一種同步處理高濃度NO<sub>3</sub><sup>-</sup>-N廢水、污泥消化液和城市污水的裝置與方法

文檔序號:10641324
一種同步處理高濃度NO<sub>3</sub><sup>-</sup>-N廢水、污泥消化液和城市污水的裝置與方法
【專利摘要】本發明公開了一種同步處理高濃度NO3??N廢水、污泥消化液和城市污水的裝置與方法。NO3??N廢水和污泥消化液進入第一短程反硝化反應器,利用消化液中有機物和外碳源將NO3??N轉化為NO2??N,含有NH4+?N和NO2??N的出水進入厭氧氨氧化反應器進行脫氮,其含有硝酸鹽氮的出水與城市污水再進入第二短程反硝化反應器,在生活污水中有機碳源下將NO3??N轉化為NO2??N,再回流到厭氧氨氧化反應器與城市污水中NH4+?N同步去除。本發明解決傳統方法單獨處理高濃度NO3??N廢水、污泥消化液和城市污水時存在的脫氮效率低、能耗高、污泥產量大等問題,本發明運行費用低、占地面積小、結構簡單、易于優化控制。
【專利說明】
一種同步處理高濃度NO:T-N廢水、污泥消化液和城市污水的裝置與方法
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種同步處理高濃度N〇r-N廢水、污泥消化液和城市污水的工藝技術, 屬于污水生物處理技術領域。【背景技術】
[0002]在工業生產上(如炸藥、核工業、化肥、金屬洗滌等領域)往往會產生大量的高濃度 no3?n廢水,傳統反硝化工藝處理該類廢水時需要投加大量的藥劑提供有機碳源,大大提高了運行費用,并且產生大量的剩余污泥,進一步增加了處理費用。
[0003]近年來,廣泛應用于高氨氮廢水處理的厭氧氨氧化技術備受關注,它是迄今為止最高效節能的脫氮技術。厭氧氨氧化是指在缺氧條件下能將氨氮和亞硝酸鹽氮轉化為氮氣的過程,其具有無需曝氣和投加有機碳源,脫氮負荷高,污泥產量低等諸多優勢,成為最有前景的新型污水處理工藝的發展方向之一。另一方面,短程反硝化能將N0f-N的還原過程進行到以N0:T-N為終產物的過程,為含N03--N廢水處理提供了新的途徑。特別是對于工業上高濃度N〇3?N廢水,可將其與含有NH4+-N的廢水混合,通過短程反硝化聯合厭氧氨氧化技術進行處理,不僅能夠大大減少外碳源的投加,減少污泥的產生。
[0004]實際污水處理廠進水中大部分為低NH4+-N廢水,即城市污水,同時還會有少量的高 NH4+-N廢水,如污泥消化液。因此,通過短程反硝化聯合厭氧氨氧化工藝,可以將高濃度 NOf-N廢水與污泥消化液和城市污水同步處理,從而在實現高濃度N0f-N工業廢水脫氮的同時,對污泥消化液和城市污水NH/-N和C0D進行了去除,大大降低污水處理過程運行費用, 而且提高了脫氮效率和污水處理率。
【發明內容】

[0005]本發明提出了一種同步處理高濃度NOf-N廢水、污泥消化液和城市污水方法,具體是將高N0f-N廢水和污泥消化液進入短程反硝化反應器,利用消化液中有機物和一定量的外碳源將N03—-N轉化為N02—-N,含有NH/-N和N02—-N的出水進入厭氧氨氧化反應器進行去除, 其含有硝酸鹽氮的出水與城市污水再進入第二短程反硝化反應器,在生活污水中有機碳源下,將NOf-N轉化為MV-N,再回流到厭氧氨氧化反應器與生活污水中氨氮同步去除,從而實現同步處理高濃度N0f-N廢水、污泥消化液和城市生活污水的目的。
[0006]發明的目的是通過以下技術方案來實現的:
[0007]1.—種同步處理高濃度N0f-N廢水、污泥消化液和城市污水的裝置,其特征在于, 包括高濃度N03?N廢水儲備箱1,污泥消化液儲備箱2,外碳源儲備箱3,第一短程反硝化反應器4,第一中間水箱5,厭氧氨氧化反應器6,第二中間水箱7,城市污水儲備箱8,第二短程反硝化反應器9和第三中間水箱10;所述第一短程反硝化反應器4設有第一放空管4.1、第一取樣口 4.2和第一攪拌器4.3;所述厭氧氨氧化反應器6設有第二放空管6.1、第一進水口 6.2、 第二進水口 6.3、第二取樣口 6.4、回流口 6.5、三相分離器6.6、集氣袋6.7和出水口 6.8;所述第二短程反硝化反應器9設有第三放空管9.1、第三取樣口 9.2和第二攪拌器9.3;
