一种养猪废水厌氧出水高效脱氮除碳的方法技术

本发明专利技术公开了一种养猪废水厌氧出水高效脱氮除碳的方法，首先利用聚丙烯酰胺和聚合氯化铝在混凝沉淀系统中脱除来水所含悬浮固体；利用厌氧水解池将来水中有机物再次强化转化为有机酸，作为后续异养反硝化的有效碳源，同时降低COD，保证后继亚硝化、厌氧氨氧化与反硝化反应合适的C/N比；利用SNAD系统脱除来水中大部分氨氮、总氮和COD，通过限制反应器曝气量来保证反应器内存在一定浓度游离氨以保持对亚硝酸盐氧化菌的抑制效果，令更多氨氮转化为亚硝酸盐并被最终转化为氮气；最后在短程硫自养反硝化—厌氧氨氧化反应器中维持厌氧环境以确保氨氮不被氧化，并控制硫磺投加量，以达到降低硫磺投加量及节省药剂消耗的目的。到降低硫磺投加量及节省药剂消耗的目的。到降低硫磺投加量及节省药剂消耗的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种养猪废水厌氧出水高效脱氮除碳的方法


[0001]本专利技术涉及畜禽养殖废水处理
，具体涉及一种养猪废水厌氧出水高效脱氮除碳的方法。

技术介绍

[0002]我国的生猪养殖业规模与日俱增，养猪废水排放量不断增加。第二次全国污染源普查公报(2020年6月8日)统计数据指出：2017年全国畜禽规模养殖场水污染物排放量中，化学需氧量(COD)604.83万吨，氨氮7.5万吨，总氮37万吨。养猪废水主要由动物粪便排泄物、尿液、饲料残渣、圈舍冲洗水组成，主要含有氨氮与COD等污染物，可导致水体富营养化，土地污染等环境问题，对人和周围环境造成严重危害，因此对污废水的脱氮技术显得极其重要。
[0003]当前养猪废水处理厂一般与城区距离较远，出水难以接入市政污水管线，这就要求污水经处理应具有较高水质；而传统硝化反硝化工艺存在停留时间长，运行费用极高的难题。在环境治理愈发严厉的当下，如何改进污水处理工艺成为亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在上述问题，本专利技术提供一种养猪废水厌氧出水高效脱氮除碳的方法，目的是保证脱氮除碳效率的稳定，同时降低运行电耗与药剂消耗，使得污水总氮得到高效低耗处理。
[0005]为实现上述目的，本申请提出一种养猪废水厌氧出水高效脱氮除碳的方法，包括混凝沉淀步骤、厌氧水解步骤、同步亚硝化
‑
厌氧氨氧化
‑
反硝化步骤、短程硫自养反硝化
‑
厌氧氨氧化步骤；
[0006]所述混凝沉淀步骤为：投加1～5mg/L的聚合氯化铝(PAC)，以50～200r/min的转速搅拌20～30min，而后投加0.8
‑
1.2mg/L的聚丙烯酰胺(PAM)，以90
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110r/min的转速搅拌20～30min；
[0007]所述厌氧水解步骤为：设置接种污泥的浓度为5000～12000mg/L，功能菌群丰度高于20％，控制溶解氧(DO)在0.1mg/L以下；
[0008]所述同步亚硝化
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厌氧氨氧化
‑
反硝化(SNAD)步骤为：设置接种污泥包含厌氧氨氧化菌(Anammox)、氨氧化菌(AOB)、异养反硝化菌，控制厌氧氨氧化种群丰度不低于3％，载体填料填充比为25％～40％，填料比表面积为550～900m2/m3，混合液挥发性悬浮固体浓度(MLVSS)为3000～5000mg/L，DO控制在0.1～0.5mg/L，温度为30～37℃，游离氨控制在20mg/L以下；
[0009]所述短程硫自养反硝化
‑
厌氧氨氧化(SSuDA)步骤为：设置接种污泥包含Anammox菌、硫自养反硝化菌，以硫磺作为硫源，硫磺与碳酸钠的比例为0.4～0.6:1，根据同步亚硝化
