一种基于PNA连续流IFAS工艺快速提高对高氨氮废水进行深度脱氮的装置与方法制造方法及图纸

一种基于PNA连续流IFAS工艺快速提高对高氨氮废水进行深度脱氮的装置和方法，属于低碳氮比高氨氮废水脱氮生物领域。该装置设有原水箱、IFAS反应器、MBR、沉淀池；原水箱、IFAS反应器在不同阶段分别与沉淀池、MBR依次相连通。所述方法包括以下步骤：稳定运行阶段，IFAS反应器进水，低氧曝气运行和沉淀池出水。波动运行阶段，IFAS持续进水，将沉淀池换为MBR，沉淀出水变为膜出水。新稳态阶段，IFAS持续进水，将MBR重新替换为沉淀池，膜出水重新变为重力沉淀出水。本发明专利技术适用于处理垃圾渗滤液产生的高氨氮废水基于短程硝化耦合厌氧氨氧化的深度脱氮过程，有效富集厌氧氨氧化菌。装置简单，节能降耗优势明显。能降耗优势明显。能降耗优势明显。

【技术实现步骤摘要】
一种基于PNA连续流IFAS工艺快速提高对高氨氮废水进行深度脱氮的装置与方法


[0001]本专利技术涉及一种基于PNA连续流低氧曝气，对高氨氮废水进行深度脱氮的装置与方法，属于低碳氮比高氨氮废水生物脱氮
，适用于处理化工行业和垃圾渗滤液等产生的高氨氮废水的生物脱氮过程。

