利用污泥发酵液实现高氨氮废水深度脱氮和污泥减量的方法和装置制造方法及图纸

利用污泥发酵液实现高氨氮废水深度脱氮和污泥减量的方法和装置，属于高氨氮废水生化处理及污泥减量领域。高氨氮废水进入短程硝化/厌氧氨氧化反应器中，在预缺氧段，反硝化菌将硝态氮反硝化生成氮气；在好氧段通过部分短程硝化作用将氨氮部分转化为亚硝态氮；在缺氧段，厌氧氨氧化菌利用剩余氨氮及亚硝态氮反应产生氮气完成脱氮。剩余污泥在厌氧发酵产生含有挥发性脂肪酸的发酵物，将发酵物离心后取上清液置于发酵液储存箱，随后中间水箱中的硝态氮废水及发酵液储存箱中的发酵液进行短程反硝化产生亚硝态氮，厌氧氨氧化菌利用亚硝态氮和发酵液中的氨氮进一步脱氮。本方法在节省曝气及碳源的同时实现了污水深度脱氮与污泥减量化。量化。量化。

【技术实现步骤摘要】
利用污泥发酵液实现高氨氮废水深度脱氮和污泥减量的方法和装置


[0001]本专利技术涉及一种利用污泥发酵液实现高氨氮废水深度脱氮和污泥减量的方法和装置，属于高氨氮废水生化处理及污泥减量
首先通过短程硝化/厌氧氨氧化脱氮，再利用污泥中温碱性发酵罐中产生的挥发性脂肪酸作为短程反硝化/厌氧氨氧化系统的碳源进行深度脱氮的同时实现了污泥减量化。本技术适用于高氨氮废水深度处理及污泥减量化处理。