‑
厌氧氨氧化
‑
反硝化步骤出水氨氮为50～100mg/L，硝态氮为150～250mg/L，确定硫磺投加浓度为200～500g/L，所填充载体填充比为20％～30％，填料比表面积为650～750m2/m3，
混合液MLVSS为3000～5000mg/L，温度为33～40℃，DO控制在0.1mg/L以下；最终出水水质NH
4+
‑
N控制为5mg/L以内，总氮浓度TN控制为10mg/L以内，COD浓度控制在150～300mg/L。
[0010]进一步的，上述四个步骤总停留时间为51～136h，混凝沉淀反应停留时间控制为3～4h、厌氧水解反应停留时间控制为12～48h、同步亚硝化
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厌氧氨氧化
‑
反硝化反应停留时间控制为24～48h、短程硫自养反硝化
‑
厌氧氨氧化反应停留时间控制为12～36h，上述时间可以根据具体的应用情况调整。
[0011]进一步的，所述混凝沉淀步骤是在混凝沉淀系统中实施的，所述混凝沉淀系统包括混凝搅拌池、加药池a、加药池b和沉淀池a，所述加药池a中盛放有聚丙烯酰胺(PAM)，所述加药池b中盛放有聚合氯化铝(PAC)，所述PAM、PAC分别通过加药泵a、加药泵b进入混凝搅拌池中，所述混凝搅拌池的出水进入沉淀池a进行泥水分离，泥斗中污泥每日进行清除。
[0012]进一步的，所述厌氧水解步骤是在厌氧水解系统中实施的，所述厌氧水解系统包括进水泵和厌氧水解反应池，沉淀池a的出水通过进水泵送入厌氧水解反应池中，在所述厌氧水解反应池顶部设有出气口和取样口，便于监测和调整。
[0013]进一步的，所述厌氧水解反应池通过控制搅拌速度保证泥层与出水口之间留有安全高度，并在出水口处设有三相分离器，以保证出水澄清。
[0014]更进一步的，所述同步亚硝化
‑
厌氧氨氧化
‑
反硝化步骤在同步系统中实施的，所述同步系统包括SNAD反应池、流量计、曝气泵、沉淀池b和污泥回流泵a，厌氧水解反应池的出水进入SNAD反应池，所述SNAD反应池出水进入沉淀池b进行泥水分离，污泥进入泥斗并通过污泥回流泵a返回至SNAD反应池，所述SNAD反应池下部通过流量计与曝气泵相连。
[0015]更进一步的，所述曝气泵泵入的空气通过流量计完成对流量的调控，以维持SNAD反应池内溶解氧浓度，使得内部微生物处于微曝气的环境下，保证其对大部分总氮的去除；剩余部分氨氮用以维持SNAD反应池内游离氨FA浓度，以此抑制亚硝酸盐氧化菌NOB而不干扰主要菌种，保证总氮的降解效率和反应器内菌种的稳定性。
[0016]更进一步的，所述短程硫自养反硝化
‑
厌氧氨氧化步骤是在短程系统中实施的，所述短程系统包括反应器、沉淀池c、污泥回流泵b、加药池c，沉淀池b的出水进入反应器，所述反应器的出水进入沉淀池c中进行泥水分离，污泥进入泥斗并通过污泥回流泵b返回至反应器；所述加药池c内的硫磺和碳酸钠混合液通过加药泵c调整投加量以控制硝态氮被还原为亚硝态氮而非全部还原为氮气，，然后与沉淀池b出水中的氨氮进行厌氧氨氧化反应，达到深度脱氮、减少药剂消耗的目的。
[0017]更进一步的，在SNAD反应池、反应器顶部均设有排气口和取样口；
[0018]作为更进一步的，所述沉淀池b和沉淀池c内都配有刮泥板，该刮泥板间歇运行，每6小时运行5分钟，保证清除沉淀池壁上污泥的同时，出水仍澄清；所述沉淀池b和沉淀池c的底部坡度设置为50
°
～70
°
，以保证尽可能多的污泥滑入泥斗回流进入SNAD反应池和反应器。
[0019]作为更进一步的，所述加药池c中加水混合后的硫磺和碳酸钠的混合液，含水率为10％～15％；根据SNAD反应池出水所含硝态氮浓度和氨氮浓度进行调整，在保证将所有硝态氮还原为亚硝态氮以及全部氨氮都参与厌氧氨氧化反应的条件下，未参与厌氧氨氧化反应的亚硝态氮被剩余的硫磺还原为氮气，保证装置整体对总氮的高效降解。