[0008] 高濃度N0廠-N廢水儲備箱1通過第一蠕動栗4.4與第一短程反硝化反應器4相連;污泥消化液儲備箱2通過第二蠕動栗4.6與第一短程反硝化反應器4相連;外碳源儲備箱3通過第三蠕動栗4.7與第一短程反硝化反應器4相連;第一短程反硝化反應器4通過第一排水閥 4.5與第一中間水箱5相連;第一中間水箱5通過第四蠕動栗4.2與厭氧氨氧化反應器6第一進水口 6.2相連;第二中間水箱7通過第五蠕動栗6.9與厭氧氨氧化反應器6回流口 6.5相連; 第二中間水箱7通過第六蠕動栗9.5與第二短程反硝化反應器9相連;城市污水儲備箱8通過第七蠕動栗9.6與第二短程反硝化反應器相連9;第二短程反硝化反應器9通過第二排水閥 9.4與第三中間水箱10相連;第三中間水箱10通過第八蠕動栗10.1與厭氧氨氧化反應器6第二進水口 6.3相連。
[0009] 2.利用權利要求1所述裝置進行一種同步處理高濃度N〇3?N廢水、污泥消化液和城市污水的方法,其特征在于,包括以下過程:
[0010]1)分別接種短程反硝化污泥至第一和第二短程反硝化反應器中,接種厭氧氨氧化顆粒污泥至厭氧氨氧化反應器中,控制第一短程反硝化反應器混合液污泥濃度MLSS為3.0 ?5.0g/L,厭氧氨氧化反應器混合液污泥濃度MLSS為15.0?30.0g/L,第二短程反硝化反應器混合液污泥濃度MLSS為1.5?3.0g/L;
[0011] 2)將高濃度N0f-N廢水和污泥消化液進入第一短程反硝化反應器,高濃度MV-N 廢水中N(V-N質量濃度>500mg/L,開啟第三蠕動栗投加外碳源,控制外碳源COD投加量與高 N03_-N廢水進水N03_-N量的質量濃度比為1.0?3.0,缺氧攪拌30?90min后,沉淀10? 60min,開啟第一排水閥將上清液排入第一中間水箱,排水比為50%?70% ;
[0012] 3)開啟第四蠕動栗,將第一中間水箱廢水栗入厭氧氨氧化反應器,開啟第五蠕動栗,將厭氧氨氧化反應器出水回流到第二中間水箱,控制第五蠕動栗流速與第四蠕動栗流速比為1?5;
[0013]4)將第二中間水箱廢水與城市污水同時栗入第二短程反硝化反應器,攪拌5? 30min后,沉淀10?30min,開啟第二排水閥將上清液排入第三中間水箱,第三中間水箱中廢水通過第八蠕動栗回流到厭氧氨氧化反應器;[〇〇14] 接種的短程反硝化污泥在反硝化過程中N0f-N轉化為MV-N的百分比大于80%, 接種的厭氧氨氧化顆粒污泥比氮素去除速率大于〇.lgN/(h ? ? gVSS);
[0015] 控制第一短程反硝化反應器污泥齡在20?50天,控制高濃度N03--N廢水和污泥消化液投加后第一短程反硝化反應器內NOf-WNOr-N+NO^-N)與NH/-N質量濃度比為1.3? 2.0;[〇〇16] 厭氧氨氧化反應器在運行過程中,其溫度為28?35°C ;
[0017]控制第二短程反硝化反應器污泥齡在30?60天,控制第二中間水箱和城市污水添加后第二短程反硝化反應器內N0x^-N(N02_-N+N03_-N)與NH4+-N質量濃度比為1.4?1.8;
[0018]城市污水中有機物C0D與NH4+-N質量濃度比為3.0?8.0。[0〇19]本發明提供的一種同步處理高濃度NOf-N廢水、污泥消化液和城市污水的裝置與方法,具有以下優勢和特點:
[0020]1)相比傳統完全反硝化技術處理高濃度N0f-N廢水,大大降低了藥劑投加費用和污泥處置費用;
[0021]2)相比傳統硝化/反硝化工藝處理污泥消化液和城市污水,無需好氧過程NH4+-N的氧化,節省曝氣能耗;
[0022]3)氮素去除率高,通過調節厭氧氨氧化回流流量,可以不斷降低系統出水氮濃度, 從而實現深度脫氮,出水無需后續處理即可排放;
