一种SHARON-ANAMMOX复合型人工快速渗滤系统及污水处理方法技术方案

本发明专利技术公开了一种SHARON‑ANAMMOX复合型人工快速渗滤系统，依次包括SHARON快渗区和ANAMMOX快渗区；SHARON快渗区内填充有滤料I，滤料I用粗河砂、沸石砂和改性污泥基生物炭混合制成；ANAMMOX快渗区内填充有滤料II和滤料III，滤料II和滤料III交替分布；滤料II采用细河砂；滤料III采用多孔玄武岩纤维填料球；ANAMMOX快渗区的外周浸入集水区内。本发明专利技术具有脱氮、除磷效果好、运行成本低、占地面积小、环境友好度高、适用范围广等优点，为人工快速渗滤系统高效、低耗、环保脱氮提供一条新途径，也为污水治理领域强化脱氮提供一种新工艺。

A composite artificial rapid infiltration system of SHARON-Anammox and its wastewater treatment method

【技术实现步骤摘要】
一种SHARON-ANAMMOX复合型人工快速渗滤系统及污水处理方法
本专利技术涉及水处理
，具体涉及一种SHARON-ANAMMOX复合型人工快速渗滤系统及污水处理方法。
技术介绍
人工快速渗滤系统作为一类新型污水生态处理技术，在中小城镇生活污水、农村分散污水、受污染地表水的处理中具有显著的优势，应用前景广阔。人工快速渗滤系统主要依靠滤料截留、吸附、微生物转化等途径，实现对污水中COD、NH4+-N的去除，运营成本相比活性污泥体系更低。然而，传统的人工快速渗滤系统存在一个较大的缺陷，即其NH4+-N去除效果较好，但是总氮(TN)去除率却仅有30％左右，绝大部分NH4+-N并未能转化成N2，而是被微生物转化为NO3--N后随出水流出系统，导致出水中TN含量依然较高，若直接排放将对水体造成富营养化的威胁。因此，解决人工快速渗滤系统脱氮效率低的问题，对于推进该技术的推广应用具有非常重要的现实意义。究其原因，传统人工快速渗滤系统之所以脱氮效率低，主要是由于：①硝化过程不完全，由于人工快速渗滤系统不提供额外的曝气供氧手段，NH4+-N的氧化效率可能受到不利影响；②反硝化过程不完全，反硝化过程需要良好的缺/厌氧环境，而快速渗滤过程携带进入的氧气无法保证该反应条件，其次，在由上往下的渗滤过程中，污水中碳源逐渐被消耗，不能达到反硝化过程对碳源的需求，导致反硝化不能顺利进行；③污水停留时间短，由于人工快速渗滤系统的水力负荷是传统土壤渗滤系统的5～10倍，污水在滤料体系的停留时间较短，部分NH4+-N、NO3--N不能被良好的吸附在滤料上，容易随水流出。为解决上述问题，投加外源碳源、改善氧环境、改良滤料结构是目前采取的主流措施，但外加碳源不仅会增加运行成本，同时碳源的投加量不易控制，极易造成二次污染，而仅改善氧环境或改良滤料结构并不能解决碳源缺乏这一问题，长期运行效果不佳。采用半硝化-厌氧氨氧化(SHARON-ANAMMOX)用于人工快速渗滤系统，无需外加碳源，可有效解决碳源问题。因此要较好的解决人工快速渗滤系统脱氮效率低的问题，需要有效改善氧环境和改良滤料结构。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：针对人工快速渗滤系统脱氮效率低的问题，本专利技术提供了解决上述问题的一种SHARON-ANAMMOX复合型人工快速渗滤系统，将半硝化-厌氧氨氧化用于人工快速渗滤系统中，通过改进滤料结构，可有效改善氧环境、延长污水停留时间，进一步提高人工快速渗滤系统脱氮效率。本专利技术通过下述技术方案实现：一种SHARON-ANAMMOX复合型人工快速渗滤系统，沿过滤方向上，依次设有SHARON快渗区和ANAMMOX快渗区；所述SHARON快渗区内填充有滤料I，所述滤料I用粗河砂、沸石砂和改性污泥基生物炭混合制成；所述ANAMMOX快渗区内填充有滤料II和滤料III，所述滤料II和滤料III交替分布；滤料II采用细河砂；滤料III采用多孔玄武岩纤维填料球；所述ANAMMOX快渗区的外周浸入集水区内，ANAMMOX快渗区的滤液输出端与集水区连通。进一步地，所述粗河砂、沸石砂、改性污泥基生物炭三者质量配比为(6～8):(1～3):1；且粗河砂、沸石砂、改性污泥基生物炭的粒径分别为0.8mm～1.0mm、0.5mm～0.8mm、0.25mm～0.3mm。进一步地，所述改性污泥基生物炭通过以下方法制备：取好氧池剩余污泥、缺氧池剩余污泥、厌氧池剩余污泥的一种或几种污泥；将污泥经限氧热解、加酸超声改性处理获得改性污泥基生物炭。进一步地，所述细河砂的粒径为0.1mm～0.3mm；所述多孔玄武岩纤维填料球的直径为2cm～5cm，内部填充有长1cm～3cm的玄武岩纤维，填充率为50％～90％。