一种减少强温室气体N制造技术

本发明专利技术公开了一种序批式反应器的运行方法，在保证良好氮、磷去除效果的同时实现强温室气体N

【技术实现步骤摘要】
一种减少强温室气体N2O排放的序批式反应器运行方法
本专利技术主要涉及环保
，具体涉及序批式反应器和污水处理过程中N2O的减排。
技术介绍
污水处理厂在水污染控制和水环境质量改善方面发挥着重要的作用。然而，生物脱氮过程会排放大量强温室气体N2O，可导致平流层产生正辐射强迫和臭氧层破坏，其全球升温潜能值为298。近年来，污水处理厂排放的N2O稳步增长，已成为不容忽视的N2O人为排放源。因此，N2O减排是当前污水处理技术创新面临的迫切任务。序批式厌氧-好氧-缺氧生物脱氮除磷工艺是一种传统的生物脱氮除磷技术。污水进入反应器后，首先进行厌氧搅拌以使微生物分解聚磷，并吸收外碳源合成胞内聚合物聚羟基烷酸酯。随后，在曝气阶段聚磷菌分解胞内聚合物来超量吸收磷酸盐以达到除磷目的，同时硝化菌在好氧段将氨氮氧化为硝氮。最后，在缺氧搅拌阶段反硝化菌将硝态氮还原为氮气排出从而实现脱氮。该工艺稳定且高效，但工艺运行过程中会产生大量N2O。近年来，序批式多级好氧-缺氧脱氮除磷工艺（CN103466795B）充分发挥系统内微生物代谢特性，通过改进传统序批式厌氧-好氧-缺氧工艺的运行模式，为实现N2O减排提供了新思路。然而，进水后未经过厌氧段而直接进行曝气，一方面易导致释磷不完全，因而系统不稳定性增加，另一方面直接曝气也会导致硝化过程N2O的大量产生。为解决上述最新技术仍存在的不足，我们创造性地在好氧段前增设预先沉淀阶段，进水完成后未经严格厌氧，污泥与含有充足外碳源的污水进行预先自然沉淀，既能通过局部微厌氧环境完成释磷，也能缓慢吸收有机物进行储能，并避免了因直接曝气而产生大量N2O。在保证良好的脱氮除磷效果的同时，该技术显著降低了污水处理过程中N2O的排放。本专利技术提出了一种减少N2O排放的序批式反应器运行方法，先后包括进水阶段、预先沉淀释磷及储能阶段、好氧储能吸磷及硝化阶段、缺氧吸磷及反硝化阶段、沉淀阶段、出水阶段及闲置阶段，在保证良好氮、磷去除效果的同时实现强温室气体N2O减排。本专利技术在节省能耗的基础上，实现脱氮除磷和N2O减排，具有重要的理论与实践参考价值。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种减少强温室气体N2O排放的序批式反应器运行方法。取消传统序批式脱氮除磷系统中的厌氧段，并在曝气阶段前增设预先沉淀阶段，保证良好氮磷去除效果的同时减少N2O的排放。本专利技术为污水生物处理过程中N2O的减排提供了新思路。一种减少强温室气体N2O排放的序批式反应器运行方法，在实现良好氮、磷去除效果的基础上实现N2O的减排，其特征在于所述方法先后包括进水阶段、预先沉淀释磷及储能阶段、好氧储能吸磷及硝化阶段、缺氧吸磷及反硝化阶段、沉淀阶段、出水阶段及闲置阶段，装置包括进水阀门（1）、进水管（2）、排泥阀门（3）、排泥管（4）、空气流量计（5）、空气压缩机（6）、出水管（7）、出水阀门（8）、序批式反应器（9）、机械搅拌装置（10），具体包括以下步骤：第一步：进水。打开进水阀门（1），污水经进水管（2）进入序批式反应器（9）内。进水有机负荷为270-320mgCOD/L,氨氮20-40mg/L，总磷8-13mg/L。进水时间5-10min。第二步：预先沉淀。待进水结束后关闭进水阀门（2），沉淀30-60min。第三步：曝气。打开空气压缩机（6）进行曝气，调节流量计（5）控制空气流量为0.5-0.6m3/min。曝气时间为100-150min。第四步：搅拌。关闭空气压缩机（6），打开机械搅拌装置（10）进行搅拌。