一种利用组合沸石填料抵抗水质波动维持厌氧氨氧化稳定性的装置与方法制造方法及图纸

一种利用组合沸石填料抵抗水质波动维持厌氧氨氧化稳定性的装置与方法属于污水生物处理领域。本装置包括进水水箱、厌氧氨氧化反应器、出水水箱三部分，厌氧氨氧化反应器内部装填有组合沸石填料，并维持在悬浮状态，生活污水经蠕动泵进入厌氧氨氧化反应器，出水经溢流口进入出水水箱。本装置将沸石吸附氨氮的特性与厌氧氨氧化脱氮工艺相结合：在进水氨氮浓度过高时，沸石将多余的氨氮吸附暂时存储起来；当进水亚硝浓度过高时，沸石又可以通过吸附解吸平衡将存储的氨氮释放到液相中，以此在波动进水水质下维持厌氧氨氧化稳定性，继而稳定整体的脱氮性能。定整体的脱氮性能。定整体的脱氮性能。

【技术实现步骤摘要】
一种利用组合沸石填料抵抗水质波动维持厌氧氨氧化稳定性的装置与方法


[0001]本专利技术涉及一种利用组合沸石填料抵抗水质波动维持厌氧氨氧化稳定性的装置与方法，属于污水生物处理领域。

技术介绍

[0002]厌氧氨氧化作为一种新型的脱氮工艺，能在缺氧的条件下以亚硝态氮为电子受体，将氨氮氧化为氮气，为氮循环开辟了新的途径。厌氧氨氧化是目前最有前景的生物脱氮技术，相比于传统的硝化反硝化工艺，厌氧氨氧化工艺具有降低曝气能耗、减少碳源投加量、温室气体排放量少、污泥产量少等优点。目前厌氧氨氧化工艺多用于处理侧流的高氨氮废水，而实际废水波动的氨氮浓度、变化的环境条件限制了厌氧氨氧化工艺的全规模应用，特别是实际废水通常缺少亚硝态氮底物，因此厌氧氨氧化技术通常需要与短程硝化、短程反硝化工艺结合，从而为厌氧氨氧化细菌提供适宜的底物供应。
[0003]短程硝化
‑
厌氧氨氧化工艺是氨氧化细菌将氨氮在有氧条件下氧化为亚硝态氮，而厌氧氨氧化菌随后将亚硝态氮与氨氮转化为氮气。由于氨氧化细菌和厌氧氨氧化细菌是自养细菌，短程硝化
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厌氧氨氧化不需要有机碳源，与传统的硝化反硝化脱氮相比，节省了60％的曝气成本。在短程硝化
‑
厌氧氨氧化工艺中，短程硝化工艺作为限速步骤，其稳定性对于整体的脱氮效果至关重要。当短程硝化效果好时，大部分的氮以亚硝态氮的形式存在；当短程硝化的效果不好时，大部分的氮以氨氮的形式处在，难以稳定的短程硝化性能导致其难以为厌氧氨氧化反应提供稳定的底物供应。
[0004]沸石是含水的铝硅酸盐矿物，其晶体构造为硅离子与氧离子组合的四面体。当正四价的铝离子被正三价的硅离子取代，沸石结构中会含有过量的负电荷，为了平衡电荷，沸石会吸附碱金属或者碱土金属离子，这些以钠离子、镁离子、钙离子为主的碱金属与碱土金属离子很容易与周围其他的阳离子进行离子交换，尤其对于氨氮离子具有很强的选择性，同时沸石内部又存在大量的孔隙和通道，这种吸附、离子交换的特性使得沸石作为一种常见的氨氮吸附剂，被广泛用于处理各种浓度的氨氮废水。
[0005]有研究称沸石可以实现稳定的短程硝化性能，而将沸石与厌氧氨氧化工艺结合，可以平衡不稳定的短程硝化反应对厌氧氨氧化脱氮性能的影响：如果短程硝化没有产生足够的亚硝态氮，大部分氮仍以氨氮的形式存在，那么沸石就可以吸附过量的氨氮；如果短程硝化产生的亚硝态氮过量，那么沸石就可以将之前吸附的氨氮解吸出来。短程硝化性能不稳定导致进水处于波动状态，而沸石基于上述原理可以为厌氧氨氧化细菌维持相对稳定且合适的亚硝态氮与氨氮的比例，进而稳定厌氧氨氧化反应的脱氮性能。

