一种利用悬浮沸石填料实现一体化短程硝化-厌氧氨氧化高效脱氮的装置与方法制造方法及图纸

一种利用悬浮沸石填料实现一体化短程硝化

【技术实现步骤摘要】
一种利用悬浮沸石填料实现一体化短程硝化
‑
厌氧氨氧化高效脱氮的装置与方法


[0001]本专利技术所涉及的一种利用悬浮沸石填料实现一体化短程硝化
‑
厌氧氨氧化高效脱氮的装置与方法，属于污水生物处理


技术介绍

[0002]传统的污水处理厂处理污废水的方法是硝化反硝化生物处理技术，但该方法在硝化阶段需要大量的曝气能耗，反硝化阶段通常因为碳源不足而需外加碳源，这样的高能耗低效的方法不符合资源节约型社会的需求。
[0003]基于厌氧氨氧化反应的短程硝化
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厌氧氨氧化工艺具有低曝气能耗、节省碳源、经济高效等优点，近年来成为行业研究热点之一。相较于两段式短程硝化
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厌氧氨氧化工艺，一体化的短程硝化
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厌氧氨氧化具有节省占地面积、工艺流程短、操作便捷的优势，但实际应用时，常常难以抑制亚硝酸盐氧化细菌活性，导致短程硝化被破坏，常见的抑制亚硝酸盐氧化细菌活性的措施包括：较高的温度、较低的溶解氧浓度、游离氨(FA)抑制、游离亚硝酸(FNA)抑制。此外，厌氧氨氧化细菌由于世代周期长，难以稳定截留富集，进而影响整体的脱氮性能，用填料来截留细菌可以将水力停留时间与污泥停留时间分离，实现厌氧氨氧化细菌的富集。
[0004]沸石多见于岩浆岩的裂缝中，属于含水硅铝酸盐矿物,呈四面体结构。沸石的优点十分多,具体来说,包括无毒、廉价、可再生等。沸石在污水处理中应用广泛：一方面，由于其粗糙多孔的外表可以用作填料，加速生物质的富集生长，因此可以考虑将沸石用作填料截留富集厌氧氨氧化细菌；另一方面，由于沸石强大的选择吸附性，也有研究利用沸石吸附解吸氨氮的特性维持相对维持稳定的短程硝化性能。将悬浮沸石填料应用于一体化短程硝化
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厌氧氨氧化工艺，沸石在作为填料，富集形成生物膜时的同时，还作为氨氮吸附剂，维持稳定的短程硝化性能，为厌氧氨氧化细菌提供稳定的底物供应，实现一体化短程硝化
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厌氧氨氧化稳定高效的脱氮。