进一步地，所述滤料I在填充入SHARON快渗区内之前采用好氧硝化污泥进行接种；配制好氧硝化污泥混合液用于接种，混合液MLSS为4000mg/L～5000mg/L；所述细河砂在填充入ANAMMOX快渗区之前采用混合污泥进行接种，所述混合污泥由好氧硝化污泥和厌氧氨氧化污泥按照体积比1:(2～5)混合制成；好氧硝化污泥的MLSS为3000mg/L～4000mg/L，厌氧氨氧化污泥的MLSS为4000mg/L～5000mg/L；所述多孔玄武岩纤维填料球在填充入ANAMMOX快渗区之前采用厌氧氨氧化污泥进行接种，厌氧氨氧化污泥的MLSS为5000mg/L～6000mg/L。进一步地，所述SHARON快渗区和ANAMMOX快渗区的高度比为(1～3):1；所述集水区的高度比ANAMMOX快渗区高出2cm～3cm；所述集水区与ANAMMOX快渗区的内径比为(1.5～4):1。进一步地，所述SHARON快渗区的输入端设有过渡层I，过渡层I采用粒径为0.5cm～1.5cm的碎石填充，填充高度为2.5cm～5cm；SHARON快渗区和ANAMMOX快渗区之间设有过渡层II，过渡层II采用粒径为0.1cm～0.3cm的陶粒填充，填充高度为2.5cm～5cm；所述ANAMMOX快渗区与集水区之间设有过渡层III，过渡层III采用粒径为0.1cm～0.3cm的碎石填充，填充高度为2.5cm～5cm。进一步地，还包括布水区和导液管；所述布水区设于SHARON快渗区上方；所述导液管的输出端设于SHARON快渗区内，导液管的输入端用于导入NaCl溶液。一种SHARON-ANAMMOX复合型人工快速渗滤水处理方法，采用上述SHARON-ANAMMOX复合型人工快速渗滤系统处理污水，包括以下步骤：步骤A：向SHARON快渗区布水，采用淹水、落干交替运行的方式布水；步骤B：在落干期间，待落干1h～3h后，向SHARON快渗区导入NaCl溶液；步骤C：循环步骤A和B，直至SHARON快渗区的出水中NH4+-N和NO2--N的质量浓度比为1:1，完成半硝化的启动；步骤D：停止导入NaCl溶液，重复步骤A，SHARON快渗区的出水进入ANAMMOX快渗区后，NH4+-N和NO2--N通过厌氧氨氧化被转化为N2去除。进一步地，所述步骤A中，向SHARON快渗区布水，控制进水水力负荷为0.8m/d～1.5m/d，每天运行2个周期，每个周期布水12h，每个周期采用淹水、落干交替运行的方式布水，淹水、落干时间比为1:(2～4)；所述步骤B中，水力负荷为0.1m/d～0.5m/d，NaCl溶液中，NaCl的质量浓度为0.5％～1.0％。本专利技术具有如下的优点和有益效果：1、本专利技术通过改进滤料结构、优化处理方法，可有效优化脱氮氧环境(为硝化过程提供适当的氧环境，无须增加额外曝气供氧手段，为反硝化过程创造良好的缺/厌氧环境)、利于延长污水停留时间，提高脱氮效率。本专利技术强化脱氮的原理主要基于半硝化-厌氧氨氧化(SHARON-ANAMMOX)，污水首先在SHARON快渗区7的滤料I14内发生半硝化，即污水中约50％的NH4+-N被转化为NO2--N，使得SHARON快渗区7本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SHARON-ANAMMOX复合型人工快速渗滤系统，其特征在于，沿过滤方向上，依次设有SHARON快渗区(7)和ANAMMOX快渗区(9)；/n所述SHARON快渗区(7)内填充有滤料I(14)，所述滤料I(14)用粗河砂、沸石砂和改性污泥基生物炭混合制成；/n所述ANAMMOX快渗区(9)内填充有滤料II(15)和滤料III(16)，所述滤料II(15)和滤料III(16)交替分布；滤料II(15)采用细河砂；滤料III(16)采用多孔玄武岩纤维填料球；/n所述ANAMMOX快渗区(9)的外周浸入集水区(11)内，ANAMMOX快渗区(9)的滤液输出端与集水区(11)连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种SHARON-ANAMMOX复合型人工快速渗滤系统，其特征在于，沿过滤方向上，依次设有SHARON快渗区(7)和ANAMMOX快渗区(9)；
所述SHARON快渗区(7)内填充有滤料I(14)，所述滤料I(14)用粗河砂、沸石砂和改性污泥基生物炭混合制成；
所述ANAMMOX快渗区(9)内填充有滤料II(15)和滤料III(16)，所述滤料II(15)和滤料III(16)交替分布；滤料II(15)采用细河砂；滤料III(16)采用多孔玄武岩纤维填料球；
所述ANAMMOX快渗区(9)的外周浸入集水区(11)内，ANAMMOX快渗区(9)的滤液输出端与集水区(11)连通。