技术介绍

[0002]近年来，在废水处理领域，城市固体废物产生的垃圾渗滤液，餐厨沼液及化工行业所产生的高氨氮废水对于环境领域所产生的危害是巨大的。高氨氮废水呈现出氨氮污染源多、排放量大、以及排放的浓度逐渐增加等水质特点，使其高效处理成为国际范围内尚未解决的难题之一。采用单一的处理技术往往不能经济高效地处理高氨氮废水，需要将不同特点的工艺联合处理。然而，高氨氮废水的可生物降解的有机物普遍较低，有机碳源的严重缺乏是高氨氮废水脱氮效率无法提高的屏障，而外加有机碳源会大幅度的增加高氨氮废水的脱氮成本。因此，需要提出更为有效、经济的脱氮装置和方法。
[0003]实际中现行的高氨氮废水脱氮工艺，依然基于全程硝化和全程反硝化技术，即先在好氧的条件下将氨氮氧化成硝态氮，然后在缺氧的条件下将硝态氮还原成氮气，以从废水中去除。然而随着废水排放标准愈加严格以及废水处理需求的增加，传统硝化反硝化工艺往往难以满足处理需求。若继续采用传统全程硝化和全程反硝化工艺，不但曝气能耗高，并且外碳源投加量也会大大增加，不经济，同时也不符合面向碳中和发展的高氨氮废液的处理流程。
[0004]然而，厌氧氨氧化菌(ANAMMOX)的发现提供了一种新型的脱氮工艺。厌氧氨氧化技术脱氮技术中，由于厌氧氨氧化菌是自养菌，碳酸盐或二氧化碳是其生长所需的无机碳源，所以氨氮的氧化无需分子态氧的参与，同时亚硝态氮的还原也无需有机碳源，这将大大降低高氨氮废水生物脱氮的运行费用。基于厌氧氨氧化技术，可以在不投加任何化学药品的条件下，降低污水处理厂的运行费用，同时又能够实现氮的高效去除。对低碳氮比高氨氮的高氨氮废水而言，实现厌氧氨氧化脱氮技术是其脱氮的最佳选择，同时也是与其水质特点最为适合的脱氮流程。
[0005]短程硝化耦合厌氧氨氧化一体化工艺是目前最具节能减耗的污水脱氮工艺之一，在实际污水厂也实现良好的应用处理效果。但是，厌氧氨氧化菌是一种化能自养菌，生长环境苛刻，倍增时间长达10
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14天，增长效率低，富集速度慢。因此，如何使厌氧氨氧化菌长时间持留在反应器完成高效富集并提高厌氧氨氧化反应效果对于PNA工艺的推广是至关重要的。
[0006]生物膜法可以通过生物载体，强化微生物的持留和延长功能菌的停留时间，更适合于厌氧氨氧化技术处理高氨氮废水。关于ANAMMOX的持留问题已经研发了众多相关的生物膜工艺。固定生物膜
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活性污泥反应器与短程硝化耦合厌氧氨氧化一体化反应相结合形成的IFAS
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PNA工艺是颇具前景的选择，可以在生物膜、悬浮污泥中分别富集ANAMMOX和AOB，
通过悬浮污泥和生物膜之间良好的协同作用取得了良好的脱氮效果。悬浮污泥携带大量的微生物，填料的加入也促进了生物膜的形成，有利于附着型微生物在有限空间内产生更多的生物量。如何提高系统内部厌氧氨氧化菌的持留量，实现厌氧氨氧化菌的快速富集并提高脱氮能力是目前亟待解决的问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是为了解决上述技术问题，提出一种基于PNA连续流低氧曝气，对高氨氮废水进行深度脱氮的装置与方法。首先稳定运行阶段，接种悬浮污泥并进行一体式短程硝化耦合厌氧氨氧化IFAS反应器持续进水，利用镂空有机玻璃板搭载生物填料，在生物填料表面附着生长厌氧氨氧化菌。在生物填料的层理结构下，形成好氧生物膜，对填料内部的厌氧氨氧化菌形成良好的保护，同时增加了厌氧氨氧化菌的持留时间及提高生长富集。成功启动并稳定运行，进一步提高进水氨氮会出现亚硝积累，意味着一体式短程硝化耦合厌氧氨氧化IFAS反应器脱氮能力无法进一步提高。
[0008]悬浮污泥在泥膜混合系统中的作用愈发受到重视，在波动运行阶段过程通过MBR将悬浮污泥截留，出水方式从重力沉淀出水变为膜出水方式。提高了主反应区的悬浮污泥浓度，为厌氧氨氧化菌的生长富集提供有利条件。MBR使用的目的就是引起悬浮污泥波动，从宏观环境影响生物膜的微生物群落结构变化。在新稳态阶段，将MBR重新换为沉淀池，膜出水改为重力沉淀出水。悬浮污泥浓度恢复到稳定运行阶段，逐渐提高进水总氮浓度，在长期运行过程中，从590.0mg/L增加到2250mg/L，进水总氮负荷从0.6kg N/(m3·
d)增加到3.2kg N/(m3·
d)，显著提高了一体式短程硝化耦合厌氧氨氧化IFAS反应器脱氮能力，最终实现经济高效的高氨氮废水自养脱氮的装置与方法。
