一种高效脱氮污水处理工艺与应用制造技术

本发明专利技术公开了一种高效脱氮污水处理工艺与应用，属于污水处理领域，采用由聚乙烯悬浮填料和聚氨酯海绵填料混合得到的混合填料作为污泥载体，其包括如下步骤：(1)接种亚硝化絮体污泥，持续闷曝24

【技术实现步骤摘要】
一种高效脱氮污水处理工艺与应用


[0001]本专利技术涉及一种高效脱氮污水处理工艺与应用，属于环境工程污水处理


技术介绍

[0002]近几年发布的《中国环境状况公报》有关数据表明，氨氮仍是我国水体污染的主要指标，是水体修复的重点对象之一。氨氮废水大部分来自于工业生产(石油炼化厂、味精厂等)污水处理厂污泥浓缩及脱水间、养殖场以及垃圾填埋场等。水体中氮素富集是引起富营养化的主要原因之一，水体富营养化则会引起藻类以及浮游植物等过度生长，诱发水华、赤潮等，而藻类以及浮游植物的代谢产物(如藻毒素)也存在致毒性。氨能降低生物细胞内血红蛋白结合氧的能力，进而致使水体中鱼类等水生生物因缺氧而死亡。
[0003]目前我国颁布了更严格的城镇污水排放标准(GB18918
‑
2002)，相比以前城市污水处理厂出水氮元素的浓度有了更严格的要求，其中规定出水氨氮浓度低于5mg/L、总氮浓度低于15mg/L。随着环保要求的提高以及对水质要求的重视，在不久的将来，氮的排放标准将更加严格。
[0004]现在大部分污水处理厂所使用的污水脱氮技术是传统的AAO工艺。该工艺具有聚磷菌与反硝化细菌的碳源竞争、有机物对硝化细菌的抑制作用、曝气能耗高等诸多弊端。虽改良AAO、倒置AAO、UCT等许多工艺应运而生，但都没摆脱硝化
‑
反硝化的固定过程。很多污水处理厂会采用加大曝气量方法试图使出水氨氮达标，但是此种方法并无法保证氨氮去除效果，而且还会造成能源的浪费。
[0005]基于厌氧氨氧化的单级自养脱氮工艺(S
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PNA)一种完全的自养过程，先由氨氧化细菌(ammonia oxidizing bacteria，AOB)将约55％NH
4+
‑
N氧化成NO2‑
‑
N；之后厌氧氨氧化细菌(anaerobic ammonia oxidizing bacteria，AnAOB)以NO2‑
‑
N为电子受体，与剩余的NH
4+
‑
N反应生成N2。总反应方程式为：
[0006][0007]与传统生物脱氮工艺相比，基于厌氧氨氧化的单级自养脱氮工艺可节省55
‑
60％的曝气能耗，45％的碱度消耗和100％的反硝化碳源，从而大幅降低了污水处理的成本与能耗。厌氧氨氧化工艺被认为是构建未来新型污水处理厂最为合适的主流脱氮工艺。然而传统的单级自养脱氮工艺脱氮效果较差，出水水质难以稳定达到城镇污水氨氮指标一级排放标准。