技术实现思路

[0006]本专利技术提出了一种利用组合沸石填料抵抗水质波动维持厌氧氨氧化稳定性的装置与方法，可以在无规律的波动的进水基质下，利用沸石吸附解吸氨氮的特性，维持相对稳
定亚硝态氮与氨氮的比例，从而为厌氧氨氧化反应提供稳定的底物供应，保证系统高效的脱氮效率。
[0007]本专利技术的目的是通过以下技术方案来解决的：
[0008]1.一种利用组合沸石填料抵抗水质波动维持厌氧氨氧化稳定性的装置，其特征在于：所用装置包括进水水箱(1)、厌氧氨氧化反应器(2)、出水水箱(3)；所述进水水箱(1)设有加热棒(1.1)、进水泵(1.2)；厌氧氨氧化反应器(2)设有进水口(2.1)、组合沸石填料(2.2)、pH/DO在线检测仪(2.3)、回流口(2.4)、回流泵(2.5)、溢流口(2.6)。组合沸石填料(2.2)设有聚丙烯网格球壳(2.2.1)、沸石颗粒(2.2.2)、聚苯乙烯泡沫(2.2.3)；
[0009]实验装置连接：所述进水水箱(1)通过进水泵(1.2)与厌氧氨氧化反应器反应器(2)的进水口(2.1)相连接；厌氧氨氧化反应器(2)通过溢流口(2.6)与出水水箱(3)相连接。
[0010]2.一种利用组合沸石填料抵抗水质波动维持厌氧氨氧化稳定性的方法，其特征在于，具体启动与运行调控步骤如下：
[0011]2.1)启动阶段：
[0012]连续流启动厌氧氨氧化反应器，接种污泥为厌氧氨氧化颗粒污泥，控制反应器内污泥浓度在3000
‑
4000mg/L；加热棒控制进水温度在30
‑
35℃范围内；pH在7
‑
8范围内；水力停留时间为10
‑
15h；进水为亚硝态氮的浓度为60
‑
90mg/L,氨氮浓度为50
‑
70mg/L的配水，两者的比例控制在1.32；具体的配水包括：NaNO
2 60
‑
90mgN/L、NH4Cl 50
‑
70mgN/L、NaHCO
3 0.5
‑
1.0g/L、KH2PO
3 20
‑
40mg/L、CaCl2·
2H2O 100
‑
300mg/L、MgSO4·
2H2O 100
‑
300mg/L、微量元素Ⅰ溶液0.5
‑
1.0mL/L、微量元素Ⅱ溶液0.5
‑
1.0mL/L，这里的mL是加入的微量元素Ⅰ溶液和微量元素Ⅱ溶液的体积，L是进水的总体积，上述浓度均为进水各物质的最终浓度；微量元素Ⅰ溶液和微量元素Ⅱ溶液各自以水为溶剂按照下述基质配比，微量元素Ⅰ溶液包括：EDTA
·
2Na 6
‑
7g/L、FeSO4·
7H2O 5
‑
6g/L；微量元素Ⅱ溶液包括：EDTA
·
2Na 18
‑
20mg/L、H3BO30.01
‑
0.02mg/L、ZnSO4·
7H2O 0.4
‑
0.5mg/L、CoCl2·
6H2O 0.2
‑
0.3mg/L、CuSO4·
5H2O 0.2
‑
0.3mg/L、MnCl2·
4H2O 0.9
‑
1.0mg/L、NiCl2·
6H2O 0.1
‑
0.2mg/L、NaMoO4·
2H2O 0.2
‑
0.3mg/L；进水经氮气吹脱氧气后通过蠕动泵连续进入厌氧氨氧化反应器；反应器内部投加组合沸石填料，投加比为30
‑
40％，由聚丙烯网格状球壳内部装填有直径3
‑
8mm的沸石颗粒与聚苯乙烯泡沫，两者的直径均大于球壳的网格口径，使其不会脱落掉出，两者以1：1
‑
1：2的体积比填充确保能在反应器内部悬浮；回流泵控制回流比为300
‑
500％，防止组合沸石填料沉降。当出水的亚硝态氮与氨氮浓度均小于5mg/L、总氮去除率稳定在70％以上并维持稳定14天以上，表明厌氧氨氧化反应器启动成功；
[0013]2.2)运行阶段：
[0014]2.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用组合沸石填料抵抗水质波动维持厌氧氨氧化稳定性的装置，其特征在于：包括进水水箱(1)、厌氧氨氧化反应器(2)、出水水箱(3)；所述进水水箱(1)设有加热棒(1.1)、蠕动泵(1.2)；厌氧氨氧化反应器(2)设有进水口(2.1)、组合沸石填料(2.2)、pH/DO在线检测仪(2.3)、回流口(2.4)、回流泵(2.5)、溢流口(2.6)；组合沸石填料(2.2)设有聚丙烯网格球壳(2.2.1)、沸石颗粒(2.2.2)、聚苯乙烯泡沫(2.2.3)；所述进水水箱(1)通过蠕动泵(1.2)与厌氧氨氧化反应器反应器(2)的进水口(2.1)相连接；厌氧氨氧化反应器(2)通过溢流口(2.6)与出水水箱(3)相连接。2.应用如权利要求1所述一种利用组合沸石填料抵抗水质波动维持厌氧氨氧化稳定性的方法，其特征在于，具体启动与运行调控步骤如下：2.1)启动阶段：连续流启动厌氧氨氧化反应器，接种污泥为厌氧氨氧化颗粒污泥，控制反应器内污泥浓度在3000
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4000mg/L；加热棒控制进水温度在30
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35℃范围内；pH在7
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8范围内；水力停留时间为10
