一种基于CANDAN-HAP工艺实现城市污水超深度脱氮与磷同步削减的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于CANDAN

【技术实现步骤摘要】
一种基于CANDAN
‑
HAP工艺实现城市污水超深度脱氮与磷同步削减的方法


[0001]本专利技术涉及一种基于CANDAN
‑
HAP工艺实现城市污水超深度脱氮与磷同步削减的方法，属于城市污水处理


技术介绍

[0002]传统污水处理厂生物脱氮除磷工艺过度依赖于好氧硝化和缺氧反硝化技术、好氧吸磷和厌氧释磷技术，主要存在以下三个问题：首先是由于大量的曝气和外加碳源造成的能源消耗；其次是由于大量剩余污泥的产生导致昂贵的污泥处置费用；最后是有机物氧化引起的资源浪费。且由于日益严格的污水处理厂出水水质标准，二级处理后的出水常常需要进一步的深度处理，导致污水处理的成本进一步升高。当前双碳目标背景下，迫切需要开发一种经济、高效、低碳技术用于城市污水的处理。
[0003]厌氧氨氧化(Anammox)是指在厌氧条件下，厌氧氨氧化菌将亚硝态氮和氨氮直接转化成氮气和少部分的硝态氮。因厌氧氨氧化菌无需碳源和倍增时间长，厌氧氨氧化工艺对比传统硝化反硝化工艺可以节省100％的外加碳源和90％的污泥产量，在节省资源和降低能耗上展现出了强大的潜力。但城市污水中几乎不含亚硝态氮，为了稳定获取亚硝态氮底物，厌氧氨氧化常与短程硝化(Nitritation)和短程反硝化(Denitratation)结合在一起。因短程反硝化工艺不存在短程硝化工艺中对亚硝酸盐氧化菌(NOB)的抑制问题，通过短程反硝化为厌氧氨氧化提供亚硝态氮底物具有更好的稳定性。且将短程反硝化与厌氧氨氧化结合可以突破脱氮效率的限制，理论上可达100％超深度脱氮。另外，短程反硝化工艺在节省曝气量和减少N2O排放量上也比短程硝化工艺更具优势。因此将短程反硝化与厌氧氨氧化耦合构建新型CANDAN(Complete Ammonium and Nitrate removal via Denitratation
‑
Anammox over Nitrite)“砍氮”工艺具有巨大的应用前景。
[0004]城市污水中的磷常常是引起水体富营养化的主要原因之一，但是CANDAN工艺本身并不具备除磷的能力。通过将CANDAN工艺和羟磷灰石(HAP)形成进行耦合(即CANDAN
‑
HAP工艺)，利用污泥碱性发酵上清液驱动CANDAN工艺为短程反硝化提供大量碳源的同时，CANDAN反应过程中产生碱度导致pH上升有利于诱导磷与污泥碱性发酵上清液中大量的钙结合形成羟磷灰石实现城市污水处理过程中除磷的效果。因此在利用污泥碱性发酵上清液驱动CANDAN工艺来处理城市污水的过程中，达到超深度脱氮的同时还可以通过诱导羟磷灰石形成同步实现磷的去除，为城市污水处理过程中实现同步脱氮除磷提供了一种高效节能的创新性途径。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在上述的问题，本专利技术提供一种基于CANDAN
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HAP工艺实现城市污水超深度脱氮与磷同步削减的方法，目的是利用短程反硝化和厌氧氨氧化超深度脱氮，同时通过诱导形成羟磷灰石实现磷同步削减。
[0006]本专利技术提供了一种基于CANDAN
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HAP工艺实现城市污水超深度脱氮与磷同步削减的方法。在该方法中，城市污水首先经过HRAS反应器进行有机物的捕获；出水流入硝化反应器将大部分氨氮氧化成硝态氮；HRAS反应器污泥通过添加氢氧化钠和氢氧化钙的混合碱进行碱性厌氧发酵产碳源；短程反硝化利用发酵上清液中的碳源将硝态氮还原成亚硝态氮，之后和发酵上清液和城市污水中的氨氮一起在厌氧氨氧化的作用下进行总氮削减；同时CANDAN反应过程中产生碱度导致pH上升，诱导磷与发酵上清液中大量的钙结合形成羟磷灰石，实现城市污水处理过程中超深度脱氮和磷同步削减。
[0007]具体地，本专利技术通过以下技术方案来实现：
[0008]一种基于CANDAN
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HAP工艺实现城市污水超深度脱氮与磷同步削减的方法，包括城市污水原水箱(1)、HRAS反应器(2)、沉淀池(3)、硝化反应器(4)、中间水箱(5)、厌氧发酵罐(6)、碳源储罐(7)、第一加药箱(8)、第二加药箱(9)、短程反硝化
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厌氧氨氧化耦合羟磷灰石反应器(10)、出水水箱(11)；HRAS反应器设有进水泵(2
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1)、排水泵(2
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2)、搅拌器(2
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3)、进气泵(2
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4)、转子流量计(2
‑
5)、进泥闸阀(2
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6)、回流进泥口(2
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7)；沉淀池(3)设有排水口(3
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1)、排泥口(3
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2)、排泥泵(3
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3)；硝化反应器(4)设有进水泵(4
‑
1)、排水泵(4
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2)、搅拌器(4
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3)、进气泵(4
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4)、转子流量计(4
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5)；厌氧发酵罐(6)设有加药泵(6
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1)、排水泵(6
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2)、搅拌器(6
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3)；短程反硝化
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厌氧氨氧化耦合羟磷灰石反应器(10)设有第一进水泵(10
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1)、第二进水泵(10
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2)、加药泵(10
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3)、排水泵(10
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4)、搅拌器(10
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5)；
[0009]所述城市污水原水箱(1)通过进水泵(2
‑
1)与HRAS反应器(2)连通；所述HRAS反应器通过排水泵(2
‑
2)与沉淀池(3)连通；所述沉淀池排水口(3
‑
1)通过进水泵(4