[0023]4)工藝結構簡單、占地面積小、易于優化控制。【附圖說明】[〇〇24]圖1是一種同步處理高濃度MV-N廢水、污泥消化液和城市污水的流程圖。【具體實施方式】[〇〇25]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明。[〇〇26] 如圖1所示,一種同步處理高濃度N(V_N廢水、污泥消化液和城市污水的裝置,包括高濃度N0f-N廢水儲備箱1,污泥消化液儲備箱2,外碳源儲備箱3,第一短程反硝化反應器4, 第一中間水箱5,厭氧氨氧化反應器6,第二中間水箱7,城市污水儲備箱8,第二短程反硝化反應器9和第三中間水箱10;所述第一短程反硝化反應器4設有第一放空管4.1、第一取樣口 4.2和第一攪拌器4.3;所述厭氧氨氧化反應器6設有第二放空管6.1、第一進水口 6.2、第二進水口 6.3、第二取樣口 6.4、回流口 6.5、三相分離器6.6、集氣袋6.7和出水口 6.8;所述第二短程反硝化反應器9設有第三放空管9.1、第三取樣口 9.2和第二攪拌器9.3;[〇〇27]高濃度N0f-N廢水儲備箱1通過第一蠕動栗4.4與第一短程反硝化反應器4相連;污泥消化液儲備箱2通過第二蠕動栗4.6與第一短程反硝化反應器4相連;外碳源儲備箱3通過第三蠕動栗4.7與第一短程反硝化反應器4相連;第一短程反硝化反應器4通過第一排水閥 4.5與第一中間水箱5相連;第一中間水箱5通過第四蠕動栗4.2與厭氧氨氧化反應器6第一進水口 6.2相連;第二中間水箱7通過第五蠕動栗6.9與厭氧氨氧化反應器6回流口 6.5相連; 第二中間水箱7通過第六蠕動栗9.5與第二短程反硝化反應器9相連;城市污水儲備箱8通過第七蠕動栗9.6與第二短程反硝化反應器相連9;第二短程反硝化反應器9通過第二排水閥 9.4與第三中間水箱10相連;第三中間水箱10通過第八蠕動栗10.1與厭氧氨氧化反應器6第二進水口 6.3相連。[〇〇28] 本實施例中具體試驗用水為:模擬高濃度N03—-N廢水(N03—-N=1000mg/L)、模擬污泥消化液(C0D = 400mg/L,NH4+-N = 600mg/L)和實際生活污水(C0D = 220 ?340mg/L,NH4+-N =50?70mg/L)。試驗外碳源儲備箱中有機物為乙酸鈉,試驗第一短程反硝化SBR反應器有效容積為10L,每周期4h,每天6周期,每周期分別進入高濃度N0f-N廢水3.0L和污泥消化液 3.0L,排水比為60% ;厭氧氨氧化UASB反應器有效容積為4L,反應溫度為30°C ;第二短程反硝化SBR反應器有效容積為10L,每周期lh,每天24周期,每周期進入第二中間水箱廢水6L和生活污水1L。[〇〇29] 具體操作過程如下:[〇〇3〇]1)分別接種N(V-N轉化為MV-N的百分比為85 %的短程反硝化污泥和氮素去除速率為0.15gN/(h ? ? gVSS)的厭氧氨氧化顆粒污泥至相應的反應器中,第一短程反硝化反應器混合液污泥濃度MLSS為4.0g/L,厭氧氨氧化反應器混合液污泥濃度MLSS為22.0g/L,第二短程反硝化反應器混合液污泥濃度MLSS為2.0g/L;
[0031]2)將3L高N03--N廢水和3L污泥消化液進入第一短程反硝化反應器,然后開啟第三蠕動栗投加7.2g碳源儲備液,缺氧攪拌60min后,沉淀30min,開啟第一排水閥將上清液排入第一中間水箱,排水體積6L;[〇〇32]3)開啟第四蠕動栗,以1.5L/h的流速將第一中間水箱廢水栗入厭氧氨氧化反應器,開啟第五蠕動栗,將厭氧氨氧化反應器出水以6.0L/h的流速回流到第二中間水箱;
[0033]4)將第二中間水箱廢水與城市污水同時栗入第二短程反硝化反應器,攪拌8min后,沉淀20min,開啟第二排水閥將上清液排入第三中間水箱,然后通過第八蠕動栗以7.0L/ h的流速回流到厭氧氨氧化反應器。[〇〇34]連續試驗結果表明:[〇〇35]在第一短程反硝化反應器污泥齡為30天,第二短程反硝化反應器污泥齡為50天,穩定運行4個月的結果表明:N03--N的去除率大于98.5%,NH4+-N去除率大于99.1 %,系統出水N〇3—小于15mg/L,NH4+-N小于5mg/L,總氮濃度小于20mg/L,實現了同步處理高N〇3—廢水、污泥消化液和城市污水的目的。
【主權項】
