一种多源有机固废协同厌氧消化沼液高效深度脱氮系统及工艺技术方案

本发明专利技术涉及高氨氮污水处理技术领域，尤其是涉及一种多源有机固废协同厌氧消化沼液高效深度脱氮系统及工艺。将待处理多源有机固废协同厌氧消化沼液首先进入厌氧处理单元中进行反硝化过程；厌氧处理单元出水流入好氧处理单元去除剩余有机物及部分悬浮固体，出水一部分导入悬浮物处理单元进行化学调理与离心分离以强化悬浮固体的去除，另一部分出水回流至厌氧处理单元；悬浮物处理单元出水进入PN

【技术实现步骤摘要】
一种多源有机固废协同厌氧消化沼液高效深度脱氮系统及工艺


[0001]本专利技术涉及高氨氮污水处理
，尤其是涉及一种多源有机固废协同厌氧消化沼液高效深度脱氮系统及工艺。

技术介绍

[0002]随着城市化和经济生产的不断发展，以餐厨垃圾、厨余垃圾、剩余污泥为代表的高含水有机固废的产量不断增加。目前通常采用厌氧消化工艺实现对有机固废的处理与资源化。然而，多源有机固废协同厌氧消化过程完成后会产生大量的厌氧消化沼液，其中含有较高浓度的氨氮以及一定浓度的磷，若得不到有效的处理，则极易造成受纳水体的富营养化。因此，沼液的高效深度脱氮对实现多源有机固废的最终处置以及周边环境的保护具有重要意义。
[0003]生物脱氮仍然是最为有效、经济、可行的污水氮素脱除工艺。受制于沼液的高氮低碳特征，在不添加乙酸钠等有机碳源的情况下，传统的硝化、反硝化路径无法实现对沼液的高效深度脱氮。因此，能够实现自养脱氮的厌氧氨氧化过程在厌氧消化沼液脱氮中的应用受到了越来越多的关注。厌氧氨氧化过程通常以氨氮为电子供体，以亚硝酸盐氮为电子受体，将氮素转化为氮气脱除。厌氧消化沼液中的氮素主要以氨氮形式存在(氨氮浓度通常为2000
‑
3000mg/L)，厌氧氨氧化过程所需的亚硝酸盐氮在沼液中并不会大量稳定存在，故通常先通过短程硝化工艺将沼液中的氨氮部分转化为亚硝酸盐氮，再进行厌氧氨氧化工艺，即两段式短程硝化厌氧氨氧化脱氮工艺。但是，两段式工艺在占地面积、基建投资、运行维护等方面并不具有优势。
[0004]在工程规模中，厌氧氨氧化系统的稳定性较差。厌氧氨氧化菌极易受到污水中存在的悬浮固体(SS)、有机物(BOD)、其他微生物等因素的冲击，而厌氧消化沼液通常具有较高的SS、一定浓度的有机物以及复杂的微生物组成。因此，去除干扰因素，增强运行稳定的方法还有待研究，否则将限制厌氧消化沼液高效深度脱氮工艺的发展。
[0005]此外，由于本身特性的限制，厌氧氨氧化过程在脱氮的同时仍会产生少量的硝酸盐氮。在进水氨氮浓度较高的情况下，出水中的硝酸盐氮较高，导致深度脱氮的目标无法实现，需要进一步脱除硝酸盐氮才能符合排放要求。

