一种通过气体收集与循环实现自养反硝化强化脱氮的装置与方法，属于城市污水处理与再生领域。该装置主要由气体收集与循环装置，连续流厌氧/好氧/缺氧生化池，沉淀池组成。上述装置连接有PLC控制器。废水进入生化池，在厌氧阶段贮存碳源，在好氧区进行硝化，后置缺氧区利用厌氧阶段贮存的碳源进行内源反硝化。气体收集装置收集格栅，厌氧池，沉淀池等处理构筑物排放的含硫化氢与甲烷臭气，通过集气管通入后置缺氧区，在后置缺氧区利用甲烷和硫化氢等为电子供体发生自养反硝化，强化脱氮。通过上述流程实现自养反硝化强化脱氮，实现深度脱氮效果，无需外加碳源，同时可实现臭气减量，具有节能降耗等特点。节能降耗等特点。节能降耗等特点。
【技术实现步骤摘要】
一种通过气体收集与循环实现自养反硝化强化脱氮的装置与方法
[0001]本专利技术属于城市污水处理与再生领域，具体涉及通过气体收集与循环实现自养反硝化强化连续流厌氧/好氧/缺氧脱氮的装置与方法。
技术介绍
[0002]随着人类经济的快速发展，环境污染日益严重，其中水污染也越来越严重。目前，随着污水排放标准与污水处理厂臭气排放标准的日益严格，节能经济有效的从低C/N比的污水中有效去除氮磷，减少恶臭气体的排放，满足日益严格的质量标准是污水处理厂面临的重要挑战。
[0003]硫自养反硝化的反应机理就是无机化能营养型、光能营养型的硫氧化细菌在缺氧或厌氧条件下利用还原态硫(S0、S2‑
、S2O
32
‑
等)作为电子供体，通过对还原态硫进行氧化获取能量，同时以硝酸盐为电子受体，将其还原为氮气，利用无机碳(如CO
32
‑
、HCO3‑
)合成细胞，从而实现自养反硝化。常作为硫自养反硝化电子供体的有硫磺，含硫化物的矿物、废水和废气。而城市污水处理厂产生的恶臭气体的主要成分为还原性硫化物，来自于格栅，污泥管道，贮泥池，厌氧/缺氧池等，以恶臭气体中的硫化氢作为反硝化电子供体是一种经济安全的方式，同时，恶臭气体中的烃类，含氧有机物也可作为反硝化的电子供体，如实现甲烷氧化与反硝化的协同作用，即反硝化型甲烷厌氧氧化作用(DAMO)。可同时达到恶臭气体脱硫与强化废水脱氮的目的。其中以硫化物为电子供体的自养反硝化和反硝化型甲烷厌氧氧化作用的反应方程式如下：
[0004]5S2‑
+8NO3‑
+8H
+
—5SO
42
‑
+4N2+4H2O
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0005]5CH4+8NO3‑
8H
+
—4N2+14H2O+5CO2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0006]在此基础上提出通过收集污水处理厂的恶臭气体通入缺氧池进行自养反硝化强化脱氮的装置和方法。污水主要在连续流厌氧/好氧/缺氧生化池内通过硝化内源反硝化进行深度氮磷去除；恶臭气体通过集气罩收集格栅，厌氧池，沉淀池等污水处理厂的含硫化氢臭气构筑物的废气，经抽气泵泵入集气管中，通入缺氧池，在后置缺氧区利用甲烷和硫化氢等为电子供体发生自养反硝化，强化连续流厌氧/好氧/缺氧系统缺氧区脱氮效果，进一步减少反硝化过程中的碳源需求，以及降低恶臭气体中硫化氢等污染物浓度。通过以上流程实现强化脱氮的目的，同时充分高效的利用资源。
技术实现思路
[0007]本专利技术的目的在于为低C/N比城市污水脱氮减少恶臭气体排放提供一种通过气体收集与循环实现自养反硝化强化脱氮的装置与方法。该装置中，废水进入连续流厌氧/好氧/缺氧生化池，在厌氧阶段贮存碳源以及反硝化回流污泥中剩余硝态氮，在好氧区进行硝化，后置缺氧区利用厌氧阶段贮存的碳源进行内源反硝化。气体收集装置收集格栅，厌氧池，沉淀池等的含硫化氢臭气，通过集气管通入后置缺氧区，后置缺氧区利用甲烷和硫化氢
等为电子供体发生自养反硝化，强化后置缺氧区的反硝化效果。此专利技术无需外加碳源，且充分利用资源，可实现低C/N城市污水深度脱氮和恶臭气体减量。
[0008]1.一种通过气体收集与循环实现自养反硝化强化脱氮的装置与方法，其特征在于：包括气体收集与循环装置(1)，连续流厌氧/好氧/缺氧生化池(2)，沉淀池(3)以及连接的PLC控制器(4)；
[0009]恶臭气体由气体收集与循环装置(1)分别收集格栅集气罩(1.1)，厌氧池集气罩(1.2)，沉淀池集气罩(1.4)，贮泥池集气罩(1.5)内的气体，并通过抽气泵(1.7)进入集气管(1.6)通入缺氧池(2.3)，缺氧池产生气体进入缺氧池集气罩(1.3)，可通过抽气泵(1.7)进入集气管(1.6)实现气体循环，或通过放空管(1.8)排出，以及通过空气管阀门(1.9)通入好氧池(2.2)；
[0010]污水进入连续流厌氧/好氧/缺氧生化池(2)，依次经过厌氧池(2.1)，好氧池(2.2)和缺氧池(2.3)随后出水，连续流厌氧/好氧/缺氧生化池(2)内设有搅拌器(2.4)、曝气装置(2.5)、变频鼓风机(2.6)；随后出水进入沉淀池(3)，污泥分别通过潜污泵(3.1)回流至厌氧池(2.1)与缺氧池(2.3)剩余污泥排至贮泥池(3.2)；
