一种低碳氮比亚硝化的污水处理装置及其方法

摘要

本发明公开了一种低碳氮比亚硝化的污水处理装置及其方法。它包括调节池、污水提升泵、第一低氧池、好氧池、第二低氧池、穿孔管曝气、可提升曝气管、二沉池、污泥泵、潜水搅拌机、蒸汽管和鼓风机。污水进入调节池，通过提升泵进入好氧池，好氧池内对污水需进行曝气和加热，同时二沉池中的回流污泥同步进入好氧池；污水通过好氧池底部出水口进入两个低氧池，两个低氧池内对污水需进行间歇曝气，并设潜水搅拌机进行搅拌；污水经过两个低氧池出水进入二沉池进行固液分离，其中部分污泥通过污泥泵回流至好氧池，剩余污泥去进行污泥处理。本发明具有低DO、无需外加碳源、亚硝化效率高、结构简单、占地小投资省、运行成本低、能连续与间歇运行的优点。

权利要求

1.一种低碳氮比亚硝化的污水处理装置，其特征在于包括调节池(1)、污水提升泵(2)、第一低氧池(3)、好氧池(4)、第二低氧池(5)、穿孔管曝气(6)、可提升曝气管(7)、二沉池(8)、污泥泵(9)、潜水搅拌机(10)、蒸汽管(11)和鼓风机(12)；调节池(1)、污水提升泵(2)、好氧池(4)顺次连接，好氧池(4)进水口设有蒸汽管(11)，好氧池(4)底部设有可提升曝气管(7)和出水口，好氧池(4)两侧设有第一低氧池(3)和第二低氧池(5)，第一低氧池(3)和第二低氧池(5)底部分别设有穿孔管曝气(6)，可提升曝气管(7)和穿孔管曝气(6)与鼓风机(12)连接，第一低氧池(3)和第二低氧池(5)分别设有潜水搅拌机(10)，第一低氧池(3)和第二低氧池(5)上端分别设出水口，并与二沉池(8)、污泥泵(9)、好氧池(4)底部顺次连接。

2.一种使用如权利要求1所述装置的低碳氮比亚硝化的污水处理方法，其特征在于污水进入调节池(1)，通过污水提升泵(2)进入好氧池(4)，鼓风机(12)产生的压缩空气经可提升曝气管(7)对污水进行曝气，调节鼓风机(12)风量来控制溶解氧在1～2mg/L；二沉池(8)中的回流污泥同步进入好氧池(4)；在好氧池(4)进水口设有蒸汽管(11)，对污水进行加热，控制水温在28～35℃，pH7.6～8.5条件下进行亚硝化反应；污水通过好氧池(4)底部出水口进入第一低氧池(3)和第二低氧池(5)，两个低氧池内布置有穿孔管曝气(6)进行间歇曝气，并设潜水搅拌机(10)进行搅拌，以便控制溶解氧为0.8～1.0mg/L，好氧池(4)和低氧池的体积比为：1∶10～20；污水经过第一低氧池(3)和第二低氧池(5)出水进入二沉池(8)进行固液分离，其中部分污泥通过污泥泵(9)回流至好氧池(4)，好氧池(4)污泥浓度控制在2000～4000mg/l，剩余污泥去进行污泥处理。

3.根据权利要求2所述的一种低碳氮比亚硝化的污水处理方法，其特征在于所述的从好氧池(4)到第一低氧池(3)和第二低氧池(5)的污水采用连续进水。

4.根据权利要求2所述的一种低碳氮比亚硝化的污水处理方法，其特征在于：所述的好氧池(4)污水加热采用二次蒸汽加热。

说明书

一种低碳氮比亚硝化的污水处理装置及其方法

技术领域

[0001] 本发明涉及环境保护技术领域，尤其涉及一种低碳氮比亚硝化的污水处理装置及其方法。

背景技术

[0002] 对于低碳氮比高氨氮的污水，传统的生物脱氮工艺一般是包括将氨氮氧化成NO2-、- - -NO3 的硝化和将NO2、NO3 还原至N2的反硝化二个阶段；但硝化阶段溶解氧一般为3~6mg/l，曝气耗能高，并且易消耗碱度；反硝化阶段则需有机碳源，否则脱氮不完全；对医药、化工、化肥、制革、垃圾渗滤液、畜禽养殖等低碳氮比高氨氮类废水，则需添加甲醇、淀粉等碳源进行反硝化。为解决补加碳源问题，有效克服了传统硝化- 反硝化工艺需要以有机物作为电子供体支持反硝化的问题。CANON工艺(Completely Autotrophic N-removal Over Nitrite,通过亚硝酸途径的完全自养生物脱氮)是在一个反应器中同时进行短程硝化和厌氧氨氧化(Anaerobic Ammonia Oxidation,ANAMMOX)过程。在微氧条件下,亚硝酸菌将氨氮部分氧化成亚硝酸,消耗氧化创造ANAMMOX过程所需的厌氧环境;产生的亚硝酸与部分剩余的氨氮发生ANAMMOX 反应生成氮气。

