(1)、第一蠕动泵(1.1)、厌氧产甲烷UASB系统(2)、曝气盘(2.1)、布水器(2.1.1)、第一曝气泵(2.1.2)、第一转子流量计(2.1.3)、泥水取样口(2.2)、活性炭(2.2.1)、第一出水取样口(2.3)、活性炭进样口(2.4)、三相分离器(2.5)、上流挡板(2.5.3)、下挡板(2.5.1)、第一集气管(2.5.2)、第一出水口(2.6)、气体收集装置(2.7)、集气阀(2.7.1)、集气袋(2.7.2)、第一清水区(2.8)、第一出水管(2.9)、第一pH/DO探头(2.10)、中间水箱(3)、第二蠕动泵(3.1)、厌氧氨氧化滤池(4)、进水口(4.1)、第二曝气泵(4.1.1)、第二转子流量计(4.1.2)、曝气头(4.1.3)、承托层(4.2)、火山岩滤料层(4.3)、滤料取样口(4.4)、第二出水取样口(4.5)、第二清水区(4.6)、出水槽(4.7)、第二集气管(4.7.1)、第二集气阀(4.7.2)、第二出水口(4.7.3)、第二pH/DO探头(4.8)、第二出水管(4.9)、出水箱(5)。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，厌氧产甲烷UASB系统(2)的底部设有布水器(2.1.1)和曝气盘(2.1)，侧面设有泥水取样口(2.2)、第一出水取样口(2.3)和活性炭进样口(2.4)，上部设有三相分离器(2.5)、气体收集装置(2.7)、第一清水区(2.8)和第一出水口(2.6)；三相分离器包含挡板(2.5.1)；气体收集装置包含集气阀(2.7.1)、集气袋(2.7.2)、第一集气管(2.5.2)，集气阀与集气袋通过第一集气管连接；厌氧产甲烷UASB系统(2)的出水通过中间水箱(3)、第二蠕动泵(3.1)与厌氧氨氧化滤池(4)连接；厌氧氨氧化滤池的底端设有进水口(4.1)；底部设有承托层(4.2)和火山岩滤料层(4.3)；顶部设有第二清水区(4.6)和出水槽(4.7)，出水槽中设有第二出水口(4.7.3)和第二集气管(4.7.1)；侧面设置多个滤料取样口(4.4)和第二出水取样口(4.5)...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨庆，赵晓荫，刘秀红，刘润雨，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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