[0011]PLC控制器(4)由自控箱(4.1)与电脑(4.2)连接，控制自控阀门(4.4)、空气管阀门(1.9)，变频鼓风机(2.6)、抽气泵(1.7)，通过在线检测设备(4.3)检测溶解氧，氨氮，硝氮与总氮浓度。在线检测设备设置在好氧末端、缺氧末端以及出水处。其中好氧末端指以水流前进方向，好氧曝气结束处；缺氧末端指以水流前进方向，缺氧搅拌结束处，
[0012]城市污水在此装置的处理流程为：废水进入连续流厌氧/好氧/缺氧生化池，在厌氧阶段贮存碳源以及反硝化去除回流污泥中的硝态氮，在好氧区进行硝化，后置缺氧区利用厌氧阶段贮存的碳源进行内源反硝化。气体收集装置收集格栅，厌氧池，沉淀池等的含硫化氢臭气，通过集气管通入后置缺氧区，后置缺氧区利用甲烷和硫化氢等为电子供体发生自养反硝化，强化后置缺氧区的反硝化效果。当含硫化氢臭气浓度过量难以在缺氧区去除时，则通入好氧区通过曝气作用氧化硫化氢气体，同时增加好氧区的同步硝化反硝化脱氮贡献。
[0013]本专利技术通过气体收集与循环实现自养反硝化强化脱氮的装置与方法，其特征在于包括以下内容：
[0014](1)连续流厌氧/好氧/缺氧的启动：以市政污水处理厂污泥作为接种污泥，以市政污水为原水；连续流厌氧/好氧/缺氧生化池水力停留时间为12h，其中厌氧池3h，好氧池3h，缺氧池6h；回流至缺氧池的阀门关闭，好氧池的DO为2
‑
3mg/L；待好氧末端氨氮浓度＜5mg/L，并稳定维持5天以上则认为硝化阶段启动成功；进入内源反硝化启动阶段，开启回流至缺氧池的阀门，当出水硝氮与亚硝浓度之和＜5mg/L，回流至缺氧池的污泥量为进水量的50％；当5mg/L≤出水硝氮与亚硝浓度之和≤10mg/L，回流至缺氧池的污泥量为进水量的100％；出水硝氮与亚硝浓度之和＞10mg/L，回流至缺氧池的污泥量为进水量的150％，待出水总氮浓度小于15mg/L，并稳定维持5天以上则认为内源反硝化阶段启动成功；
[0015](2)气体收集与循环装置的启动：格栅集气罩，厌氧池集气罩，沉淀池集气罩，贮泥池集气罩相互连通，收集连通集气罩内的臭气，当连通的集气罩内H2S浓度＞100mg/m3则开启抽气泵将含H2S与CH4的臭气通入缺氧池，当连通的集气罩内H2S浓度≤40mg/m3则停止抽气泵；缺氧池集气罩单独设立，当缺氧集气罩内H2S浓度≤0.03mg/m3，直接排入大气；10mg/
m3＞缺氧池集气罩内H2S浓度＞0.03mg/m3，则将缺氧池的抽气泵开启进行气体循环；缺氧池顶部集气罩内H2S浓度≥10mg/m3，则本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种通过气体收集与循环实现自养反硝化强化脱氮的装置，其特征在于：包括气体收集与循环装置(1)，连续流厌氧/好氧/缺氧生化池(2)，沉淀池(3)以及连接的PLC控制器(4)；恶臭气体由气体收集与循环装置(1)分别收集格栅集气罩(1.1)，厌氧池集气罩(1.2)，沉淀池集气罩(1.4)，贮泥池集气罩(1.5)内的气体，并通过抽气泵(1.7)进入集气管(1.6)通入缺氧池(2.3)，缺氧池产生气体进入缺氧池集气罩(1.3)，可通过抽气泵(1.7)进入集气管(1.6)实现气体循环，或通过放空管(1.8)排出，以及通过空气管阀门(1.9)通入好氧池(2.2)；污水进入连续流厌氧/好氧/缺氧生化池(2)，依次经过厌氧池(2.1)，好氧池(2.2)和缺氧池(2.3)随后出水，连续流厌氧/好氧/缺氧生化池(2)内设有搅拌器(2.4)、曝气装置(2.5)、变频鼓风机(2.6)；随后出水进入沉淀池(3)，污泥分别通过潜污泵(3.1)回流至厌氧池(2.1)与缺氧池(2.3)剩余污泥排至贮泥池(3.2)；PLC控制器(4)由自控箱(4.1)与电脑(4.2)连接，控制自控阀门(4.4)、空气管阀门(1.9)，变频鼓风机(2.6)、抽气泵(1.7)，通过在线检测设备(4.3)检测溶解氧，氨氮，硝氮与总氮浓度。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)连续流厌氧/好氧/缺氧的启动：以市政污水处理厂污泥作为接种污泥，以市政污水为原水；连续流厌氧/好氧/缺氧生化池水力停留时间为12h，其中厌氧池3h，好氧池3h，缺氧池6h；回流至缺氧池的阀门关闭，好氧池的DO为2
‑
3mg/L；待好氧末端氨氮浓度＜5mg/L，并稳定维持5天以上则认为硝化阶段启动成功；进入内源反硝化启动阶段，开启回流至缺氧池的阀门，当出水硝氮与亚硝浓度之和＜5mg/L，回流至缺氧池的污泥量为进水量的50％；当5mg/L≤出水硝氮与亚硝浓度之和≤10mg/L，回流至缺氧池的污泥量为进水量...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭永臻，高歆婕，王诗然，丁静，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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