[0003] CANON过程的化学计量方程式如下:

[0004] NH+4 + 1.5O2 →NO-2 + H+ + H2O

[0005] NH3 + 1.32NO-2 + H+→1.02N2 + 0.26NO-3 + 2H2O

[0006] 总方程式: NH+4 + 0.85O2→0.435N2 + 0.13NO-3 + 0.14H+ + 1.3H2O[0007] 该工艺可节省100%的碳源，尤其适用于处理低C/N 的高浓度氨氮废水；由于该工艺采用的是限制性供氧方式，反应器中DO 浓度较低，可节约60%的供氧量。

[0008] 采用低溶解氧DO方法是实现亚硝化的有效手段之一，进水和回流污泥一同进入好氧池，全程自养亚硝化解决了碳源的问题，因此将采用低DO的方法和泥水混合进入好氧池的方法相结合，有利于亚硝化的快速启动，并能保持长期稳定的亚硝化阶段，具有条件易于控制，易于启动，出水效果好的优点。

发明内容

[0009] 本发明的目的是克服现有低碳氮比高氨氮废水硝化启动时间长、硝化效果不稳定等缺点，提供一种低碳氮比亚硝化的污水处理装置及其方法。

[0010] 低碳氮比亚硝化的污水处理装置包括调节池、污水提升泵、第一低氧池、好氧池、第二低氧池、穿孔管曝气、可提升曝气管、二沉池、污泥泵、潜水搅拌机、蒸汽管和鼓风机；调节池、污水提升泵、好氧池顺次连接，好氧池进水口设有蒸汽管，好氧池底部设有可提升曝气管和出水口，好氧池两侧设有第一低氧池和第二低氧池，第一低氧池和第二低氧池底部分别设有穿孔管曝气，可提升曝气管和穿孔管曝气与鼓风机连接，第一低氧池和第二低氧池分别设有潜水搅拌机，第一低氧池和第二低氧池上端分别设出水口，并与二沉池、污泥泵、好氧池底部顺次连接。

[0011] 低碳氮比亚硝化的污水处理方法是：污水进入调节池，通过污水提升泵进入好氧池，鼓风机产生的压缩空气经可提升曝气管对污水进行曝气，调节鼓风机风量来控制溶解氧在1～2mg/L；二沉池中的回流污泥同步进入好氧池；在好氧池进水口设有蒸汽管，对污水进行加热，控制水温在28～35℃，pH7.6～8.5条件下进行亚硝化反应；污水通过好氧池底部出水口进入第一低氧池和第二低氧池，两个低氧池内布置有穿孔管曝气进行间歇曝气，并设潜水搅拌机进行搅拌，以便控制溶解氧为0.8～1.0mg/L，好氧池和低氧池的体积比为：1:10～20；污水经过第一低氧池和第二低氧池出水进入二沉池进行固液分离，其中部分污泥通过污泥泵回流至好氧池，剩余污泥去进行污泥处理。

[0012] 所述的从好氧池到第一低氧池和第二低氧池的污水采用连续进水。所述的第一低氧池和第二低氧池内采用间歇曝气。所述的好氧池内的污水加热采用二次蒸汽加热。

[0013] 本发明与现有技术相比具有的有益效果：

[0014] （1）采用低DO的方法可以节约供氧量约60%，节能效果显著。

[0015] （2）反硝化反应无需外加有机碳源；

[0016] （3）亚硝化效率高，出水水质好；

[0017] （4）该工艺具有结构简单紧凑、占地面积小、投资省、运行成本低、运行灵活、能连续与间歇运行等优点。

附图说明

[0018] 附图是低碳氮比亚硝化的污水处理装置结构示意图及其处理工艺流程图；

[0019] 图中，调节池1、污水提升泵2、第一低氧池3、好氧池4、第二低氧池5、穿孔管曝气6、可提升曝气管7、二沉池8、污泥泵9、潜水搅拌机10、蒸汽管11和鼓风机12。

具体实施方式

[0020] 如图所示，低碳氮比亚硝化的污水处理装置包括调节池1、污水提升泵2、第一低氧池3、好氧池4、第二低氧池5、穿孔管曝气6、可提升曝气管7、二沉池8、污泥泵9、潜水搅拌机10、蒸汽管11和鼓风机12；调节池1、污水提升泵2、好氧池4顺次连接，好氧池4进水口设有蒸汽管11，好氧池4底部设有可提升曝气管7和出水口，好氧池4两侧设有第一低氧池3和第二低氧池5，第一低氧池3和第二低氧池5底部分别设有穿孔管曝气6，可提升曝气管7和穿孔管曝气6与鼓风机12连接，第一低氧池3和第二低氧池5分别设有潜水搅拌机10，第一低氧池3和第二低氧池5上端分别设出水口，并与二沉池8、污泥泵9、好氧池4底部顺次连接。

