AOA工艺实现强化脱氮除磷和N2O减排的污水处理装置与方法制造方法及图纸

技术编号：42789047 阅读：11 留言：0更新日期：2024-09-21 00:46

AOA工艺实现强化脱氮除磷和N<subgt;2</subgt;O减排的污水处理装置与方法，属于污水处理节能降耗与碳中和领域。所述装置主要包括污水原水箱、AOA反应器、沉淀池。污水首先进入AOA反应器，沿水流方向依次经过厌氧区、好氧区和缺氧区。在厌氧区主要进行厌氧释磷和内碳源贮存过程，在好氧区进行硝化和好氧吸磷作用，在缺氧区进行内源反硝化和厌氧氨氧化作用。此外，通过控制溶解氧减少好氧区N<subgt;2</subgt;O的逸散，充分发挥后置缺氧区的碳汇能力，去除好氧区产生的大量溶解态N<subgt;2</subgt;O。此发明专利技术主要是为污水处理低碳脱氮关键技术提供一种全新的解决方案，该技术能够有效减少运行过程中的曝气能耗和药耗、剩余污泥产量以及N<subgt;2</subgt;O排放，具备应用前景。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环境工程污水处理与碳中和领域，特别是涉及aoa工艺实现强化脱氮除磷和n2o减排的污水处理装置与方法。

技术介绍

1、碳中和的提出使得污水处理行业面临由能源密集型行业向绿色低碳行业转化的挑战。同时，严格污水排放标准和提高污水处理率有利于环境保护与水污染防治。因此，必须通过技术创新在降低碳排放和碳消耗的同时达到更严格的标准。

2、厌氧/好氧/缺氧(aoa)工艺是一种新型生物处理工艺，其中微生物在厌氧区可将大部分进水有机物储存在细胞内，并在缺氧区利用细胞内碳源进行内源反硝化实现氮去除。该工艺采用后置反硝化，在碳源充足下理论上能够实现接近100％的氮去除效果。厌氧氨氧化作用是由厌氧氨氧化菌在缺氧条件下，将nh4+与no2-转化为n2，固定co2并产生no3-的生物过程。厌氧氨氧化脱氮过程中不产生n2o，无需曝气与有机碳源，是目前最经济高效的污水脱氮技术。aoa工艺结合厌氧氨氧化技术能有效解决碳源不足带来的废水深度脱氮除磷难，节能降耗难，碳减排难的瓶颈问题。

3、n2o是一种温室气体，其百年全球增温潜能值是二氧化碳的265倍，是甲烷的28倍，是废水处理过程中排放的主要温室气体。目前，人类活动造成的全球n2o排放量的增长率超过了政府间气候变化专门委员会(ipcc)和《巴黎协定》的预测值。1％的n2o排放系数将使污水处理厂的碳足迹增加约30％。因此，当务之急是制定有效的策略来减少n2o的排放。反硝化功能区是污水处理过程中唯一的n2o汇，反硝化微生物群落具有超强的n2o还原能力，其n2o还原能力是其生产能力

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于为低c/n比城市污水、垃圾渗滤液等污水深度脱氮除磷及n2o减排提供一种新型工艺装置与方法。在该装置中，污水首先由原水箱进入aoa反应器的厌氧区进行有机物的去除、释磷过程以及反硝化过程。反硝化菌在厌氧区吸收污水中的有机物，将其转化为phas，gly等内碳源贮存于细胞内。同时反硝化菌利用原水中的有机物去除回流污泥中的no3-和no2-。此外，paos分解体内的poly-p产生能量，并利用这部分能量吸收污水中的有机物，将其转化为内碳源，该过程伴随着po43-的释放。随后进入好氧区进行硝化作用与好氧吸磷作用，去除水中的nh4+与po43-。aob和nob利用溶解氧将污水中的nh4+氧化为no3-和no2-。paos利用先前在厌氧区贮存的细胞内碳源，将细胞外的po43-运输到细胞内重新合成poly-p，此后通过排放剩余污泥的方式，实现aoa系统的磷去除。此外厌氧区剩余部分难以生物利用的cod在好氧区进一步去除。最后进入缺氧区进行内源反硝化、厌氧氨氧化和反硝化除磷作用。硝化过程中产生的no3-、no2-和n2o进入缺氧区，反硝化菌利用厌氧区贮存的内碳源完成反硝化过程，厌氧氨氧化菌以co2为无机碳源，无需曝气与有机碳源在缺氧区实现深度脱氮，且厌氧氨氧化作用不会产生n2o。此外，剩余的po43-可在缺氧区进一步去除，伴随no3-或no2-的还原。此专利技术能够利用厌氧区充分贮存的内碳源通过反硝化作用去除no3-、no2，并充分发挥后置缺氧区的碳汇能力，去除溶解态n2o，无需外加碳源，同时能够节省好氧区的曝气量，具有污染物深度削减、污泥产量低和节碳降耗的优势。

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【技术保护点】

1.AOA工艺实现强化脱氮除磷和N2O减排的污水处理装置，其特征在于：该装置包括污水原水箱(1)，AOA生化反应器(2)，沉淀池(3)；进水泵(1.1)，第一污泥回流泵(1.2)，第二污泥回流泵(1.3)；厌氧区(2.1)，好氧区(2.2)，缺氧区(2.3)，曝气装置(2.4)，搅拌装置(2.5)，pH/DO在线监测系统(2.6)，N2O在线监测系统(2.7)，生物填料(2.8)；污水通过污水原水箱依次经过AOA生化反应器的厌氧区、好氧区和缺氧区，随后通过沉淀池流出；设置总水力停留时间为12-16h，其中厌氧区水力停留时间占20-30％，好氧区水力停留时间占25-40％，缺氧区水力停留时间占35％-50％；污泥一部分通过第一污泥回流泵回流至厌氧区前端，回流比R1控制在80-120％，另一部分通过第二污泥回流泵回流至缺氧区前端，回流比R2控制在80-120％；所述装置在缺氧区末端设置N2O在线监测系统实时监测生化池出水的N2O浓度；生物填料填充比在20-30％。

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：

【技术特征摘要】

1.aoa工艺实现强化脱氮除磷和n2o减排的污水处理装置，其特征在于：该装置包括污水原水箱(1)，aoa生化反应器(2)，沉淀池(3)；进水泵(1.1)，第一污泥回流泵(1.2)，第二污泥回流泵(1.3)；厌氧区(2.1)，好氧区(2.2)，缺氧区(2.3)，曝气装置(2.4)，搅拌装置(2.5)，ph/do在线监测系统(2.6)，n2o在线监测系统(2.7)，生物填料(2.8)；污水通过污水原水箱依次经过aoa生化反应器的厌氧区、好氧区和缺氧区，随后通过沉淀池流出；设...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭永臻，安泽铭，高歆婕，邵柏硕，李夕耀，张琼，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：

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