技术实现思路

[0005]本专利技术提出一种利用悬浮沸石填料实现一体化短程硝化
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厌氧氨氧化高效脱氮的装置与方法，利用沸石填料与氨氮吸附剂的双重作用，同时实现短程硝化的稳定维持与厌氧氨氧化细菌的有效富集，在城市污水作为进水的条件下，出水总氮浓度低于15mg/L,实现一体化短程硝化
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厌氧氨氧化的高效脱氮。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案来解决的：
[0007]1.一种利用悬浮沸石填料实现一体化短程硝化
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厌氧氨氧化高效脱氮的装置，其特征在于：包括城市污水水箱(1)、SBR反应器(2)、出水水箱(3)：城市污水水箱(1)设有进水泵(1.1)；SBR反应器(2)设有曝气盘(2.1)、气泵(2.2)、下挡板(2.3)、不锈钢网罩(2.4)、悬浮沸石填料(2.5)、上挡板(2.6)、排水口(2.7)、气体流量计(2.8)、进水口(2.9)、pH/DO测定
仪(2.10)、搅拌杆(2.11)；悬浮沸石填料(2.5)设有聚酯纤维网状球壳(2.5.1)、沸石颗粒(2.5.2)、聚苯乙烯泡沫(2.5.3)；
[0008]实验装置连接：所述城市污水水箱(1)通过进水泵(1.1)与SBR反应器(2)的进水口(2.9)相连；SBR反应器(2)的排水口(2.7)与出水水箱(3)相连。
[0009]2.一种利用悬浮沸石填料实现一体化短程硝化
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厌氧氨氧化高效脱氮的方法，其特征在于，具体启动与运行调控步骤如下：
[0010]2.1)挂膜启动阶段：
[0011]2.1.1)挂膜阶段：SBR反应器接种污泥为全程硝化污泥，污泥浓度保持在3000
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4000mg/L，不主动排泥；在SBR反应器上下挡板间投加悬浮沸石填料，填充比在30
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40％，并在搅拌杆周围安装不锈钢网罩，防止搅拌时损坏悬浮沸石填料。悬浮沸石填料是由3
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4mm直径的沸石颗粒、聚苯乙烯泡沫，两者按照1：2
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1：1的体积比装填进聚酯纤维网状球壳中组成的，聚苯乙烯泡沫确保沸石填料能在反应器内悬浮；以城市污水作为进水，此外视情况额外投加碳酸氢钠补充碱度，碱度以氧化钙计算，保证与氨氮的质量浓度比为2
‑
4，进而维持进水pH在7.5
‑
8.0范围内；进水泵将污水泵入SBR反应器中，进水完成开始厌氧搅拌与好氧曝气交替运行，先是厌氧搅拌1h，接着曝气2h，目的是使悬浮的沸石填料与生物质更充分地接触，如此循环6
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7次后静置沉淀1h后排水结束，排水比为30％；使用气体流量计控制曝气阶段的溶解氧浓度在2
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4mg/L；一天运行一个周期；挂膜培养3
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7天，保证悬浮沸石填料快速的附着形成生物膜；
[0012]2.1.2)短程硝化的启动：以城市污水作为进水，此外视情况额外投加碳酸氢钠补充碱度，碱度以氧化钙计算，保证与氨氮的质量浓度比为2
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4，进而维持进水pH在7.5
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8.0范围内；进水泵将污水泵入SBR反应器中，一个运行周期为6
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9h；进水的同时开始厌氧搅拌60
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120min；厌氧阶段结束后为曝气阶段，打开气泵曝气270
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390min，使用气体流量计控制曝气阶段的溶解氧浓度在0.5
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1.0mg/L，曝气阶段结束后静置沉淀30min后将上清液排入出水水箱，控制排水比为30％。当SBR反应器曝气阶段结束时的亚硝态氮与氨氮的质量浓度比为1
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1.5并保持稳定14天以上，说明短程硝化阶段成功启动；
[0013]2.1.3)厌氧氨氧化的启动：以城市污水作为进水，此外视情况额外投加碳酸氢钠补充碱度，碱度以氧化钙计算，保证与氨氮的质量浓度比为2
‑
4，进而维持进水pH在7.5
‑
8.0范围内；进水泵将污水泵入SBR反应器中，一个运行周期为6
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8h；进水的同时开始厌氧搅拌30
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60min；厌氧阶段结束后为曝气阶段，打开空气泵曝气210
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240min，使用气体流量计控制曝气阶段的溶解氧0.5
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1.0mg/L；曝气结束后缺氧搅拌90
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150min，此阶段富集厌氧氨氧化细菌；缺氧搅拌结束后静置沉淀30min，将上清液排入出水水箱，控制排水比为30％。运行至出水总氮浓度小于15mg/L，氨氮与亚硝态氮的浓度均小于3mg/L并保持稳定14天以上，说明一体化短程硝化
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厌氧氨氧化工艺成功启动；
[0014]2.2)稳定运行阶段：
[0015]以城市污水作为进水，此外视情况额外投加碳酸氢钠补充碱度，碱度以氧化钙计算，保证与氨氮的质量浓度比本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用悬浮沸石填料实现一体化短程硝化
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厌氧氨氧化高效脱氮的装置，其特征在于：包括城市污水水箱(1)、SBR反应器(2)、出水水箱(3)：城市污水水箱(1)设有进水泵(1.1)；SBR反应器(2)设有曝气盘(2.1)、气泵(2.2)、下挡板(2.3)、不锈钢网罩(2.4)、悬浮沸石填料(2.5)、上挡板(2.6)、排水口(2.7)、气体流量计(2.8)、进水口(2.9)、pH/DO测定仪(2.10)、搅拌杆(2.11)；悬浮沸石填料(2.5)设有聚酯纤维网状球壳(2.5.1)、沸石颗粒(2.5.2)、聚苯乙烯泡沫(2.5.3)；所述城市污水水箱(1)通过进水泵(1.1)与SBR反应器(2)的进水口(2.9)相连；SBR反应器(2)的排水口(2.7)与出水水箱(3)相连。2.应用权利要求1所述装置实现一体化短程硝化
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厌氧氨氧化高效脱氮的方法，其特征在于，具体启动与运行调控步骤如下：2.1)挂膜启动阶段：2.1.1)挂膜阶段：SBR反应器接种污泥为全程硝化污泥，污泥浓度保持在3000
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4000mg/L，不主动排泥；在SBR反应器上下挡板间投加悬浮沸石填料，填充比在30
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40％，并在搅拌杆周围安装不锈钢网罩，防止搅拌时损坏悬浮沸石填料；悬浮沸石填料是由3
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4mm直径的沸石颗粒、聚苯乙烯泡沫，两者按照1：2
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1：1的体积比装填进聚酯纤维网状球壳中组成的，聚苯乙烯泡沫确保沸石填料能在反应器内悬浮；以城市污水作为进水，此外视情况额外投加碳酸氢钠补充碱度，碱度以氧化钙计算，保证与氨氮的质量浓度比为2
‑
4，进而维持进水pH在7.5
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8.0范围内；进水泵将污水泵入SBR反应器中，进水完成开始厌氧搅拌与好氧曝气交替运行，先是厌氧搅拌1h，接着曝气2h，如此交替运行6
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7次后静置沉淀1h后排水结束，排水比为30％；使用气体流量计控制曝气阶段的溶解氧浓度在2
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4mg/L；一天运行一个周期；挂膜培养3
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7天，保证悬浮沸石填料快速的附着形成生物膜；2.1.2)短程硝化的启动：以城市污水作为进水，此外视情况额外投加碳酸氢钠补充碱度，碱度以氧化钙计算，保证与氨氮的质量浓度比为2
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4，进而维持进水pH在7.5
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8.0范围内；进...

【专利技术属性】
技术研发人员：王博，王硕，汪文，江潭，马雨晴，李笑迪，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：