一种养猪废水同步脱氮除碳的系统及工艺技术方案

本发明专利技术提供了一种养猪废水同步脱氮除碳的方法，通过EGSB

【技术实现步骤摘要】
一种养猪废水同步脱氮除碳的系统及工艺


[0001]本专利技术属于废水处理
，具体涉及一种养猪废水同步脱氮除碳的系统及工艺。

技术介绍

[0002]我国是养殖大国，其中养猪产业在总体上呈规模化、集约化方向发展，造成其产生的污染物以相对集中的方式排放，并远远超出当地环境的自然承载能力，进而也将对环境造成严重的污染。据相关研究表明，养猪排放的废水主要由猪尿(粪)和猪舍的冲洗废水构成，废水中COD(化学需氧量)高达4500～20000mg/L，TN550～2100mg/L，NH
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N450～1500mg/L、TP100～330mg/L，可见猪场废水属于高浓度有机废水，其氮磷的含量也严重超标。若猪场废水不经有效处理直接排入环境，会对地表水、地下水、农田及大气环境形成严重污染，造成水体富营养化，也会导致寄生虫病的蔓延。为了对养猪废水进行治理，利用生化法处理养猪废水正在得到普遍的应用。目前畜禽养殖业所采用的单一的生化法处理技术，并不完全适用于高有机物和高氮磷含量的规模养猪废水的治理。并且存在能耗高，处理成本高的问题。
[0003]厌氧氨氧化作为一种新型脱氮技术，可以很好地解决传统脱氮曝气能耗高、需外加碳源、污泥产量高的问题。目前，已经有大量研究通过厌氧氨氧化或厌氧氨氧化耦合反硝化实现养殖废水中氮的去除，而对于高浓度有机碳去除不充分，故养殖废水中的有机碳污染还需要依托其他途径去除。相比于厌氧氨氧化或厌氧氨氧化耦合反硝化，甲烷化、反硝化和厌氧氨氧化三者同时作用可以在兼顾NO2‑
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N和NH
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N去除的同时具有更高的COD去除负荷，可实现养殖废水同时脱氮除碳，作为高氨氮低碳氮比的主体工艺，应用前景广阔。但由于三种功能菌共生于同一体系，导致操控条件复杂，稳定性差，在反应过程中厌氧氨氧化的底物亚硝酸盐缺乏，高浓度有机物和游离氨易对厌氧氨氧化菌产生抑制。
[0004]一般污水中氮素以氨氮为主，亚硝酸盐含量很低。目前主要通过短程硝化为厌氧氨氧化反应提供电子受体亚硝酸盐，但是不少研究发现在低氨氮浓度废水中长期稳定维持短程硝化较困难，且厌氧氨氧化反应过程中约有10％的氮转化为硝酸盐，易使出水总氮浓度超过排放标准，且废水中含有的部分有机物无法去除。由于亚硝酸盐是反硝化过程的中间产物，厌氧氨氧化反应所需的电子受体亚硝酸盐可以通过部分反硝化反应来提供，故部分反硝化厌氧氨氧化(PDA工艺)工艺兴起。两菌群的耦合可以实现对反应体系内硝酸盐、铵盐、亚硝酸盐和有机物的同步去除。但对于高氨氮高有机碳废水来说，由于废水中硝酸盐含量相对不足，导致反应过程中亚硝酸盐积累量偏低，难以达到厌氧氨氧化所需基质理论配比(NH
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N:NO2‑
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N为1.32)，且在有机物含量充足的情况下，反硝化菌易成为体系内优势菌种，厌氧氨氧化菌在底物亚硝酸盐竞争过程中处于劣势，导致厌氧氨氧化反应受到抑制。其次，最佳耦合参数不明，耦合工艺的脱氮性能尚不稳定。再次，Do(溶解氧量)浓度过高会抑制反硝化菌和厌氧氨氧化菌活性，耦合效率会受到影响。
[0005]因此，提供一种养猪废水同步脱氮除碳的系统及工艺是十分必要的。