技术介绍

[0002]近年来，我国经济的飞速发展和工业化程度的提高加剧了受纳水体的污染，我国水资源短缺的形式日益严峻，为了贯彻可持续发展战略并缓解水污染问题，我国对传统污水处理厂提出了更为严格的排放标准。我国多数高氨氮废水存在碳源严重不足的问题，无法满足其脱氮需求，现有污水处理厂常额外投加甲醇、乙醇、葡萄糖及乙酸钠等碳源来满足脱氮需求实现达标排放，而这些方式不仅增加了吨水处理成本，加剧了温室气体的排放，还增加了剩余污泥的产量。
[0003]厌氧氨氧化作为一种自养脱氮技术应运而生，利用氨氮和亚硝态氮在缺氧环境中直接反应生成氮气。该技术相较于传统硝化反硝化具有节省60％曝气量、节省100％碳源和减少90％剩余污泥产量的优势，但该技术需要稳定的亚硝态氮来源。稳定的亚硝态氮可以由短程硝化和短程反硝化来提供，两者各有优劣。
[0004]另外，由于长期的“重水轻泥”，导致我国污泥处置存在污泥产量大且增长迅速、污泥处理率较低以及污泥资源化利用率低的问题，传统污泥处理过程多为填埋和焚烧，其费用几乎占据污水厂建设和运行费用的一半，且常因处理不当而对环境造成更加严重的污染。
[0005]因此，利用短程硝化/厌氧氨氧化串联短程反硝化/厌氧氨氧化满足高氨氮废水的脱氮需求，再利用污泥中温碱性发酵罐中产生的挥发性脂肪酸作为外加碳源，实现系统深度脱氮的同时又实现了污泥减量化及资源化。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种实现高氨氮废水深度脱氮的同时进行污泥减量化及资源化利用的装置和方法。高氨氮废水进入短程硝化/厌氧氨氧化反应器中，在预缺氧段，反硝化菌利用进水中的有机物将上一阶段剩余的硝态氮反硝化生成氮气；在好氧段通过部分短程硝化作用将氨氮部分转化为亚硝态氮；在缺氧段，厌氧氨氧化菌利用剩余氨氮及亚硝态氮反应产生氮气完成脱氮，出水进入中间水箱。生物脱氮系统排出的剩余污泥在污泥中温碱性厌氧发酵罐中厌氧发酵产生含有挥发性脂肪酸的发酵物，将发酵物离心后取上清液置于发酵液储存箱，随后中间水箱中的硝态氮废水及发酵液储存箱中的发酵液一同进入短程反硝化/厌氧氨氧化反应器，利用发酵液提供的碳源进行短程反硝
化产生亚硝态氮，厌氧氨氧化菌利用亚硝态氮和发酵液中的氨氮进一步脱氮，从而在节省曝气能耗及碳源的同时实现了高氨氮废水的深度脱氮与污泥减量化。
[0007]本专利技术是通过以下技术方案来实现的：
[0008]一种利用污泥发酵液实现高氨氮废水深度脱氮和污泥减量装置，其特征在于，包括：进水水箱(1)、短程硝化/厌氧氨氧化反应器(2)、中间水箱(3)、短程反硝化/厌氧氨氧化反应器(4)、出水水箱(5)、污泥中温碱性厌氧发酵罐(6)、发酵液储存箱(7)；
[0009]进水水箱(1)设有进水水箱出水口(1.1)；短程硝化/厌氧氨氧化反应器(2)设有第一进水蠕动泵(2.1)、第一进水口(2.2)、曝气泵(2.3)、气体流量计(2.4)、第一pH/DO实时监测装置(2.5)、第一pH探头(2.6)、第一DO探头(2.7)、第一搅拌器(2.8)、曝气盘(2.9)、第一出水口(2.10)和第一排水阀(2.11)；中间水箱(3) 设有中间水箱进水口(3.1)和中间水箱出水口(3.2)；短程反硝化/厌氧氨氧化反应器(4)设有第二进水蠕动泵(4.1)、第二进水口(4.2)、第二pH/DO实时检测装置(4.3)、第二pH探头(4.4)、第二DO探头(4.5)、第二搅拌器(4.6)、进发酵液口(4.7)、进发酵液蠕动泵(4.8)、第二出水口(4.9)和第二排水阀(4.10)；出水水箱(5)设有出水水箱进水口(5.1)；污泥中温碱性厌氧发酵罐(6)完全密封且缠有加热带通过温度控制装置(6.7)控制温度，外附保温层，并设有排泥口(6.1)、第三pH/DO实时监测装置(6.2)、第三pH探头(6.3)、第三DO探头(6.4)、第三搅拌器(6.5)、进泥加药口(6.6)和温度控制装置(6.7)；
[0010]进水水箱(1)的出水口(1.1)通过第一进水蠕动泵(2.1)与短程硝化/厌氧氨氧化反应器(2)的第一进水口(2.2)相连，空气依次通过曝气泵(2.3)、气体流量计 (2.4)和曝气盘(2.9)打入短程硝化/厌氧氨氧化反应器(2)，并通过第一pH/DO实时监测装置(2.5)监测其pH和DO值；短程硝化/厌氧氨氧化反应器(2)的第一出水口(2.10)通过第一排水阀(2.11)与中间水箱(3)的进水口(3.1)相连；中间水箱 (3)的排水口(3.2)通过第二进水蠕动泵(4.1)与短程反硝化/厌氧氨氧化反应器(4) 的第二进水口(4.2)相连；污泥中温碱性发酵罐(6)的排泥口(6.1)与发酵液储存箱(7)相连；发酵液储存箱(7)通过进发酵液蠕动泵(4.8)与短程反硝化/厌氧氨氧化反应器(4)的进发酵液口(4.7)相连；短程反硝化/厌氧氨氧化反应器(4)的第二出水口(4.9)通过第二排水阀(4.10)与出水水箱(5)的进水口(5.1)相连。
[0011]本专利技术同时提供一种利用污泥发酵液实现高氨氮废水深度脱氮和污泥减量的方法，包括以下步骤：
[0012]1)系统的启动
[0013](1)污泥中温碱性厌氧发酵罐的启动：污泥碱性厌氧发酵反应器为半连续反应器，接种污泥为城市污水处理厂二沉池剩余污泥，污泥浓度为 10000
‑
12000mg/L，污泥停留时间为6
‑
8天，利用温度控制装置控制温度为 35
±
1℃，通过pH在线监测装置控制pH在10
±