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15h；进水为亚硝态氮的浓度为60
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90mg/L,氨氮浓度为50
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70mg/L的配水，两者的比例控制在1.32；具体的配水包括：NaNO260
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90 mgN/L、NH4Cl 50
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70mgN/L、NaHCO
3 0.5
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1.0g/L、KH2PO
3 20
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40mg/L、CaCl2·
2H2O 100
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300mg/L、MgSO4·
2H2O 100
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300mg/L、微量元素Ⅰ溶液0.5
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1.0mL/L、微量元素Ⅱ溶液0.5
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1.0mL/L，这里的mL是加入的微量元素Ⅰ溶液和微量元素Ⅱ溶液的体积，L是进水的总体积，上述浓度均为进水各物质的最终浓度；微量元素Ⅰ溶液和微量元素Ⅱ溶液各自以水为溶剂按照下述基质配比，微量元素Ⅰ溶液包括：EDTA
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2Na 6
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7g/L、FeSO4·
7H2O 5
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6g/L；微量元素Ⅱ溶液包括：EDTA
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2Na 18
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20mg/L、H3BO30.01
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0.02mg/L、ZnSO4·
7H2O 0.4
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0.5mg/L、CoCl2·
6H2O 0.2
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0.3mg/L、CuSO4·
5H2O 0.2
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0.3mg/L、MnCl2·
4H2O 0.9
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1.0mg/L、NiCl2·
6H2O 0.1
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0.2mg/L、NaMoO4·
2H2O 0.2
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0.3mg/L；进水经氮气吹脱氧气后通过蠕动泵连续进入厌氧氨氧化反应器；反应器内部投加组合沸石填料，投加比为30
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40％，由聚丙烯网格状球壳内部装填有直径3
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8mm的沸石颗粒与聚苯乙烯泡沫，两者的直径均大于球壳的网格口径，使其不会脱落掉出，两者以1：1
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1：2的体积比填充确保能在反应器内部悬浮；回流泵控...

【专利技术属性】
技术研发人员：王博，王硕，李文杰，戴钰，王露，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：