[0020]本专利技术采用的以上技术方案，与现有技术相比，具有的优点是：
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种养猪废水厌氧出水高效脱氮除碳的方法，其特征在于，包括混凝沉淀步骤、厌氧水解步骤、同步亚硝化
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厌氧氨氧化
‑
反硝化步骤、短程硫自养反硝化
‑
厌氧氨氧化步骤；所述混凝沉淀步骤为：投加1～5mg/L的聚合氯化铝(PAC)，以50～200r/min的转速搅拌20～30min，而后投加0.8
‑
1.2mg/L的聚丙烯酰胺(PAM)，以90
‑
110r/min的转速搅拌20～30min；所述厌氧水解步骤为：设置接种污泥的浓度为5000～12000mg/L，功能菌群丰度高于20％，控制溶解氧在0.1mg/L以下；所述同步亚硝化
‑
厌氧氨氧化
‑
反硝化步骤为：设置接种污泥包含厌氧氨氧化菌(Anammox)、亚硝化菌(AOB)、异养反硝化菌，控制Anammox菌群丰度不低于3％，载体填料填充比为25％～40％，填料比表面积为550～900m2/m3，混合液挥发性悬浮固体浓度(MLVSS)为3000～5000mg/L，溶解氧控制在0.1～0.5mg/L，温度为30～37℃，游离氨控制在20mg/L以下；所述短程硫自养反硝化
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厌氧氨氧化(简称SSuDA)步骤为：设置接种污泥包含Anammox菌、硫自养反硝化菌，以硫磺作为电子供体，硫磺与碳酸钠的比例为0.4～0.6:1，根据同步亚硝化
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厌氧氨氧化
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反硝化步骤出水氨氮为50～100mg/L，硝态氮为150～250mg/L，确定硫磺投加浓度为200～500mg/L，所填充载体填充比为20％～30％，填料比表面积为650～750m2/m3，混合液MLVSS为3000～5000mg/L，温度为33～40℃，溶解氧控制在0.1mg/L以下；最终出水水质氨氮(NH
4+
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N)浓度控制为5mg/L以下，总氮浓度TN控制为10mg/L以下，COD浓度控制在150～300mg/L。2.根据权利要求1所述一种养猪废水厌氧出水高效脱氮除碳的方法，其特征在于，上述四个步骤总停留时间为51～136h，混凝沉淀反应停留时间控制为3～4h、厌氧水解反应停留时间控制为12～48h、SNAD停留时间控制为24～48h、SSuDA停留时间控制为12～36h。3.根据权利要求1所述一种养猪废水厌氧出水高效脱氮除碳的方法，其特征在于，所述混凝沉淀步骤是在混凝沉淀系统中实施的，所述混凝沉淀系统包括混凝搅拌池、加药池a、加药池b和沉淀池a，所述加药池a中盛放有PAM，所述加药池b中盛放有PAC，所述PAM、PAC分别通过加药泵a、加药泵b进入混凝搅拌池中，所述混凝搅拌池的出水进入沉淀池a进行泥水分离，泥斗中污泥每日进...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐晓晨，罗芮南，靳文尧，杨凤林，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：