[0009]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0010]一种基于PNA连续流IFAS工艺快速提高对高氨氮废水进行深度脱氮的装置，其特征在于：该装置包括原水箱(1)、一体式短程硝化耦合厌氧氨氧化IFAS反应器(2)、MBR(5)、沉淀池(4)。原水箱(1)中间设有第一温控加热装置(6)，原水箱(1)通过第一进水管(7)、第一进水控制阀(8)和第一蠕动泵(9)与一体式短程硝化耦合厌氧氨氧化IFAS反应器(2)的第一格室(11)相连，并通过第一孔洞(33)流经第二格室(13)，直至从第四格室(15)流出。一体式短程硝化耦合厌氧氨氧化IFAS反应器(2)内所用填料为立方体聚氨酯填料(16)，立方体聚氨酯填料(16)以有机玻璃镂空板(35)为固定架，顺水流方向放置在主反应区(36)；主反应区(36)设有第二温控加热装置(10)。阶段一使一体式短程硝化耦合厌氧氨氧化IFAS反应器(2)的出水通过第一出水管(18)、第一排水控制阀(29)、沉淀池进水管(39)和沉淀池(4)相连通。沉淀后的上清液经过第二出水管(31)排出。沉淀池(4)中的污泥通过污泥回流管(25)，第二进水控制阀(22)和污泥回流泵(23)回流到一体式短程硝化耦合厌氧氨氧化IFAS反应器(2)的第一格室(11)。阶段二将第一出水管(18)与沉淀池进水管(39)分开，转而将第一出水管(18)与MBR进水管(41)相连通，将污泥回流管(25)从沉淀池污泥回流出口(40)断开连接到MBR污泥回流管(42)。MBR(5)中的污泥通过污泥回流管(25)和污泥回流泵(23)回流到一体式短程硝化耦合厌氧氨氧化IFAS反应器(2)的第一格室(11)。MBR(5)通过第三出水管(30)，第二排水控制阀(3)与第二蠕动泵(37)将处理后的废液排出。阶段三将一体式短程硝化耦合厌氧氨氧化IFAS反应器(2)的出水通过第一出水管(18)重新和沉淀池进水管
(39)连接，与沉淀池(4)相连通。沉淀后的上清液经过第二出水管(31)排出。沉淀池(4)中的污泥通过污泥回流管(25)和污泥回流泵(23)回流到一体式短程硝化耦合厌氧氨氧化IFAS反应器(2)的第一格室(11)。
[0011]一体式短程硝化耦合厌氧氨氧化IFAS反应器(2)底部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于PNA连续流IFAS工艺快速提高对高氨氮废水进行深度脱氮的装置，其特征在于：包括原水箱(1)、一体式短程硝化耦合厌氧氨氧化IFAS反应器(2)、MBR(5)、沉淀池(4)；原水箱(1)中间设有第一温控加热装置(6)，原水箱(1)通过第一进水管(7)、第一进水控制阀(8)和第一蠕动泵(9)与一体式短程硝化耦合厌氧氨氧化IFAS反应器(2)的第一格室(11)相连，并通过第一孔洞(33)流经第二格室(13)，直至从第四格室(15)流出；一体式短程硝化耦合厌氧氨氧化IFAS反应器(2)内所用填料为立方体聚氨酯填料(16)，立方体聚氨酯填料(16)以有机玻璃镂空板(35)为固定架，顺水流方向放置在主反应区(36)；主反应区(36)设有第二温控加热装置(10)；阶段一使一体式短程硝化耦合厌氧氨氧化IFAS反应器(2)的出水通过第一出水管(18)、第一排水控制阀(29)、沉淀池进水管(39)和沉淀池(4)相连通；沉淀后的上清液经过第二出水管(31)排出；沉淀池(4)中的污泥通过污泥回流管(25)，第二进水控制阀(22)和污泥回流泵(23)回流到一体式短程硝化耦合厌氧氨氧化IFAS反应器(2)的第一格室(11)；阶段二将第一出水管(18)与沉淀池进水管(39)分开，转而将第一出水管(18)与MBR进水管(41)相连通，将污泥回流管(25)从沉淀池污泥回流出口(40)断开连接到MBR污泥回流管(42)；MBR(5)中的污泥通过污泥回流管(25)和污泥回流泵(23)回流到一体式短程硝化耦合厌氧氨氧化IFAS反应器(2)的第一格室(11)；MBR(5)通过第三出水管(30)，第二排水控制阀(3)与第二蠕动泵(37)将处理后的废液排出；阶段三将一体式短程硝化耦合厌氧氨氧化IFAS反应器(2)的出水通过第一出水管(18)重新和沉淀池进水管(39)连接，与沉淀池(4)相连通；沉淀后的上清液经过第二出水管(31)排出；沉淀池(4)中的污泥通过污泥回流管(25)和污泥回流泵(23)回流到一体式短程硝化耦合厌氧氨氧化IFAS反应器(2)的第一格室(11)；一体式短程硝化耦合厌氧氨氧化IFAS反应器(2)底部自左向右设置4个取样监测阀门，第一进水管(7)上设置有第一进水控制阀(8)和第一蠕动泵(9)，第一出水管上设置有第一排水控制阀(29)；一体式短程硝化耦合厌氧氨氧化IFAS反应器(2)分为第一格室(11)、第二格室(13)、第三格室(14)和第四格室(15)，且第一至第四格室为低氧曝气状态，且内部还包括机械搅拌器(12)，pH和DO实时监测装置(17)，pH探头(19)，DO探头(20)，立方体聚氨酯填料(16)，有机玻璃镂空板(35)；在短一体式短程硝化耦合厌氧氨氧化IFAS反应器(2)底部设有微孔曝气盘(28)，曝气泵(21)与微孔曝气盘(28)通过曝气管(24)相连，曝气管(24)上设有气体流量计(27)。2.应用如权利要求1所述装置进行深度脱氮的方法，其特征在于包括以下步骤：稳定运行阶段：接种污水处理厂厌氧氨氧化中试反应器悬浮污泥至连续流一体式短程硝化耦合厌氧氨氧化IFAS反应器(2)，使其MLSS为3000.0～4000.0mg/L；连续流一体式短程硝化耦合厌氧氨氧化IFAS反应器(2)的污泥回流比为200％；试验进水采用配水，通过投加的NH4HCO3和NaHCO3以及微量元素作为原液注入原水箱(1)，投加的NH4HCO3终浓度为2.82g/L和NaHCO3终浓度0.82g/L，以及微量元素中每10...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亮，杨猛琦，李家麟，李朝阳，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：