[0021] 低碳氮比亚硝化的污水处理方法是：污水进入调节池1进行均质均量，通过污水提升泵2进入好氧池4，鼓风机12产生的压缩空气经可提升曝气管7对污水进行曝气，调节鼓风机12风量来控制溶解氧在1～2mg/L；二沉池8中的回流污泥同步进入好氧池4；在好氧池4进水口设有蒸汽管11，对污水进行加热，控制水温在28～35℃，pH7.6～8.5条件下进行亚硝化反应；污水通过好氧池4底部出水口进入第一低氧池3和第二低氧池5，两个低氧池内布置有穿孔管曝气6进行间歇曝气，并设潜水搅拌机10进行搅拌，以便控制溶解氧为0.8～1.0mg/L，好氧池4和低氧池的体积比为：1:10～20；污水经过第一低氧池3和第二低氧池5出水进入二沉池8进行固液分离，其中部分污泥通过污泥泵9回流至好氧池4，好氧池4污泥浓度一般控制在2000～4000mg/l。剩余污泥去进行污泥处理。

[0022] 所述的从好氧池4到第一低氧池3和第二低氧池5的污水采用连续进水。所述的第一低氧池3和第二低氧池5内采用间歇曝气。所述的好氧池4污水加热采用二次蒸汽加热。

[0023] 低碳氮比亚硝化的污水处理装置操作方法如下：

[0024] （1）微生物的接种与驯化：取相类似的废水处理厂生化污泥或城镇污水处理厂生3
化污泥接种，污泥投加量一般为1～2kg/m.开始培菌时按常规生化法连续曝气培养，投加一定的有机营养组分，溶解氧控制在2～4mg/L,当MLSS达到3000mg/L左右时，先减少低氧区的曝气量，采用间歇曝气连续搅拌运行，好氧区则控制溶解氧在1～2mg/l，同时逐日减少补加有机营养组分，十天左右停止补加有机营养。

[0025] （2）加碱（石灰水、小苏打等）调节进水pH值在7.6～8.5，进水以氨氮为主，适当加一些磷酸盐，连续进水，每隔一定时间提高进水氨氮浓度，约二个月亚硝化率可达90%以上。

[0026] （3）装置运行时按附图所示的方式进行。开启进水泵2，将调节池1中的废水打入好氧池4，曝气后废水进入低氧池3、5，而后进入二沉池8进行泥水分离，污泥经过污泥泵9回流到好氧池。上清液通过出水口排出。

[0027] （4）当水温低于26℃时，需启动加热系统。

[0028] 实施例1：

[0029] 某生物工程有限公司的2300t/d高浓度含氮废水先进入调节池，通过污水提升泵进入好氧池，鼓风机产生的压缩空气经可提升曝气管对污水进行曝气，调节鼓风机风量来控制溶解氧在2.0mg/L；二沉池中的回流污泥同步进入好氧池；在好氧池进水口设有蒸汽管，对污水进行加热，控制水温在35℃，pH=8.5条件下进行亚硝化反应；污水通过好氧池底部出水口进入第一低氧池和第二低氧池，两个低氧池内布置有穿孔管曝气进行间歇曝气，并设潜水搅拌机进行搅拌，以便控制溶解氧为1.0mg/L，好氧池和低氧池的体积比为：1:20；污水经过第一低氧池和第二低氧池出水进入二沉池进行固液分离，其中部分污泥通过污泥泵回流至好氧池，剩余污泥去进行污泥处理。

[0030] 该方法成功地处理了该类废水，实现了达标排放。生产废水进水水质见下表：

[0031] 表1 废水组成一览表 单位：mg/L（pH除外）

[0032]项目 生产废水 出水指标
CODcr 8000 100
TN 600 NH3-N：15
pH 4～5 6~9
BOD5 4000 20
SS 500 70
TP 200 0.50

[0033] 工程经过二年多的调试运行，处理效果稳定，达到设计的出水水质，水质分析结果如下（一年平均值）：

[0034] 表2 处理效果统计一览表

[0035]

[0036] 实施例2：

[0037] 某制药高浓度含氮废水先进入调节池，通过污水提升泵进入好氧池，鼓风机产生的压缩空气经可提升曝气管对污水进行曝气，调节鼓风机风量来控制溶解氧在1.0mg/L；二沉池中的回流污泥同步进入好氧池；在好氧池进水口设有蒸汽管，对污水进行加热，控制水温在28℃，pH=7.6条件下进行亚硝化反应；污水通过好氧池底部出水口进入第一低氧池和第二低氧池，两个低氧池内布置有穿孔管曝气进行间歇曝气，并设潜水搅拌机进行搅拌，以便控制溶解氧为0.8mg/L，好氧池和低氧池的体积比为：1:10；污水经过第一低氧池和第二低氧池出水进入二沉池进行固液分离，其中部分污泥通过污泥泵回流至好氧池，剩余污泥去进行污泥处理。

[0038] 试验结果表明，对COD的去除率达60%以上，对氨氮的去除率达85%以上。