2.根据权利要求1所述的一种SHARON-ANAMMOX复合型人工快速渗滤系统，其特征在于，所述粗河砂、沸石砂、改性污泥基生物炭三者质量配比为(6～8):(1～3):1；且粗河砂、沸石砂、改性污泥基生物炭的粒径分别为0.8mm～1.0mm、0.5mm～0.8mm、0.25mm～0.3mm。


3.根据权利要求1所述的一种SHARON-ANAMMOX复合型人工快速渗滤系统，其特征在于，所述改性污泥基生物炭通过以下方法制备：取好氧池剩余污泥、缺氧池剩余污泥、厌氧池剩余污泥的一种或几种污泥；将污泥经限氧热解、加酸超声改性处理获得改性污泥基生物炭。


4.根据权利要求1所述的一种SHARON-ANAMMOX复合型人工快速渗滤系统，其特征在于，所述细河砂的粒径为0.1mm～0.3mm；所述多孔玄武岩纤维填料球的直径为2cm～5cm，内部填充有长1cm～3cm的玄武岩纤维，填充率为50％～90％。


5.根据权利要求1所述的一种SHARON-ANAMMOX复合型人工快速渗滤系统，其特征在于，所述滤料I(14)在填充入SHARON快渗区(7)内之前采用好氧硝化污泥进行接种；配制好氧硝化污泥混合液用于接种，混合液MLSS为4000mg/L～5000mg/L；
所述细河砂在填充入ANAMMOX快渗区(9)之前采用混合污泥进行接种，所述混合污泥由好氧硝化污泥和厌氧氨氧化污泥按照体积比1:(2～5)混合制成；好氧硝化污泥的MLSS为3000mg/L～4000mg/L，厌氧氨氧化污泥的MLSS为4000mg/L～5000mg/L；所述多孔玄武岩纤维填料球在填充入ANAMMOX快渗区(9)之前采用厌氧氨氧化污泥进行接种，厌氧氨氧化污泥的MLSS为5000mg/L～6000mg/L。


6.根据权利要求1所述的一种SHARON-ANAMMOX复合型人工快速渗滤系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈佼，陆一新，刘佩森，李洋涛，唐丽，胥瑶，
申请(专利权)人：成都工业学院，
类型：发明
国别省市：四川;51