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1)与硝化反应器(4)连通，同时沉淀池排泥口(3
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2)通过排泥泵(3
‑
3)与回流进泥口(2
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7)和厌氧发酵罐(6)连通；所述硝化反应器(4)通过排水泵(4
‑
2)与中间水箱(5)连通；所述中间水箱(5)通过第一进水泵(10
‑
1)与CANDAN反应器(10)连通；所述第一加药箱(8)通过加药泵(6
‑
1)与厌氧发酵罐(6)连通；所述厌氧发酵罐(6)通过排水泵(6
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2)与碳源储罐(7)连通；所述碳源储罐(7)通过第二进水泵(10
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2)与CANDAN反应器连通；所述第二加药箱(9)通过加药泵(10
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3)与CANDAN反应器(10)连通；所述CANDAN反应器排水口通过排水泵(10
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4)与出水水箱(11)连通。
[0010]将城市污水泵入HRAS反应器中进行有机物的捕获，控制HRAS反应器溶解氧质量浓度为0.5
‑
2.0mg/L，曝气时间为0.5
‑
2.0h，污泥停留时间为1
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于CANDAN
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HAP工艺实现城市污水超深度脱氮与磷同步削减的系统，其特征在于：包括城市污水原水箱(1)、HRAS反应器(2)、沉淀池(3)、硝化反应器(4)、中间水箱(5)、厌氧发酵罐(6)、碳源储罐(7)、第一加药箱(8)、第二加药箱(9)、短程反硝化
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厌氧氨氧化耦合羟磷灰石反应器(10)、出水水箱(11)；HRAS反应器设有进水泵(2
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1)、排水泵(2
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2)、搅拌器(2
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3)、进气泵(2
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4)、转子流量计(2
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5)、进泥闸阀(2
‑
6)、回流进泥口(2
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7)；沉淀池(3)设有排水口(3
‑
1)、排泥口(3
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2)、排泥泵(3
‑
3)；硝化反应器(4)设有进水泵(4
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1)、排水泵(4
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2)、搅拌器(4
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3)、进气泵(4
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4)、转子流量计(4
‑
5)；厌氧发酵罐(6)设有加药泵(6
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1)、排水泵(6
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2)、搅拌器(6
‑
3)；短程反硝化
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厌氧氨氧化耦合羟磷灰石反应器(10)设有第一进水泵(10
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1)、第二进水泵(10
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2)、加药泵(10
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3)、排水泵(10
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4)、搅拌器(10
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5)；所述城市污水原水箱(1)通过进水泵(2
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1)与HRAS反应器(2)连通；所述HRAS反应器通过排水泵(2
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2)与沉淀池(3)连通；所述沉淀池排水口(3
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1)通过进水泵(4
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1)与硝化反应器(4)连通，同时沉淀池排泥口(3
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2)通过排泥泵(3
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3)与回流进泥口(2
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7)和厌氧发酵罐(6)连通；所述硝化反应器(4)通过排水泵(4
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2)与中间水箱(5)连通；所述中间水箱(5)通过第一进水泵(10
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1)与CANDAN反应器(10)连通；所述第一加药箱(8)通过加药泵(6
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1)与厌氧发酵罐(6)连通；所述厌氧发酵罐(6)通过排水泵(6
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2)与碳源储罐(7)连通；所述碳源储罐(7)通过第二进水泵(10
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2)与CANDAN反应器连通；所述第二加药箱(9)通过加药泵(10
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3)与CANDAN反应器(10)连通；所述CANDAN反应器排水口通过排水泵(10
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4)与出水水箱(11)连通。2.应用如权利要求1所述系统的方法，其特征在于，该方法包括以下过程：将城市污水泵入HRAS反应器中进行有机物的捕获，控制HR...

【专利技术属性】
技术研发人员：操沈彬，方金鑫，杜睿，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：