0.2；根据反应器的污泥停留时间每天排放发酵混合物并加入等体积新鲜剩余污泥至污泥中温碱性厌氧发酵罐；
[0014](2)短程硝化/厌氧氨氧化反应器的启动：短程硝化/厌氧氨氧化反应器为序批式反应器，接种污泥为短程硝化活性污泥，控制接种后反应器内的污泥浓度为3000
‑
5000mg/L，并通过排泥控制其污泥龄为25
‑
30d；将进水水箱中COD 浓度为120
‑
200mg/L，氨氮浓度为200
‑
400mg/L的高氨氮废水泵入短程硝化/ 厌氧氨氧化反应器中，通过DO实时监测装置控
制DO维持在1
‑
1.5mg/L，反应器的排水比为0.5
‑
0.7，每天运行4
‑
6个周期，每个周期包括进水、曝气搅拌、沉淀、排水和闲置，在上述条件下运行反应器，当其出水中氨氮与亚硝态氮的质量浓度比为1
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用污泥发酵液实现高氨氮废水深度脱氮和污泥减量的装置，其特征在于，包括：进水水箱(1)、短程硝化/厌氧氨氧化反应器(2)、中间水箱(3)、短程反硝化/厌氧氨氧化反应器(4)、出水水箱(5)、污泥中温碱性厌氧发酵罐(6)、发酵液储存箱(7)；进水水箱(1)设有进水水箱出水口(1.1)；短程硝化/厌氧氨氧化反应器(2)设有第一进水蠕动泵(2.1)、第一进水口(2.2)、曝气泵(2.3)、气体流量计(2.4)、第一pH/DO实时监测装置(2.5)、第一pH探头(2.6)、第一DO探头(2.7)、第一搅拌器(2.8)、曝气盘(2.9)、第一出水口(2.10)和第一排水阀(2.11)；中间水箱(3)设有中间水箱进水口(3.1)和中间水箱出水口(3.2)；短程反硝化/厌氧氨氧化反应器(4)设有第二进水蠕动泵(4.1)、第二进水口(4.2)、第二pH/DO实时检测装置(4.3)、第二pH探头(4.4)、第二DO探头(4.5)、第二搅拌器(4.6)、进发酵液口(4.7)、进发酵液蠕动泵(4.8)、第二出水口(4.9)和第二排水阀(4.10)；出水水箱(5)设有出水水箱进水口(5.1)；污泥中温碱性厌氧发酵罐(6)完全密封且缠有加热带通过温度控制装置(6.7)控制温度，外附保温层，并设有排泥口(6.1)、第三pH/DO实时监测装置(6.2)、第三pH探头(6.3)、第三DO探头(6.4)、第三搅拌器(6.5)、进泥加药口(6.6)和温度控制装置(6.7)；进水水箱(1)的出水口(1.1)通过第一进水蠕动泵(2.1)与短程硝化/厌氧氨氧化反应器(2)的第一进水口(2.2)相连，空气依次通过曝气泵(2.3)、气体流量计(2.4)和曝气盘(2.9)打入短程硝化/厌氧氨氧化反应器(2)，并通过第一pH/DO实时监测装置(2.5)监测其pH和DO值；短程硝化/厌氧氨氧化反应器(2)的第一出水口(2.10)通过第一排水阀(2.11)与中间水箱(3)的进水口(3.1)相连；中间水箱(3)的排水口(3.2)通过第二进水蠕动泵(4.1)与短程反硝化/厌氧氨氧化反应器(4)的第二进水口(4.2)相连；污泥中温碱性发酵罐(6)的排泥口(6.1)与发酵液储存箱(7)相连；发酵液储存箱(7)通过进发酵液蠕动泵(4.8)与短程反硝化/厌氧氨氧化反应器(4)的进发酵液口(4.7)相连；短程反硝化/厌氧氨氧化反应器(4)的第二出水口(4.9)通过第二排水阀(4.10)与出水水箱(5)的进水口(5.1)相连。2.应用如权利要求1所述装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)系统的启动(1)污泥中温碱性厌氧发酵罐的启动：污泥碱性厌氧发酵反应器为半连续反应器，接种污泥为城市污水处理厂二沉池剩余污泥，污泥浓度为10000
‑
12000mg/L，污泥停留时间为6
‑
8天，利用温度控制装置控制温度为35
±
1℃，通过pH在线监测装置控制pH在10
±
0.2；根据污泥停留时间每天排放发酵混合物并加入等体积新鲜剩余污泥至污泥中温碱性厌氧发酵罐；(2)短程硝化/厌氧氨氧化反应器的启动：短程硝化/厌氧氨氧化反应器为序批式反应器，接种污泥为短程硝化活性污泥，控制接种后反应器内的污泥浓度为3000
‑
5000mg/L，并通过排泥控制其污泥龄为25
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30d；将进水水箱中COD浓度为120
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200mg/L，氨氮浓度为200
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400mg/L的高氨氮废水泵入短程硝化/厌氧氨氧化反应器中，通过DO实时监测装置控制DO维持在1
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1.5mg/L，反应器的排水比为0.5
‑
0.7，每天运行4
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6个周期，每个周期包括进水、曝气搅拌、沉淀、排水和闲置；在上...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭永臻，郭静雯，李夕耀，宫小斐，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：