技术实现思路

[0008]针对上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]本专利技术的第一目的在于提供一种高效脱氮污水处理工艺，是基于单级自养脱氮工艺，采用单组式双层组合载体升流式反应系统处理含氮污水；
[0010]所述单组式双层组合载体升流式反应系统内设置有上下两层的填料区，所述填料
区的上下两层中均设置有混合填料；所述混合填料由聚乙烯悬浮填料和聚氨酯海绵填料混合得到；
[0011]所述高效脱氮污水处理工艺包括如下步骤：
[0012](1)在单组式双层组合载体升流式反应系统的填料区下层中接种亚硝化絮体污泥，采用快速排泥挂膜法，持续闷曝24
‑
48h，直至出水氨氮去除率稳定；在此过程中，氨氮主要通过亚硝化絮体污泥的硝化作用和填料的选择性离子吸附作用去除；
[0013](2)采用限氧曝气，维持填料区上的层溶解氧浓度在0.3～0.6mg/L，控制单组式双层组合载体升流式反应系统内水温在30～35℃之间；测定进出水氨氮及亚硝氮浓度，直至氨氮转化率维持在50～55％之间；此时接种污泥具有良好的亚硝化性能；通过控制溶解氧、温度等反应条件有效地实现亚硝化，在富集AOB的同时，抑制NOB(亚硝酸盐氧化菌)的生长增值，提高NO2‑
‑
N的积累；
[0014](3)向填料区上层投加厌氧氨氧化颗粒污泥，为了进一步抑制NOB的生长繁殖，曝气方式改为间歇曝气，曝气12min/停曝18min，内回流比1.5～10；填料区上层的溶解氧浓度控制在0.1～0.2mg/L之间，水温在30～35℃之间，水力停留时间为18h；
[0015](4)采用气反冲
‑
气水反冲
‑
水反冲方式进行反冲洗：气反洗时间2min，强度8L/(s
·
m2)
‑1；气水联合反冲时间4min，气强度6L/(s
·
m2)
‑1，水强度4L/(s
·
m2)
‑1；水反冲时间2min，强度10L/(s
·
m2)
‑1；随着工艺运行，反应装置内会积累少量的NO3‑
‑
N，反冲洗可以有效地将NOB淘洗出系统，而对AOB、AnAOB的影响较小，还可恢复滤床空隙率，更新生物膜，有利于反应装置脱氮性能的提高；
[0016](5)按照步骤(1)～(4)，将单组式双层组合载体升流式反应系统成功启动后，通过调节内回流比，控制反应器内溶解氧为0.04mg/L，不设温度控制，缩短水力停留时间至7h，连续运行反应器。
[0017]作为本专利技术的一种实施方式，所述含氮污水为水温为10～26℃，氨氮浓度为30
‑
90mg/L的生活污水，经所述高效脱氮污水处理工艺处理后，稳定有效脱氮，出水水质达到城镇污水氨氮指标一级排放标准。
[0018]作为本专利技术的一种实施方式，步骤(5)具体为：按照步骤(1)～(4)，将单组式双层组合载体升流式反应系统成功启动后，监测反应器在低氨氮浓度下的脱氮性能；待脱氮性能稳定后，再降低水温，监测单组式双层组合载体升流式反应系统在常温下的脱氮性能；根据运行情况，调节内回流比，同时利用反冲洗及提高进水负荷的方式，恢复与维持高效脱氮性能。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
[0020](1)本专利技术方法利用单级自养脱氮工艺处理城市生活污水，反应装置中所添加的聚氨酯海绵填料是以特定水溶性树脂采用交联反应而得到的多孔性弹性体，孔隙率在70％左右，其分子结构中具有亲水性而具备强烈的吸水能力；聚乙烯悬浮填料呈环状结构，孔隙率在90％左右；双层填料可以为AOB和AnAOB的生长增殖提供载体，起到很好的固持作用，同时也起到固液分离、过滤截流的功能；内循环低氧曝气不利于NOB的生长且反冲洗也能有效地将NOB洗脱出系统，两者结合控制可以避免NO3‑
‑
N的积累，反冲洗后系统能快速恢复并稳定运行；
[0021](2)随着工艺运行，反应装置内会积累少量的NO3‑
‑
N，反冲洗可以有效地将NOB淘洗
出系统，而对AOB、AnAOB的影响较小，还可恢复滤床空隙率，更新生物膜，有利于反应装置脱氮性能的提高。
[0022](3)本专利技术装置及方法能够最大限度降低污水中氨氮含量，当进水氨氮为45
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效脱氮污水处理工艺，其特征在于，是基于单级自养脱氮工艺，采用单组式双层组合载体升流式反应系统处理含氮污水；所述单组式双层组合载体升流式反应系统内设置有上下两层的填料区，所述填料区的上下两层中均设置有混合填料；所述混合填料由聚乙烯悬浮填料和聚氨酯海绵填料混合得到；所述高效脱氮污水处理工艺包括如下步骤：(1)在单组式双层组合载体升流式反应系统的填料区下层中接种亚硝化絮体污泥，采用快速排泥挂膜法，持续闷曝24
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48h，直至出水氨氮去除率稳定；(2)采用限氧曝气，维持填料区上层的溶解氧浓度在0.3～0.6mg/L，控制单组式双层组合载体升流式反应系统内水温在30～35℃之间；测定进出水氨氮及亚硝氮浓度，直至氨氮转化率维持在50～55％之间；(3)向填料区上层投加厌氧氨氧化颗粒污泥，曝气方式改为间歇曝气，曝气12min/停曝18min，内回流比1.5～10；填料区上层的溶解氧浓度控制在0.1～0.2mg/L之间，水温在30～35℃之间，水力停留时间为18h；(4)采用气反冲
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气水反冲
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水反冲方式进行反冲洗：气反洗时间2min，强度8L/(s
·
m2)
‑1；气水联合反冲时间4min，气强度6L/...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雪峰，周艳，缪恒锋，
申请(专利权)人：南通润泽环境工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：