技术实现思路

[0006]为了解决基于厌氧氨氧化过程的厌氧消化沼液脱氮技术中存在的缺点，本专利技术的目的是提供一种多源有机固废协同厌氧消化沼液高效深度脱氮系统及工艺，将待处理多源有机固废协同厌氧消化沼液首先进入厌氧处理单元中进行反硝化过程；厌氧处理单元出水流入好氧处理单元去除剩余有机物及部分悬浮固体，出水一部分导入悬浮物处理单元进行化学调理与离心分离以强化悬浮固体的去除，另一部分出水回流至厌氧处理单元；悬浮物处理单元出水进入PN
‑
A处理单元进行短程硝化
‑
厌氧氨氧化过程以强化氨氮的脱除，出水
部分回流至厌氧处理单元，进一步强化硝酸盐氮去除，剩余部分直接排出。本专利技术克服消化沼液成分复杂、干扰因素多等不利条件，并且无需投加有机碳源，曝气量较低，大幅降低处理成本与能耗，以解决当前沼液生物处理技术中存在的脱氮不彻底、稳定性较差等问题。
[0007]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0008]本专利技术的第一个目的是提供一种多源有机固废协同厌氧消化沼液高效深度脱氮系统，包括厌氧处理单元、好氧处理单元、悬浮物处理单元和PN
‑
A处理单元；
[0009]所述厌氧处理单元包括厌氧反应器和第一恒温控制装置，第一恒温控制装置设置于厌氧反应器外层；
[0010]所述好氧处理单元包括好氧反应器、第一曝气装置、第一溶解氧检测电极、第二恒温控制装置和第一回流装置，第二恒温控制装置设置于好氧反应器外层，好氧反应器与第一曝气装置、第一溶解氧检测电极和第一回流装置相连接；
[0011]所述悬浮物处理单元包括全自动混凝装置和离心分离装置；全自动混凝装置连接离心分离装置；
[0012]所述PN
‑
A处理单元包括PN
‑
A反应器、第二曝气装置、第二溶解氧检测电极、第三恒温控制装置、第二回流装置和pH检测电极，第三恒温控制装置设置于PN
‑
A反应器外层，PN
‑
A反应器连接第二曝气装置、第二溶解氧检测电极、pH检测电极和第二回流装置；
[0013]多源有机固废协同厌氧消化沼液经厌氧反应器进口进入厌氧反应器，厌氧反应器出口连接好氧反应器进口；好氧反应器出口连接全自动混凝装置进口，好氧反应器出口还通过第一回流装置连接厌氧反应器进口；全自动混凝装置出口连接离心分离装置进口，离心分离装置出口连接PN
‑
A反应器进口，PN
‑
A反应器出口连接出水口，PN
‑
A反应器出口还通过第二回流装置连接厌氧反应器进口。
[0014]在本专利技术的一个实施方式中，所述好氧处理单元中，部分出水回流至厌氧处理单元，以强化硝酸盐氮和有机物去除。
[0015]在本专利技术的一个实施方式中，所述PN
‑
A处理单元中，出水部分回流至厌氧处理单元强化硝酸盐氮去除，以尽可能去除厌氧氨氧化过程的硝酸盐氮副产物。
[0016]在本专利技术的一个实施方式中，所述厌氧处理单元用于通过反硝化过程去除硝酸盐氮以及消耗有机物；
[0017]所述好氧处理单元用于处理厌氧处理单元剩余有机物(包括去除未被前单元中微生物利用但可生物利用的有机物以及分解部分难生物利用大分子有机物为可生化性较强的有机物)以及去除部分SS；同时，好氧处理单元兼具部分硝化功能，积累亚硝酸盐氮供后续工艺利用；
[0018]所述悬浮物处理单元用于污水中剩余SS的进一步去除，以及污水中微生物的杀灭(化学调理过程)，避免复杂的微生物构成干扰后续PN
‑
A处理单元的运行稳定性；
[0019]所述PN
‑
A处理单元用于进行短程硝化
‑
厌氧氨氧化处理过程。
[0020]在本专利技术的一个实施方式中，所述多源有机固废协同厌氧消化沼液为餐厨垃圾、厨余垃圾或剩余污泥中的两种或三种固体废弃物混合并经厌氧消化系统处理后所产生的沼液；
[0021]所述多源有机固废协同厌氧消化沼液的COD为7000
‑
10000mg/L，氨氮含量为1500
‑
2500mg/L，总氮含量为4000
‑
6000mg/L，C/N＜2。
[0022]在本专利技术的一个实施方式中，所述厌氧反应器设置有轻质自养型填料；所述轻质自养型填料选自轻质海绵、绒状纤维球或EPS发泡塑料中的一种或几种；
[0023]所述轻质自养型填料的密度为0.1
‑
0.3g/cm3，填充率为30
‑
50％。
[0024]在本专利技术的一个实施方式中，所述轻质自养型填料负载有硫基材料或铁基材料中的一种或几种；
[0025]所述硫基材料选自硫磺、黄铁矿、闪锌矿中的一种或几种；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多源有机固废协同厌氧消化沼液高效深度脱氮系统，其特征在于，包括厌氧处理单元、好氧处理单元、悬浮物处理单元和PN
‑
A处理单元；所述厌氧处理单元包括厌氧反应器和第一恒温控制装置，第一恒温控制装置设置于厌氧反应器外层；所述好氧处理单元包括好氧反应器、第一曝气装置、第一溶解氧检测电极、第二恒温控制装置和第一回流装置，第二恒温控制装置设置于好氧反应器外层，好氧反应器与第一曝气装置、第一溶解氧检测电极和第一回流装置相连接；所述悬浮物处理单元包括全自动混凝装置和离心分离装置；全自动混凝装置连接离心分离装置；所述PN
‑
A处理单元包括PN
‑
A反应器、第二曝气装置、第二溶解氧检测电极、第三恒温控制装置、第二回流装置和pH检测电极，第三恒温控制装置设置于PN
‑
A反应器外层，PN
‑
A反应器连接第二曝气装置、第二溶解氧检测电极、pH检测电极和第二回流装置；多源有机固废协同厌氧消化沼液经厌氧反应器进口进入厌氧反应器，厌氧反应器出口连接好氧反应器进口；好氧反应器出口连接全自动混凝装置进口，好氧反应器出口还通过第一回流装置连接厌氧反应器进口；全自动混凝装置出口连接离心分离装置进口，离心分离装置出口连接PN
‑
A反应器进口，PN
‑
A反应器出口连接出水口，PN
‑
A反应器出口还通过第二回流装置连接厌氧反应器进口。2.根据权利要求1所述的一种多源有机固废协同厌氧消化沼液高效深度脱氮系统，其特征在于，所述多源有机固废协同厌氧消化沼液为餐厨垃圾、厨余垃圾或剩余污泥中的两种或三种固体废弃物混合并经厌氧消化系统处理后所产生的沼液；所述多源有机固废协同厌氧消化沼液的COD为7000
‑
10000mg/L，氨氮含量为1500
‑
2500mg/L，总氮含量为4000
‑
6000mg/L，C/N＜2。3.根据权利要求1所述的一种多源有机固废协同厌氧消化沼液高效深度脱氮系统，其特征在于，所述厌氧反应器设置有轻质自养型填料；所述轻质自养型填料选自轻质海绵、绒状纤维球或EPS发泡塑料中的一种或几种；所述轻质自养型填料的密度为0.1
‑
0.3g/cm3，填充率为30
‑
50％。4.根据权利要求3所述的一种多源有机固废协同厌氧消化沼液高效深度...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴晓利，陆斌，王鹏程，武博然，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：