搅拌速率为70-85r/min，搅拌时间为90-120min。第五步：二次沉淀。关闭机械搅拌装置（10），沉淀30-60min。第六步：出水。打开出水阀门（8），使处理后的污水经出水管（7）排出。排水完成后，打开排泥阀门（3）进行排泥，使污泥浓度保持约为4000mg/L。出水时间5-10min。第七步：闲置。关闭排泥阀门（3），反应器闲置100-200min。本专利技术的创新之处在于：在曝气反应前以预先沉淀替代传统厌氧搅拌以实现局部微厌氧环境，聚磷菌在预先沉淀阶段完成厌氧释磷和部分储能，相比传统厌氧搅拌阶段（>60min），沉淀30-60min能使得好氧段初期剩余更多可利用的外碳源，实现预先沉淀阶段和好氧阶段外碳源的优化配置。由于微生物对外碳源的分解速率高于对内碳源的分解速率，利用更多的外碳源可以使反硝化作用更彻底，从而产生更少的N2O。本专利技术的优势在于：（1）能在保证良好氮、磷去除效果的前提下有效实现N2O减排。（2）操作简单，节约能耗。（3）取消了技术上较难实现的厌氧段，工艺稳定性增强。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1本专利技术反应器示意图。其中：1−进水阀门、2−进水管、3−排泥阀门、4−排泥管、5−空气流量计、6−空气压缩机、7−出水管、8−出水阀门、9−序批式反应器、10−机械搅拌装置。图2反应器出水总磷浓度。图3反应器出水氨氮浓度。图4反应器典型周期内N2O排放速率。具体实施例以下结合具体实施例对本专利技术作进一步描述，但不限制本专利技术的保护范围。实施例：加入1L模拟生活污水至序批式反应器中，进水时间5min，进水完成后，预先沉淀30min。接着进行曝气100min，搅拌90min，二次沉淀30min，出水5min及闲置200min。其中进水水质为：有机负荷约为300mgCOD/L,氨氮约为30mg/L，总磷约为10mg/L。稳定运行后，反应器平均出水氨氮和总磷分别为0.57和1.29mg/L，总氮和总磷的平均去除率分别为82.9%和87.1%。由此可知本专利技术的运行方法具备良好的脱氮除磷效果，且性能稳定。本专利技术在运行过程中经计算其典型周期内N2O的排放系数为3.69%，低于序批式多级好氧-缺氧工艺（CN103466795B）中的4.10%。本专利技术相较厌氧-好氧-缺氧序批式脱氮除磷工艺和序批式多级好氧-缺氧工艺N2O排放减少分别约30.6%和10.0%。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种减少强温室气体N

【技术特征摘要】
1.一种减少强温室气体N2O排放的序批式反应器运行方法，在实现良好氮、磷去除效果的前提下实现N2O的减排，其特征在于所述方法先后包括进水阶段、预先沉淀释磷及储能阶段、好氧储能吸磷及硝化阶段、缺氧吸磷及反硝化阶段、沉淀阶段、出水阶段以及闲置阶段，借助装置包括进水阀门（1）、进水管（2）、排泥阀门（3）、排泥管（4）、空气流量计（5）、空气压缩机（6）、出水管（7）、出水阀门（8）、序批式反应器（9）、机械搅拌装置（10），具体包括以下步骤：第一步：进水，开进水阀门（1），污水经进水管（2）进入序批式反应器（9）内；进水有机负荷为270-320mgCOD/L,氨氮20-40mg/L，总磷8-13mg/L，进水时间5-10min；第...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈洪波，曾龙，张俊丰，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43