1.一種同步處理高濃度NOf-N廢水、污泥消化液和城市污水的裝置,其特征在于,包括 高濃度NOf-N廢水儲備箱(1),污泥消化液儲備箱(2),外碳源儲備箱(3),第一短程反硝化反 應器(4),第一中間水箱(5),厭氧氨氧化反應器(6),第二中間水箱(7),城市污水儲備箱 (8),第二短程反硝化反應器(9)和第三中間水箱(10);所述第一短程反硝化反應器(4)設有 第一放空管(4.1)、第一取樣口(4.2)和第一攪拌器(4.3);所述厭氧氨氧化反應器(6)設有 第二放空管(6.1)、第一進水口(6.2)、第二進水口(6.3)、第二取樣口(6.4)、回流口(6.5)、 三相分離器(6.6)、集氣袋(6.7)和出水口( 6.8);所述第二短程反硝化反應器(9)設有第三 放空管(9.1)、第三取樣口(9.2)和第二攪拌器(9.3);高濃度NOf-N廢水儲備箱(1)通過第一蠕動栗(4.4)與第一短程反硝化反應器(4)相連; 污泥消化液儲備箱(2)通過第二蠕動栗(4.6)與第一短程反硝化反應器(4)相連;外碳源儲 備箱(3)通過第三蠕動栗(4.7)與第一短程反硝化反應器(4)相連;第一短程反硝化反應器 (4)通過第一排水閥(4.5)與第一中間水箱(5)相連;第一中間水箱(5)通過第四蠕動栗(4.2)與厭氧氨氧化反應器(6)第一進水口(6.2)相連;第二中間水箱(7)通過第五蠕動栗 (6.9)與厭氧氨氧化反應器(6)回流口(6.5)相連;第二中間水箱(7)通過第六蠕動栗(9.5) 與第二短程反硝化反應器(9)相連;城市污水儲備箱(8)通過第七蠕動栗(9.6)與第二短程 反硝化反應器相連(9);第二短程反硝化反應器(9)通過第二排水閥(9.4)與第三中間水箱 (10)相連;第三中間水箱(10)通過第八蠕動栗(10.1)與厭氧氨氧化反應器(6)第二進水口(6.3)相連。2.利用權利要求1所述裝置進行一種同步處理高濃度N03?N廢水、污泥消化液和城市污 水的方法,其特征在于,包括以下過程:1)分別接種短程反硝化污泥至第一和第二短程反硝化反應器中,接種厭氧氨氧化顆粒 污泥至厭氧氨氧化反應器中,控制第一短程反硝化反應器混合液污泥濃度MLSS為3.0? 5.0g/L,厭氧氨氧化反應器混合液污泥濃度MLSS為15.0?30.0g/L,第二短程反硝化反應器 混合液污泥濃度MLSS為1.5?3.0g/L;2)將高濃度NOf-N廢水和污泥消化液進入第一短程反硝化反應器,高濃度NO廠-N廢水中 NOf-N質量濃度>500mg/L,開啟第三蠕動栗投加外碳源,控制外碳源COD投加量與高MV-N 廢水進水N03—-N量的質量濃度比為1.0?3.0,缺氧攪拌30?90min后,沉淀10?60min,開啟 第一排水閥將上清液排入第一中間水箱,排水比為50 %?70 % ;3)開啟第四蠕動栗,將第一中間水箱廢水栗入厭氧氨氧化反應器,開啟第五蠕動栗,將 厭氧氨氧化反應器出水回流到第二中間水箱,控制第五蠕動栗流速與第四蠕動栗流速比為 1?5;4)將第二中間水箱廢水與城市污水同時栗入第二短程反硝化反應器,攪拌5?30min 后,沉淀10?30min,開啟第二排水閥將上清液排入第三中間水箱,第三中間水箱中廢水通 過第八蠕動栗回流到厭氧氨氧化反應器;接種的短程反硝化污泥在反硝化過程中N(V-N轉化為NOf-N的百分比大于80%,接種的 厭氧氨氧化顆粒污泥比氮素去除速率大于0.1gN/(h ? gVSS);控制第一短程反硝化反應器污泥齡在20?50天,控制高濃度NOf-N廢水和污泥消化液 投加后第一短程反硝化反應器內NOx—-N與NH/-N質量濃度比為1.3?2.0;N0x—-N為N02—-N+N〇3—-N;厭氧氨氧化反應器在運行過程中,其溫度為28?35 °C ;控制第二短程反硝化反應器污泥齡在30?60天,控制第二中間水箱和城市污水添加后 第二短程反硝化反應器內NOx?N與NH/-N質量濃度比為1.4?1.8;勵T-N為NO:T-N+N〇r-N; 城市污水中有機物COD與NH/-N質量濃度比為3.0?8.0。
【文檔編號】C02F101/16GK106006956SQ201610540138
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月10日
【發明人】彭永臻, 杜睿, 操沈彬, 牛萌
【申請人】北京工業大學
再多了解一些
網友詢問留言 已有0條留言
  • 還沒有人留言評論。精彩留言會獲得點贊!
1
广西快3一定牛走势图