技术实现思路

[0006]厌氧同时反硝化产甲烷工艺(SMD工艺)是在传统生物处理方法基础上发展起来的一种新型脱碳除氮工艺，用于处理高氮(通常包括氨、胺以及硝氮)、高浓度难降解有机废水。通过人工手段创造不同类型微生物共存的环境，让产甲烷反应和反硝化反应同时在一个厌氧反应器中完成，产甲烷细菌和反硝化细菌共同利用废水中的有机基质或水解产物，从而达到同时脱碳除氮的目标。部分硝化厌氧氨氧化工艺(PNA)因其无需外加有机碳源，运行成本低，脱氮效率高，污泥产量低等优势，在高氨氮污水处理领域得到广泛应用。在整个体系内，通过氨氧化菌(AOB)和厌氧氨氧化菌(AnAOB)间的协同作用，在不消耗有机碳源条件下实现生物脱氮。在实际污水处理系统中，由于废水中含有部分有机物，PNA反应器内往往会发生一体式短程硝化厌氧氨氧化耦合反硝化反应(SNAD)，促进了NO2‑
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N的积累，加速了体系中TN和有机物的去除。
[0007]基于以上分析，本专利技术提出了新的专利技术思路：
[0008]一种养猪废水的脱氮除碳系统，包括：
[0009]原水水箱(1)、厌氧同时反硝化产甲烷反应器(EGSB
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SMD)(2)、中间水箱(3)、短程硝化厌氧氨氧化反应器(EGSB
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PNA)(4)、排水桶(5)；
[0010]废水通过第一进水口(1.1)进入原水水箱(1)；原水水箱(1)第一出水口(1.2)通过第一进水蠕动泵(1.3)与EGSB
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SMD(2)第二进水口(2.10)相连；EGSB
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SMD(2)第二出水口(2.2)流经第一沉淀池(2.6)后与中间水箱(3)中的第三进水口(3.1)相连，第一出水回流口(2.11)通过第一出水回流泵(2.8)与第二进水口(2.10)相连，经第一沉淀池(2.6)沉淀后的污泥通过第一污泥回流泵(2.7)与第一污泥回流口(2.12)相连，在线pH控制仪(2.1)通过pH探头进入到反应器实时控制酸碱度，第一三相分离器(2.13)通过出气管与气体收集装置(2.3)相连，反应器反应区由第一污泥层(2.14)和沸石填料层(2.9)组成，在污泥层设置上下两个第一取样口(2.4)，其外部设置水浴保温层并保持温控装置(2.5)恒温；中间水箱(3)第三出水口(3.2)通过第二进水蠕动泵(3.3)与EGSB
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PNA(4)第四进水口(4.12)相连；EGSB
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PNA(4)第四出水口(4.2)流经第二沉淀池(4.6)后与排水桶(5)第五进水口(5.1)相连，第二出水回流口(4.13)通过第二出水回流泵(4.8)与第四进水口(4.12)相连，EGSB
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PNA(4)第四出水口(4.2)经第二沉淀池(4.6)沉淀后的出水通过第三出水回流口(4.15)流经第三出水回流泵(4.11)后与EGSN
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SMD(2)第二进水口(2.10)相连，第二沉淀池(4.6)沉淀后的污泥通过第二污泥回流泵(4.7)与第二污泥回流口(4.14)相连，在线DO、pH一体式控制仪(4.1)通过探头进入到反应器实时控氧和控制酸碱度，第二三相分离器(4.16)收集的气体通过出气管(4.3)排出，短程硝化厌氧氨氧化反应器(4)反应区第二污泥层(4.17)均匀设置三个第二取样口(4.4)，反应区内部设置软性与半软性组合填料(4.9)，净化后的出水通过排水桶(5)第五出水口(5.2)流出。
[0011]本专利技术还提供了一种养猪废水同步脱氮除碳的工艺，包括：
[0012]1)厌氧同时反硝化产甲烷工艺(SMD工艺)的驯化：
[0013]将反应器有效体积约3/4的厌氧颗粒污泥投加至EGSB
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SMD反应器(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种养猪废水的脱氮除碳系统，依次设有：原水水箱(1)、厌氧同时反硝化产甲烷反应器(2)、中间水箱(3)、短程硝化厌氧氨氧化反应器(4)、排水桶(5)；原水水箱(1)设置有第一进水口(1.1)与第一出水口(1.2)；第一出水口(1.2)通过第一进水蠕动泵(1.3)与厌氧同时反硝化产甲烷反应器(2)的第二进水口(2.10)相连；第二出水口(2.2)通过第一沉淀池(2.6)与中间水箱(3)中的第三进水口(3.1)相连，厌氧同时反硝化产甲烷反应器(2)的第一出水回流口(2.11)通过第一出水回流泵(2.8)与厌氧同时反硝化产甲烷反应器(2)的第二进水口(2.10)相连；第一沉淀池(2.6)通过第一污泥回流泵(2.7)与第一污泥回流口(2.12)相连；在线pH控制仪(2.1)通过pH探头插入厌氧同时反硝化产甲烷反应器(2)中，第一三相分离器(2.13)通过出气管与气体收集装置(2.3)相连，反应器反应区由第一污泥层(2.14)和沸石填料层(2.9)组成，在污泥层设置上下两个第一取样口(2.4)，污泥层外部设置温控装置(2.5)；中间水箱(3)第三出水口(3.2)通过第二进水蠕动泵(3.3)与短程硝化厌氧氨氧化反应器(4)第四进水口(4.12)相连；短程硝化厌氧氨氧化反应器(4)第四出水口(4.2)经第二沉淀池(4.6)与排水桶(5)的第五进水口(5.1)相连，第二出水回流口(4.13)通过第二出水回流泵(4.8)与第四进水口(4.12)相连；第二沉淀池(4.6)经第三出水回流口(4.15)与第三出水回流泵(4.11)相连，第三出水回流泵(4.11)与厌氧同时反硝化产甲烷反应器(2)的第二进水口(2.10)相连；第二沉淀池(4.6)通过第二污泥回流泵(4.7)与第二污泥回流口(4.14)相连；在线DO、pH一体式控制仪(4.1)通过探头插入短程硝化厌氧氨氧化反应器(4)中，第二三相分离器(4.16)顶部设置一出气管(4.3)，短程硝化厌氧氨氧化反应器(4)反应区第二污泥层(4.17)均匀设置三个第二取样口(4.4)，反应区内部设置软性与半软性组合填料(4.9)；第三出水回流口(4.15)与排水桶(5)相连，排水桶(5)设置一第五进水口(5.1)与第五出水口(5.2)。2.一种养猪废水同步脱氮除碳的工艺，包括：1)厌氧同时反硝化产甲烷工艺的驯化；2)部分硝化厌氧氨氧化工艺工艺的驯化；以及3)SMD
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PNA体系的驯化。3.根据权利要求2所述的工艺，其中：步骤1)所述厌氧同时反硝化产甲烷工艺的驯化包括：将反应器有效体积3/4的厌氧颗粒污泥投加至厌氧同时反硝化产甲烷反应器(2)中，保持两反应器接种污泥总体积相同，将部分硝化污泥与厌氧氨氧化污泥按照体积比为1:1投加至短程硝化厌氧氨氧化反应器中(4)，使混合污泥中颗粒与絮状体积比在1:1
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1:1.5范围内，接种前将混合污泥用磷酸缓冲溶液反复冲洗3次以去除多余杂质；将养猪废水稀释后通入原水水箱(1)，稀释后原水通过第二进水口(2.10)进入厌氧同
时反硝化产甲烷反应器(2)中，控制反应器内pH为7.0
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7.5，并打开第一温控装置(4.5)；初期...

【专利技术属性】
技术研发人员：许文来，陶有琪，彭柳瑞，黄骞，贺玥澄，杨茂园，王梓又，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：